石油鉆井工程事故的原因及應(yīng)對策略

趙小磊(長城西部鉆井有限公司， 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017300)

石油鉆井工程事故的原因及應(yīng)對策略

趙小磊(長城西部鉆井有限公司， 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017300)

鉆井工程作為一項投資巨大、技術(shù)含量高的工程，可以解決地下石油的開采問題。在施工過程中如果不嚴(yán)格控制，易引發(fā)安全事故。因此，相關(guān)人員應(yīng)該采取針對性的措施，把事故發(fā)生的可能性降到最低。

石油鉆井；工程事故；原因；應(yīng)對策略

近些年，隨著經(jīng)濟的增長，石油需求量居高不下，國家在石油鉆井方面的投資在不斷加大。一方面，石油鉆井工程具有資金需求多、危險系數(shù)高、施工技術(shù)專業(yè)性強等不利因素，這就加大了施工過程中的事故發(fā)生的可能性，增加了工程的風(fēng)險性；另一方面，工程施工中受管理人員的管理經(jīng)驗、技術(shù)人員的專業(yè)水平、施工人員的操作經(jīng)驗以及工程施工的環(huán)境和設(shè)備等因素的影響，易導(dǎo)致經(jīng)濟、財產(chǎn)損失甚至人員傷亡。所以，預(yù)防工程事故的發(fā)生顯得尤為重要。下文對工程事故的原因及其應(yīng)對措施進(jìn)行了詳細(xì)描述。

1 事故原因分析

(1)井涌、井噴事故 在進(jìn)行鉆井施工時，井內(nèi)的壓力如果小于地層壓力，則會造成泥漿等流體物質(zhì)被壓入井筒內(nèi)，并從井口等位置溢流，溢流狀況繼續(xù)擴大則使得流體物質(zhì)沸騰狀涌出，形成井涌，若井涌得不到控制就會形成影響更大的井噴事故，井噴的過程伴隨著壓力的釋放，會對現(xiàn)場工作人員造成傷害、破壞施工設(shè)備以及造成環(huán)境污染。造成井涌、井噴事故的原因主要是施工前對地層壓力的分析不足，施工方案中鉆井液的密度不夠，或水滲入使其密度降低。另外地層油氣異常，壓力過高，或者鉆井過程中遇到了淺層水、氣也會造成井涌。井涌發(fā)生后若出現(xiàn)設(shè)備失效，使得并井、壓井操作無法完成，就會導(dǎo)致嚴(yán)重的井噴事故的發(fā)生，這其中也存在由于設(shè)計不合理的因素。

(2)鉆井坍塌、井漏 鉆井坍塌可能由于地質(zhì)原因造成的，地層中若存在鹽巖層，會在一定溫度壓力條件下蠕變，蠕變的速度同時也受著水平及垂直主應(yīng)力、鹽巖層埋深的影響，蠕變后的鹽巖層易于流動，容易導(dǎo)致鉆井的坍塌。另外地層中砂、礫巖穩(wěn)定性差，強度較低，容易脆裂，或者地層傾角較大也會造成鉆井的坍塌事故。若使用較高密度的鉆井液，使其滲入地層的速度和滲入量加大，形成井漏，不斷地加劇地層礦物的溶解，降低了井四周的土層強度，也容易導(dǎo)致鉆井的坍塌。井漏也與地層土質(zhì)有極大的關(guān)聯(lián)，空隙率較大的地層、易形成裂縫的巖層、易溶性地層中，鉆井液容易滲透，都會出現(xiàn)井漏的現(xiàn)象。另外，猛開泵、猛下鉆等不當(dāng)操作都會對井下的壓力產(chǎn)生影響，進(jìn)而導(dǎo)致井漏。

(3)鉆具異常事故 卡鉆發(fā)生時使得鉆具在井中無法自由移動，這有可能鉆具上粘附了較多的粘性較大的泥餅，當(dāng)鉆具臨時停鉆時，容易粘在泥壁上，卡住鉆具，或者土層中有易水化的泥巖，鉆井液不足，使得井底巖渣無法排離井底造成卡鉆；地層錯動使得鉆井發(fā)生了錯位也會引起卡鉆。若鉆具老舊、有較多損傷，在鉆進(jìn)富硫地層時，易被腐蝕，或者鉆井液泵壓力大，都易使鉆具刺漏。套管埋深、井深設(shè)計不合理也會導(dǎo)致鉆具刺漏的問題。鉆具刺漏發(fā)生后，未進(jìn)行及時的處理就會進(jìn)一步導(dǎo)致鉆進(jìn)過程不順暢，鉆具受到的扭力加大，若強拉鉆具就會導(dǎo)致鉆具斷落。鉆具斷落還有可能是鉆具的疲勞運行、地層的土質(zhì)復(fù)雜造成的。在鉆井過程中也會由于顆粒物堵塞水眼，進(jìn)而使得鉆井液不能循環(huán)，出現(xiàn)鉆具的堵水眼事故。

2 應(yīng)對策略

(1)防止井噴的應(yīng)對 首先要對鉆井溢流的發(fā)生原因和征兆有足夠的了解，鉆井過程中時刻注意鉆井溢流的檢測，查看壓井液的壓力與地層壓力是否平衡，防止地層壓力超過井內(nèi)壓力而溢流甚至井涌、井噴。保持足夠的壓井液量，起出鉆桿、鉆鋌時，查看壓井液量并及時地灌注。對地層壓力應(yīng)當(dāng)通過科學(xué)合理的方法進(jìn)行預(yù)估，對地層的變化要科學(xué)的分析，根據(jù)地層的實際情況設(shè)計壓井液的密度，被氣侵的壓井液不可再次利用。合理的使用井控技術(shù)，使得地層空隙保持在合理的范圍內(nèi)，保證井內(nèi)和地層之間的壓力平衡。

(2)鉆井坍塌的應(yīng)對 設(shè)計井身時應(yīng)當(dāng)提前對地質(zhì)情況做好分析，以此為基礎(chǔ)合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計，利用套管等方式封住地質(zhì)較弱的土層或易出現(xiàn)井漏的土層，還要根據(jù)地質(zhì)情況適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)鉆井液的性質(zhì)，如對于砂、礫層或者較脆的巖層應(yīng)提高其粘度，還要增加切力，對于土層中含有易水化的礦物時，應(yīng)當(dāng)調(diào)整其礦化度，使之與環(huán)境礦化度相差不多或略高，以減少鉆井液的滲透性。另外還可以加入某些陽離子，置換鉆井液中的鈉離子，防止土層的水化，加強土層的膠結(jié)。另外如今的鉆井液品種繁多，可以選用防坍塌的產(chǎn)品。

(3)防止鉆具異常 鉆具在鉆進(jìn)過程中的臨時停鉆時間不宜過久，通常不超過三分鐘，在較為復(fù)雜的地層中，盡量不要停鉆，也不要在同一地點長時間轉(zhuǎn)動。還要做好鉆井坍塌的預(yù)防，防止坍塌后將鉆具卡在地層中。鉆井液上返速度應(yīng)當(dāng)控制好，根據(jù)井眼的大小應(yīng)控制在30-50L/s。做好對鉆具的維護(hù)保養(yǎng)，鉆井前做好鉆具的探傷工作，新鉆具還要做好涂層的處理。使用腐蝕環(huán)法檢測鉆井液并對鉆具進(jìn)行防腐處理，盡量不要使鉆具疲勞運行。

3 結(jié)語

綜合全文來看，石油的勘測及開發(fā)是我國經(jīng)濟發(fā)展條件下面對的挑戰(zhàn)，石油鉆井工程作為其重點關(guān)注的環(huán)境，工程施工的進(jìn)度、技術(shù)水平和安全性控制對工程的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。因此，只有工程管理人員加強工程的現(xiàn)場管理，技術(shù)人員學(xué)習(xí)及提高技術(shù)人員的專業(yè)水平、施工人員增加現(xiàn)場操作技術(shù)培訓(xùn)，才能從根本上保證工程的施工質(zhì)量。相關(guān)人員工程施工要從源頭及原因查起，從根本上采取積極的應(yīng)對策略，預(yù)防并降低事故的發(fā)生。

[1]蔣希文.鉆井事故與復(fù)雜問題[M].北京：石油工業(yè)出版社,2002：1-6.

[2]張占民.淺議鉆井施工中的安全管理[J].河北水利,2009,(7).

[3]吳俊杰.鉆井工程事故監(jiān)測和預(yù)警方法研究[J].錄井工程,2006.