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石油钻井工程事故原因分析及应对措施

2021-01-10张力强

科技信息·学术版 2021年7期
关键词:事故原因钻井工程应对措施

摘要:石油钻井工程是一项较为隐蔽的地下建设工程,在钻井过程中,会受到钻井技术、施工环境以及员工操作水平等多方面因素的影响,这些因素会造成较大的安全隐患,从而导致石油钻井工程事故的发生。为了降低安全事故的发生率,相关技术人员应不断进行钻井技术革新,根据石油钻井的具体环境不同,设计有针对性的钻井技术方案,充分了解施工人员的具体操作水平,提高钻井工程的稳定性。基于此,本文主要对石油钻井事故发生的原因进行了分析,并提出了科学合理的解决对策。

关键词:石油;钻井工程;事故原因;应对措施

石油钻井工程具有资金投入多、危险系数大、施工专业性强等特点,在钻井工程施工过程中,由于管理人员经验、技术人员专业技能以及施工环境和设备等因素的影响,容易发生井涌、井喷,钻井坍塌和钻具异常等事故,不仅严重影响了钻井工程的顺利进行,而且对施工人员的生命和财产安全造成了较大的威胁。因此,在进行石油钻井作业时,务必要对施工现场进行有效的管理,在施工前要制定出有效的应急预案,当出现安全事故时,能够及时启动应急预案,从而减少人员伤害和财产损失。

1石油钻井工程事故原因分析

1.1井涌、井喷事故原因分析

在钻井过程中,如果井内压力比地层压力小,就会使泥浆等物质压入到井筒之内,并且从井口溢流。当溢流状况进一步扩大的时候就会使流体以沸腾状涌出井口,出现井涌事故。如果井涌事故控制不及时,就会出现井喷事故。井喷过程中随着释放压力,不仅对现场施工人员带来伤害,而且施工设备也会遭到破坏。

发生井涌、井喷事故的原因主要有以下几个方面:(1)施工人员对地层压力分析不到位,钻井液密度不合理。(2)在石油钻井工程开始之前,选择的压井材料不合理,或者压井材料储存方法不当,影响了压井材料的正常使用。(3)地层内的油气出现异常、压力过高,或是钻井时遇到浅层气等也会出现井涌。(4)机械设备经过长时间工作后,会出现设备老化和生锈的情况,机械设备容易出现故障。在井涌出现时,机械设备无法进行有效的并井、压井操作,最终出现井喷。

1.2钻井坍塌事故原因分析

石油钻井工程中坍塌是比较容易发生的事故,导致坍塌事故发生的原因主要有以下几方面:(1) 地质原因。如果地层中含有盐岩层,那么其会在某温度压力下进行蠕变,蠕变的速度会受到水平力、垂直力以及其自身深埋的影响,经过蠕变后,盐岩层易流动,很容易出现钻井坍塌事故。(2)如果钻井液的密度较高,那么其渗入速度及渗入量就会增加,从而出现井漏,这使得地层矿物被不断溶解,井壁四周岩层强度减弱,最终出现坍塌事故。(3)钻井之前没有做好地质勘探工作,对于地下的具体情况和承受能力没有做好预测,导致地表层不能承受巨大的压力作用,最终出现坍塌事故。(4)在施工过程中,施工的机械设备会碰到井壁,影响井壁的稳定性,造成井壁被破坏,影响对钻井机械设备的支撑作用,导致坍塌现象的发生。

1.3钻具异常事故原因分析

(1)卡钻。当出现卡钻时,钻具无法在井中进行自由移动,发生此种原因可能是钻具上附着了许多黏土,若是钻具停钻后未经处理临时搁置,就会使其与泥壁相粘,钻具被卡 ;或是土层中含有易水化泥岩,当钻井液不充足时,井底的岩渣不能够被排离,进而出现卡钻事故。(2)钻具脱落。正常运行时的钻具受到地层强大的压力作用,钻头脱落,脱落之后的钻头会掉入井中,不仅影响了施工进度,而且也影响了钻井安全。(3)钻具刺漏。当钻具使用时间过长,在其损伤较多的情况下,对富硫地层进行钻进时,容易遭受腐蚀,又或是钻井液泵的压力过大,会使钻具出现刺漏问题。当钻具出现刺漏后,若不及时处理,不仅会使得钻井工作无法顺利进行,而且钻具受到较大的扭力,若是强行拉出,就会使钻具损坏。

2石油钻井工程事故应对措施

2.1井涌、井喷事故应对措施

在钻井过程中,首先,要对钻井溢流出现的原因及征兆进行了解,明确钻井液压力是否与地层压力相匹配,尽量避免地层压力高于井内压,进而出现井涌或井喷问题。其次,要保证压井液量充足,尤其在起下钻过程中,要随时关注压井液量的变化,及时进行灌注。对于地层压力而言,要使用科学的方法进行预估和分析,按照地层实际状况,对压井液密度进行重新设定,不可以使用被气侵过的压井液,同时合理采用井控技术,确保地层压力处于合理范围内,保持井内与地层间的压力平衡。最后,对钻井機械设备要进行系统的检测和维护,对有问题的设备要及时的维修和更换。

2.2钻井坍塌事故应对措施

坍塌事故对钻井工程的影响较大,因此,首先,需要做好地质勘探工作,从根本上解决钻井坍塌问题。在钻井设计过程中,需要对地质情况进行全面分析,优化井身结构设计,对于易发生坍塌的地层可以采用套管等方式进行密封处理,

科学选用防坍塌泥浆,钻井生产中科学调整钻具下钻速度,根据地层实际情况,合理的对钻井液性能进行调节;对于易水化矿物的土层,要对矿化度进行调整,还要保证其与环境中的矿化度一致或是稍高,以此减弱钻井液的渗透能力。此外,还可以在钻井液中增加一些阳离子物质,对其中钠离子进行置换,避免土层被水化,提升土层胶结度。

2.3钻具异常事故应对措施

当钻具停止使用时,不可以停钻时间过久,对于复杂地层而言,尽量不要停钻,并且不要在相同地点进行长时间的转动。 同时,要提前做好钻井坍塌预防工作,从而避免坍塌事故发生后,钻具被卡住。除此之外,还要控制好钻井液的上返速度,通常情况下,按照井眼大小,一般需控制在 30-50 L/s。定期对钻具进行维修和保养,以保证钻具运行的可靠性,防止钻具在钻井过程中发生问题。

3结束语

综上所述,在钻井过程中,不可避免的会出现不同程度的安全事故,对钻井工程质量与安全产生了重要影响。因此,相关企业需要对钻井事故出现的原因进行全面的分析,提前制定好应急预案,采取科学合理的解决对策,加强现场施工管理,尽量避免石油钻井工程事故的发生,保障钻井工程的顺利进行。

参考文献:

[1]王天龙. 石油钻井中安全影响因素及管理对策探讨[J]. 科技展望,2016,26(23):201.

[2]吴波.探讨石油钻井工程事故的原因及应对策略 [J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(7):94-95.

[3] 张国威,吴连涛,段宗全,等 . 试析石油钻井施工过程中存在的隐患和解决对策 [J]. 中国石油和化工标准与质量,2018,38(04):100-101.

作者简介:张力强(1978-),男,河北滦县人,工程师,从事石油钻井技术管理和井下事故处理工作。

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