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吳忠鉆井工程安全發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)展望

作者:小編 瀏覽量:5182 時(shí)間:2024-03-06 00:00:00

信息摘要:

鉆井工程安全發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)展望, 一 鉆井工程及鉆井工藝 油氣鉆井工程是進(jìn)行石油與天然氣資源勘探開發(fā)的主要工程。不論是在油氣勘探階段,還是在油氣開發(fā)過程中,鉆井工程都具有重要的作用,因而油氣鉆井工程被譽(yù)為“...

        一 鉆井工程及鉆井工藝
        油氣鉆井工程是進(jìn)行石油與天然氣資源勘探開發(fā)的主要工程。不論是在油氣勘探階段,還是在油氣開發(fā)過程中,鉆井工程都具有重要的作用,因而油氣鉆井工程被譽(yù)為“石油工業(yè)的火車頭”。油氣鉆井工程具有規(guī)模大、投資多和風(fēng)險(xiǎn)性大的特點(diǎn)。油氣鉆井工程生產(chǎn)規(guī)模宏大、技術(shù)復(fù)雜,需要花費(fèi)大量的人力物力。
    鉆井工藝是在石油和天然氣的勘探和開發(fā)中鉆成井眼所采取的技術(shù)方法。主要包括井身機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、鉆頭和鉆井液的選用、鉆具組合、鉆井參數(shù)配合、井斜控制、泥漿處理、取巖心以及事故預(yù)防和處理。
    二 鉆井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及鉆井工程特點(diǎn)
    20世紀(jì)七十年代以來,鉆井進(jìn)入自動(dòng)化。在此階段,研制并發(fā)展了自動(dòng)化鉆機(jī)和自動(dòng)井口裝置、鉆井液機(jī)械處理、鉆井參數(shù)隨鉆測(cè)量等自動(dòng)控制技術(shù)和設(shè)備、儀表。成功的鉆成了定向井、叢式井、大斜度井和水平井。尤其是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的告訴發(fā)展,不斷研制改進(jìn)成的隨鉆測(cè)量儀器和遙控導(dǎo)向裝置,更為油氣井工程提供了遙測(cè)遙控的有效手段。
    目前,鉆井有陸地發(fā)展到海上,人們可以在1500m的水域鉆井。鉆井技術(shù)由原來的直井定向井向著大位移水平井、多分支水平井發(fā)展,大位移水平井和多分支水平井技術(shù)大大提高了鉆井效率,增大了單井控制面積,提高了油田的采收率。鉆井技術(shù)由平衡鉆井向著欠平衡鉆井、空氣鉆井發(fā)展,四川油田、利用空氣鉆井技術(shù)利用空氣鉆井技術(shù)將建井周期由原來的餓1~2年,縮短到半年甚至更短,利用欠平衡技術(shù)鉆出的油氣井,產(chǎn)層不受傷害,產(chǎn)量更高,壽命更長,因而是鉆井技術(shù)發(fā)展的主導(dǎo)方向之一。
    鉆井工程特點(diǎn)
    (1) 由于鉆井工程在生產(chǎn)過程中存在著許多危險(xiǎn)因素,特別是在一些設(shè)備比較陳舊,自動(dòng)化水平低,生產(chǎn)控制手段缺乏,安全生產(chǎn)難度大的企業(yè),都面臨著一個(gè)嚴(yán)峻的任務(wù),面臨著事實(shí)上存在的那些安全隱患和影響安全生產(chǎn)的問題,因此更有必要加強(qiáng)安全生產(chǎn)管理工作。
    (2) 由于油、氣資源深埋地下,并具有流動(dòng)性,其生成、運(yùn)移、聚集及保存條件十分復(fù)雜。由于油氣資源分布的或然性,自然條件的多樣性,開采過程的變化性,決定了在石油開發(fā)系統(tǒng)中,未知因素和不確定因素多。人們運(yùn)用不斷的技術(shù)手段,不斷提高認(rèn)識(shí)水平。雖然大大改進(jìn)了對(duì)該系統(tǒng)的了解程度,但是又會(huì)出現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)的不確定性。
    (3) 大部分工作是在野外分散進(jìn)行,相對(duì)地說自然環(huán)境和工作條件都比較惡劣。
    (4) 石油工業(yè)的生產(chǎn)工藝是多種多樣的,而且有些生產(chǎn)工藝帶有不同程度的危險(xiǎn)性。鉆井過程中可能產(chǎn)生較嚴(yán)重的機(jī)械事故、發(fā)生井噴及井陷;而且一旦發(fā)生事故后果多數(shù)是嚴(yán)重的。
    (5) 在鉆井施工中,多采用多工種立體交叉作業(yè),加之使用的重型機(jī)械較多,也比較為集中,所以人身傷亡事故的發(fā)生率是較高的。
    (6) 油田的交通運(yùn)輸,由于車多路窄,加之各種特種車輛的車體大二笨重,操作不易,也易于發(fā)生交通事故。
    (7) 鉆井生產(chǎn)中使用的機(jī)器、設(shè)備、車輛及原材料,數(shù)量大、品種雜,著也給安全使用管理及保存帶來了一定的困難。
    三 鉆井工程中的不安全因素及安全對(duì)策
    鉆井工程中的不安全因素大體分為三類,及人的因素,物的因素和環(huán)境因素
    人的因素包括思想意識(shí)方面、技術(shù)方面以及心理或生理方面的因素;物的因素包括原料與材料,機(jī)器設(shè)備及附件,儀器與儀表,電氣設(shè)施,工具等方面的因素;環(huán)境因素包括工作場(chǎng)所內(nèi)的小環(huán)境所造成的不安全因素和自然環(huán)境造成的不安全因素。
    針對(duì)諸多不安全因素,可以采用的不同的安全技術(shù)對(duì)策:控制能量,危險(xiǎn)最小化設(shè)計(jì),隔離,閉鎖、鎖定,故障-安全設(shè)計(jì),故障最小化,警告。
    四、目前采取的鉆井安全技術(shù)現(xiàn)狀
    4.1鉆前工程的安全
    鉆井設(shè)計(jì)是一口井施工的重要依據(jù)和指導(dǎo)性作業(yè)文件,鉆井設(shè)計(jì)包括:鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)、鉆井工程設(shè)計(jì)、井控設(shè)計(jì)和完井固井設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)要在所鉆地區(qū)的有關(guān)地質(zhì)和以往的鉆井工程資料基礎(chǔ)上,遵守國家及當(dāng)?shù)卣嘘P(guān)法律、法規(guī)和要求,首先要考慮到安全第一,以人為本,保護(hù)環(huán)境,防止污染,按照安全快速、優(yōu)質(zhì)和高效的原則進(jìn)行。
    鉆前的安全準(zhǔn)備,包括鉆機(jī)搬遷,鉆機(jī)、設(shè)備的安裝,檢查落實(shí)注水井停注及放溢流,井場(chǎng)布置,井口準(zhǔn)備等方面的安全。
    4.2鉆進(jìn)工程的安全
    鉆進(jìn)工程是鉆井三大工程中重要組成部分。鉆進(jìn)施工包括鉆井的一次開采、二次開采、三次開采等。鉆井作業(yè)的工序主要有:鉆頭,各類配合街頭及各種井下工具與鉆具的連接作業(yè),起下鉆柱作業(yè),正常鉆進(jìn)和發(fā)生各類井下工程事故時(shí)的處理作業(yè)。在上述施工作業(yè)中,存在著許多人身、設(shè)備、井下不安全因素。“安全為了生產(chǎn),生產(chǎn)必須注意安全”樹立安全第一的思想,執(zhí)行各項(xiàng)安全生產(chǎn)制度和措施,按照鉆井設(shè)計(jì)中德要求標(biāo)準(zhǔn)操作,不違章作業(yè)才能安全、優(yōu)質(zhì)、快速地進(jìn)行鉆井施工作業(yè)。
    鉆具是鉆井的主要工具,鉆具是指:方鉆桿、鉆桿、鉆鋌、接頭、穩(wěn)定器、減震器等,以及在特定條件下使用的工具如打撈、取心工具等。甚至有時(shí)造成一口井的報(bào)廢導(dǎo)致更大的損失。為了防止鉆具事故,減少經(jīng)濟(jì)損失,要求每口井開鉆前必須進(jìn)行鉆具的檢查。
    井口工具的安全使用直接關(guān)系到鉆井工人的人身安全和井下安全。在鉆井施工中要對(duì)井口工具進(jìn)行認(rèn)真檢查安全使用,其可以大大地減少人身和井下事故的發(fā)生。
    鉆井施工指使用專用的鉆井工具將地層巖石破碎形成井眼,指導(dǎo)預(yù)訂深度的工作過程,此過程重要且復(fù)雜,其中的危險(xiǎn)因素很多,需嚴(yán)格按照法律規(guī)章進(jìn)行操作。
    4.3完井工程安全
    完井作業(yè)就是按照設(shè)計(jì)的要求鉆完該井的井深,將鉆井液性能調(diào)整好后,起出井內(nèi)的鉆具進(jìn)行測(cè)井及以后工序的施工。完井作業(yè)施工中的人身、設(shè)備、井下安全危險(xiǎn)因素在整個(gè)鉆井中占有很大的比例,在下套管過程中一發(fā)生卡套管、井漏、井噴等井下工程事故。在施工作業(yè)中安全操作,認(rèn)真執(zhí)行各項(xiàng)規(guī)章制度和技術(shù)措施才能保證人身、井下和設(shè)備的安全。
    為穩(wěn)固井壁,保證開鉆的繼續(xù)鉆進(jìn),封隔油、氣、水層,保證勘探期間的分層試油及在整個(gè)開采過程中合理的油氣生產(chǎn),需要在已鉆的井眼內(nèi)下入不同規(guī)格的鋼管,并在井眼與鋼管的環(huán)形空間注入水泥,這就是固井施工。固井施工是一口井的最關(guān)鍵一次性工程,因?yàn)樗且豁?xiàng)隱蔽性工程,它的技術(shù)性很強(qiáng),固井好壞直徑影響到一口井的后續(xù)施工作業(yè)及油井的產(chǎn)量和壽命。在固井注水泥、替泥漿、碰壓施工中存在著高壓危險(xiǎn)、易發(fā)生人身安全事故。
    4.4鉆井液的安全使用
    在鉆井過程中人們把鉆井液比喻成鉆井的血液,鉆井液性能的好壞直接關(guān)系到鉆井的成敗。隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展,鉆井液技術(shù)也在不斷的發(fā)展,由起初的清水自然造漿發(fā)展到目前的水基、油基和氣基三大鉆井液體系,能夠滿足各種復(fù)雜地層和各種井型的鉆井需要。鉆井過程中合理選擇使用號(hào)鉆井液將直接影響到一口井的鉆井速度、井身質(zhì)量和安全鉆井的重要因素。
    五 安全技術(shù)展望
       總上所述,目前鉆井工程安全技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一定的階段,能夠有效地預(yù)防和控制鉆井過程中危險(xiǎn)因素所導(dǎo)致的事故,但其還有較大的發(fā)展的空間。
       隨著油氣資源的不斷減少,開采難度也會(huì)隨之增大,鉆井工程的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)也會(huì)隨之更加嚴(yán)格,鉆井過程中存在的不安全因素也會(huì)增多,也就需要更加完善的安全制度與更加高的安全技術(shù)來保證正常的生產(chǎn)。未來的安全技術(shù)應(yīng)以本質(zhì)安全為核心,以更高的自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備為前提,以更加完善地事故處理措施為保障,以求達(dá)到,高安全性,高技術(shù)性,高效率性的鉆井作業(yè)。
   

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