一、石油修井作業的特點
環境惡劣,地域遼闊,條件艱苦,工程復雜,流動性大,危險性大,多兵種聯合作戰,裝備、設施類型多。上述特點決定了石油修井作業生產過程中事故的復雜性、多變性、突發性和危險性,易發生井噴、中毒、人身傷亡、火災及爆炸等事故。
二、石油修井作業的主要工程
石油修井作業的主要工程包括:試油、中途測試、工程測試、小修、射孔、大修、側鉆、封串、壓裂、酸化、防砂、堵水、調剖、解堵等。本書主要介紹試油、小修、大修、壓裂、酸化等工程。
三、石油修井作業主要工程的技術方法及安全技術要求
(1)石油修井作業主要工程的技術方法。一是試油工程的技術方法。試油是石油工業中測試、驗證和落實地層流體性質(油、氣、水)、產能、壓力、溫度等資料的工程過程。試油的技術方法可分為套管井試油和裸眼井試油。套管井試油是在下套管井中,經過(包括)射孔使油氣層與套管井筒連通后進行的。裸眼井試油是在地層裸露條件下進行的,它包括在鉆井過程中裸眼井中的試油和鉆井、完井后的裸眼井段的試油。二是小修工程的技術方法。小修是為維護油氣水井正常生產的井下作業工程。小修工程的技術方法包括:作業準備(井架安裝、作業設備安裝、壓井液選擇、壓井)、起下油管、起下抽油桿、起下泵、檢泵、起下封隔器、起下隔熱管、熱洗、清蠟等。三是大修工程的技術方法。大修是清除套管內的落物及對套管損壞進行修復的井下作業工程。大修工程的技術方法包括:井下故障診斷、落物打撈、解卡、套管擴脹、套管整形、套管補貼及加固、換取套管、套管內的鉆、磨、銑、打通道、鉆水泥塞、查封竄、找堵漏、擠灰封存層等。四是壓裂、酸化工程的技術方法。壓裂是油氣水井的增產增注措施,是低滲透油田的戰略進攻措施。它既能解除地層的污染傷害;又能改造地層,使油氣層形成人工裂縫,從而增加油、氣、水井的產量和注入量。(2)石油修井作業主要工程的安全技術要求。第一,防止井噴、井噴失控、井噴失控著火和爆炸,以及有害氣體的泄漏等事故的發生。第二,防止射孔中雷管、射孔槍彈爆炸等事故的發生。第三,防止因物體打擊、高空墜落、油氣火災爆炸、觸電、淹溺、砸塌、灼燙、機械傷害、凍傷、燒傷等人身傷害事故的發生。第四,防止硫化氫、一氧化碳、鹽酸、氫氟酸、二氧化碳、氮氣等中毒窒息事故的發生。第五,壓裂施工是高壓(最高達80 Mpa以上)危險施工,易爆、易燃、易傷人。其中,高壓設備、高壓管匯高壓大排量施工時,易井口抬起,易管線爆飛,易機械傷人;氮氣泡沫、二氧化碳壓裂施工時,液氮、液態二氧化碳易引起凍傷、灼燙、窒息和中毒;用油基壓裂液壓裂時,易爆,易燃。(3)酸化是高壓危險施工。酸化時使用的鹽酸、氫氟酸、硝酸等強基酸及添加劑易灼燙、窒息和中毒;酸化后酸液與地層及地層流體的反應物排出油井時,易灼燙、窒息和中毒。壓裂、酸化工程中,還應注意預防機械傷害事故。
四、石油修井作業主要設備、設施基本性能
(1)石油修井作業的主要設備、設施。目前,在石油修井作業生產過程中,使用的設備設施可分為4大類。一是井口設施;二是井下設備及設施;三是人井流體;四是地面主要施工設備及設施。地面主要施工設備及設施包括:起下作業提升設備:井架、游動系統、動力系統、作業機、修井機等;電力設備:發電機、輸電線路、變壓器、照明等;采暖設備:鍋爐(地面的采暖鍋爐、工業用水、用蒸汽鍋爐)等;生活設施:野營房、廚房、庫房、值班房、油氣水等;泵注循環系統設備:泥漿泵、泥漿池、固井車、灰罐車、水泥車、熱洗車、高壓空氣壓縮機、水罐車、油罐車等;井控設備設施;射孔、試油、小修、測試設備:作業機、射孔車、電纜車、儀器車、測試車、氣舉排液設備、抽吸及提撈設備等;壓裂酸化設備:壓裂車、酸化車、管匯車、儀表車、拉砂車、液氮泵車、液罐車及高壓管匯等。(2)石油修井作業的主要設備、設施的特點。石油修井作業的主要設備、設施的特點是負荷重、功率大、體積大、承壓高、工作壓力大。一是負荷重,大修及側鉆工程的提升負荷達100t以上,井架的負荷在200t以上;二是功率大,壓裂車的臺上柴油機功率為7 000馬力(5148.5kW)以上(單機);三是體積大,原鉆機施工井架48m,修井井架為29m、18m;原鉆機側鉆搬家用運輸車30輛;四是承壓高,壓裂車的臺上壓裂泵及地面高壓管匯的承壓壓力達100MPa以上;五是工作壓力高,壓裂施工的泵壓的施工壓力達80MPa以上。
五、石油修井作業生產過程中的緊急處理
(1)一旦發生井噴失控,應迅速停機、停車、斷電,并設置警戒線。井場100米以內及油氣污染區不準用火,30米以內不準摘掛電器開關。并將氧氣瓶、油罐等易燃易爆物品拖離危險區。同時進行井口噴出油流的圍堵和疏導,防止井場地面易燃物擴散。(2)迅速做好儲水、供水工作,用消防水槍向油氣噴流和井口周圍大量噴水冷卻,保護井口。(3)測定井口周圍及附近的天然氣和硫化氫氣體的濃度,劃分安全范圍,并準備必要的防護用具。(4)清除井口周圍和搶險通道上的障礙物。(5)井噴搶險盡量不在夜間進行。搶險時,不要在施工現場同時進行可能干擾施工的其它作業,人員及車輛在上風頭。(6)搶險中每個步驟實施前,必須進行技術交底和演習。(7)搶險人員在井口一般以3至4人為一組,分批輪換,在搶險過程中動作要輕,以免碰出火花而引起火災。(8)做好人身安全防護工作,避免燒傷、中毒、噪音等傷害。