【正文】 結合的地層。 西安石油大學畢業(yè)設計（論文） 11 ②受壓力束縛的地層。 ③常規(guī)地層。 ④地層孔隙壓力不清或井壁穩(wěn)定性差，需要足夠鉆井液密度才能控制井塌的地層。 ⑥人口密集區(qū)、 重要設施附近和環(huán)境保護特別嚴格的地區(qū)。 四、實施欠平衡壓力鉆井的關鍵問題 欠平衡鉆井是一項復雜的系統(tǒng)工程，為了使工程能順利實施，在選擇欠平衡鉆井之前，要做一系列的先期工作。 下情況，包括地質分層、巖性、地層壓力、產(chǎn)層溫度、地層的可鉆性、采油生產(chǎn)情況 (老開發(fā)區(qū) )等。選擇合理的壓井措施，并做好相應準備 。 、可行性。并根據(jù)鉆井液類型，配備不同的、完善的地面輔助設備和設施，包括鉆進時產(chǎn)出的油氣的處理設備。 ，如井漏、井垮、卡鉆等等，制訂相應的應急計劃，并做相應的物資 和技術準備。 HSE 管理的角度出發(fā)，考慮如何滿足有關規(guī)定和要求。 五、實施欠平衡鉆井的安全問題 1） 井控問題 ，欠平衡鉆井的井控不同于一般鉆井的井控，它是邊噴邊鉆的，西安石油大學畢業(yè)設計（論文） 12 它需要地層流體溢流出地面，因此對它的井控問題更加復雜。 3） 防火防爆問題 ，因為欠平衡鉆井是邊噴邊鉆，伴隨地層油氣需要漏出地面，防火防爆問題比一般鉆井更復雜 ,出現(xiàn)的問題更嚴重。 2，鉆井液使用泡沫鉆井液以及鉆井液添加劑等容易造成中毒、窒息傷害。 2，在進行泡沫鉆井和氣霧鉆井的時候，需要制氣裝置，這些裝置具有高壓性，造成機械傷害的嚴重程度會更大。 欠平衡鉆井 的井控問題 井控問題的復雜性 1）欠平衡鉆井不同于一般性的鉆井，它要求井底必須又負壓差，鉆井液柱壓力小于地層壓力，它需要邊噴邊鉆，伴隨有地層流體溢出井口的現(xiàn)象，其他鉆井是不允許有溢流現(xiàn)象的，因此欠平衡鉆井 的 井控問題更復雜。 3）欠平衡 鉆井作業(yè)過程中，井底壓力復雜，因為有地層流體侵入鉆井液， 會造成井底壓力的波動，不利于鉆井期間的壓力預測和壓力控制，進而給欠平衡鉆井的井控問題帶來復雜性。 （ 1） 進行欠平衡鉆井作業(yè)時，選擇合適的欠平衡鉆井液十分重要，選擇鉆井液時，要根據(jù)所鉆欠平衡井的類型、井身結構、儲層特性、孔隙壓力等來綜合考慮選擇合適的欠平衡鉆井液。 另外，還應考慮鉆井液基液本身的一些物理性質，比如粘度效應低 、無腐蝕性、毒性低等。 表 21 欠平衡 鉆井液的密度 范圍 表 22 根據(jù)地層壓力優(yōu)選鉆 井液類型對比表 地層壓力系數(shù) 優(yōu)化鉆井液類型 地層壓力系數(shù) 優(yōu)化鉆井液類型 0～ 空氣、天然氣、氮氣 ～ 油或油基鉆井液 ～ 霧化鉆井液 ～ 水（鹽水） ～ 泡沫鉆井液 常規(guī)水基鉆井液 ～ 充氣鉆井液 2） 欠平衡 井控設備 要求 欠平衡鉆井是通過旋轉防噴器和節(jié)流管匯控制井底壓力，允許井涌和適度井噴，只有在井口回壓（套壓）超過一定值時，采用常規(guī)井控技術來控制井地壓力以防止井噴失控。 （ 2）應按 SY/T 64261999 選擇井控裝置的壓力等級、尺寸系列和組合形式 。 （ 4）欠平衡鉆井井口比常規(guī)井口多裝一個旋轉控制頭或旋轉防噴器，高于21MPa 的井控裝置組合，井架 底座應考慮留有足夠的安裝空間。 ② 防噴器組合的壓力等級： —— 小于等于 35MPa 時，選擇與防噴器壓力等級相同的旋轉控制頭或旋轉防噴器。 ③允許使用壓力等級低于防噴器組合的旋轉控制頭或旋轉防噴器。 2．井控管匯 井控管匯的配備應符合 SY/T596494中的有關規(guī)定。 （ 2）節(jié)流管匯應配置液動節(jié)流閥控制臺，并設置氣動油泵、手動油泵、儲能器和各類閥件以及遠程監(jiān)測環(huán)空壓力 和立關壓力的壓力變送器和儀表。 （ 4）節(jié)流管匯應設置兩翼或三翼式節(jié)流線路，其中兩翼式包括一翼設置能遙控的液控節(jié)流閥，一翼設置手動節(jié)流閥；三翼式包括一翼設置能遙控的液控節(jié)流閥，一翼設置手動節(jié)流閥和一翼直通線路（在節(jié)流閥堵塞或失效時使用）。 （ 5）應配備備用節(jié)流閥，備用數(shù)量根據(jù)具體情況確定。欠平衡技術加水平井、導向鉆井，用于提高勘探成功率 ；欠平衡技術加水平井、分支井、超常水平井，用于提高開發(fā)效益；欠平衡技術與連續(xù)軟管鉆機、老井加深、老井側鉆、小井眼鉆井技術，用于老油氣田改造挖潛；欠平衡技術加超常水平井、分支水平井，用于低椮、強水敏油氣田增產(chǎn)改造，部分代替水力壓裂。 由 此 我們可以看出， 欠平衡鉆井技術發(fā)展迅速并己充分地展現(xiàn)了欠平衡鉆井在勘探開發(fā)中的優(yōu)勢，因而獲得了強大的生命力，所以盡快掌握和發(fā)展欠平衡技術是改變我國目前石油 工業(yè)現(xiàn)狀的戰(zhàn)略措施。 西安石油大學畢業(yè)設計（論文） 16 3 欠平衡鉆井事故統(tǒng)計 、 分析 欠平衡鉆井 的常見事故 鉆井是一種隱蔽的地下工程，要找油氣資源，就要鉆井，就要鉆穿各種地層。 一個有經(jīng)驗的鉆井人員，應能及時 識別鉆井事故的征兆，準確地判斷事故的類別，正確果斷地采取措施處理事故。這就是事故發(fā)生的主觀因素。 1） 鉆井中的 傷害 事故 （ 1） 機械傷害 ，鉆井中使用的設備多而且復雜，容易造成作業(yè)過程中的絞、碾、割、戳等機械傷害事故。 （ 3） 火災 、 爆炸， 作業(yè)現(xiàn)場有很多電氣設備，如果防火防爆措施做的不好容易造成火災 、 爆炸 傷害事故。 （ 5） 車輛傷害，指車輛在作業(yè)中的擠、壓、撞、顛覆等傷害事故。 （ 7） 觸電，主要是指電氣設備 不安全部位 與人體部位的接觸， 使電流流過人體所造成的傷害事故。 （ 9） 流體傷害，主要指高熱流體對人體的燙傷事故。 2） 常見的鉆井中的生產(chǎn)事故 （ 1） 卡鉆、遇阻 在起下鉆或接單根時，由于鉆井液性能及地層巖性引起的井眼縮徑或井壁垮塌，將導致下鉆時遇阻，鉆具下不到井底不能進行正常鉆進，在起鉆或接單根上提時遇卡，遇卡時，如果工程處理不當，將引起卡鉆事故。下鉆遇阻時，大鉤負荷將持續(xù)下降并小于鉆具的實際負荷。鉆具斷落失效的類型主要有斷裂、刺漏密封和脫扣 ① 鉆具 刺漏，鉆具刺漏是鉆井中較為常見的現(xiàn)象，發(fā)生鉆具刺漏的原因是由于鉆進所使用的鉆具較為陳舊，鉆井液對鉆具的腐蝕以及鉆進時使用的鉆井液泵泵壓較高，這些都容易引起鉆具刺漏。但要注意區(qū)別鉆井液加重后密度不均勻引起的泵壓下降以及由于鉆井液泵上水不好引起的泵壓下降。 （ 3） 溜鉆、頓鉆 溜鉆一般是司鉆送鉆不均勻，在鉆頭上突然施加超限的鉆壓，導致鉆具壓縮、井深突然增加的現(xiàn)象；頓鉆一般是在鉆頭提離井底后，由于未控制好剎把，鉆具自然下落，在鉆頭突然施加超限的鉆壓，導致鉆具壓縮、井深突然增加的現(xiàn)象。 （ 4） 井塌 井壁垮塌一般是由于地層與鉆井液性能不匹配以及工程上的鉆具組合不當引起的。 井塌判斷方法，判斷井壁垮塌最可靠的依據(jù)是井內返出的巖屑情況，循環(huán)返出的巖屑較正常時量大、塊大、巖性雜及顏色雜，井壁垮塌后，錄井參數(shù)表現(xiàn)為泵壓上升，流量增加，扭矩增大。減震器失效的原因主要是減震元件、驅動部分、密封元件等損壞。 （ 6） 掉牙齒、掉牙輪 牙輪由于長時間 在高壓下滾動，牙輪上的牙齒、牙輪軸承使用到一定的程度就會磨損、松動、甚至脫落。 一般 情況下，牙輪鉆頭異常主要表現(xiàn)為機械鉆速變慢，扭矩增加，扭矩波動變大。 西安石油大學畢業(yè)設計（論文） 18 （ 7） 堵水眼 下鉆過程中由于鉆頭沒有做好防堵水眼措施，或鉆進時鉆井液中大顆粒物體進入水眼，將水眼堵死，鉆井液無法循環(huán)，只有起鉆通水眼，這樣將增加一次起下鉆，影響鉆井時效。但要區(qū)別鉆井液加重后密度不均引起的泵壓升高。掉水眼后鉆頭水馬力下降，脫落的水眼引起鉆頭蹩跳導致鉆速下降，降低鉆頭使用壽命。 （ 9） 鉆頭泥包 牙輪鉆頭或刮切類鉆 頭在鉆大段泥巖時，由于鉆頭選型不合理（牙齒大小、水眼大小等）或轉盤轉速、鉆莊、泵壓等工程參數(shù)的搭配不合理，鉆頭就會泥包。 判斷鉆頭泥包的方法，鉆頭泥包以般發(fā)生在鉆大段泥巖，鉆頭泥包后，機械鉆速會明顯降低，扭矩變小而且波動變小，扭矩曲線較鉆頭沒有泥包時平滑。 （ 10） 地層傷害 地 層傷害主要是指鉆井過程中發(fā)生的井噴失控和井漏等事故，在發(fā)生井漏事 故的時候，鉆井液進入地層，污染了地層流體，破壞了地層流體的滲透性，造成鉆井液的大量丟失。總之不管是井噴還是井漏都會造成巨大的經(jīng)濟損失， 會使井下情況更復雜， 形成惡性事故，導致井的報廢，最終導致資源的浪費。統(tǒng)計內容包括： （ 1） 事故類別分布統(tǒng)計； （ 2） 事故原因分布統(tǒng)計； 西安石油大學畢業(yè)設計（論文） 19 （ 3） 發(fā)生事故時作業(yè)種類分布統(tǒng)計； （ 4） 事故發(fā)生地點分布統(tǒng)計； （ 5） 死者崗位分布統(tǒng)計。 具體的統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下 ； 表 31 事故類別分布情況 類別 次數(shù) 死亡人數(shù) 所占比例％（按死亡人數(shù)統(tǒng)計） 物體打擊 車輛傷害 機械傷害 起重傷害 觸電 高處墜落 爆炸 流體傷害 合計 22 4 20 10 8 8 1 4 77 22 4 20 10 8 9 1 4 78 見 表 31，按死亡人數(shù)統(tǒng)計，物體打擊事故造成的傷害居首位，其次是機械傷害、起重傷害、高處 墜落、觸電。 ②事故原因分布。 表 32 事故原因分布 事故原因 死亡人數(shù) 所占比例％ 無安全、保險裝置 1 防護、保險等裝置缺乏或有缺陷 20 設備、工具、附件有缺陷 18 個人防護用品缺乏或有缺陷 7 光線不足或通風不良 1 無規(guī)程或制度不健全 1 勞動組織不合理 2 對現(xiàn)場缺乏檢查或知道有錯誤 4 設計有缺陷 1 不懂規(guī)程與技術知識 2 西安石油大學畢業(yè)設計（論文） 20 違反操作規(guī)程或勞動紀律 21 見 表 32， 由于違章作業(yè)（違反操作規(guī)程或勞動紀律）造成的死亡人數(shù)占首位，說明嚴格執(zhí)行各類規(guī)章制度，嚴肅勞動紀律，是搞好鉆井作業(yè)系統(tǒng)安全生產(chǎn)的關鍵所在。因此，在鉆井作業(yè)系統(tǒng)安全管理工作中，一定要注意抓好設備本質安全，解決設備和設施本身的缺陷及缺乏安全、保 險裝置的突出問題，要注意加強設備的檢修與維護保養(yǎng)，使之處于良好的運行狀態(tài)。 ③ 發(fā)生事故時作業(yè)種類分布。檢修、保養(yǎng)作業(yè)死亡人數(shù)居第二位；安裝作業(yè)死亡人數(shù)居第三位；卸鉆具及鉆具下鉆臺作業(yè)死亡人數(shù)居第四位。在鉆進、保養(yǎng)過程中發(fā)生的死亡事故多，主要是由于缺乏監(jiān)控措施，人員之間配合不當所致。 ④事故發(fā)生地點分布。 由此 說明，石油鉆井作業(yè)系統(tǒng)應特別加以控制的要害地點是鉆臺和場地上。 表 35 致害設備與致害設施分布 致害設備與設施 死亡人數(shù) 所占比例％ 致害設備與設施 死亡人數(shù) 所占比例％ 絞車 7 拖拉機 4 吊鉗 6 吊車 3 吊卡 4 氣路 5 電動、液氣葫蘆 8 電路 5 泥漿泵 7 吊鉤繩索 7 電焊機 3 其他 12 見表 35， 石油鉆井 作業(yè)系統(tǒng)死亡事故與電動、液氣葫蘆的操作有關的占首位，其次是絞車、泥漿泵、吊鉤繩索。 護罩方面主要是封閉效果差、未安裝護罩或護罩本身有缺陷。 表 36 死者崗位分布 崗位類別 死亡人數(shù) 所占比例％ 崗位類別 死亡人數(shù) 所占比例％ 司鉆 8 場地工 4 副司鉆 17 司機 3 井架工 6 司助 2 內鉗工 12 泥漿工 3 外鉗工 11 其他 12 見表 36，在一個鉆井隊的安全生產(chǎn)工作中，副司鉆是第一要害崗位，內鉗工為第二要害崗位，外鉗工為第三要害崗位，司鉆為第四要害崗位，此后依次為井架工、場地工、司機、泥漿工和司助。由此可見，人員的繼續(xù)安全教育和培訓，是石油鉆井作業(yè)系統(tǒng)安全管理的一項十分重要而緊迫的任務。 （ 1） 由于井漏引起的井噴，如勝利油田 ZH— 11 井，此井在放空 后隨即發(fā)生了井漏，井漏后由于沒有認識到井漏會引起井噴。 （ 2） 思想上沒察覺， 行動上沒準備，如勝利油田 ZH— 11 井，此井本身地層壓力不大，只要按時灌鉆井液或清水，都不可能發(fā)生井噴，但就是由于思想上無警覺和行動上沒準備才導致了井噴。 （ 4） 防噴器地原因造成的井噴，主要是指防噴器本來就是常備不用而又經(jīng)常處于應急狀態(tài)的設備，儲能器必須經(jīng)常保持工作壓力，但經(jīng)常有些井把它們當成擺設，造成井噴。主要是指井控設備的配置不足，以及井隊人員對井控器械的使用，功能了解不清楚。 （ 6） 違規(guī)造成的井噴，主要是指當鉆開油氣層時，一般規(guī)定超過氣層當量密度 — ，但四川氣田 某井就沒按此要求設計鉆井液引起井噴。這一點必須銘刻在心。 （ 1） 損壞設備。造成的損失是相當驚人的。這類事 在四川、華北、勝利、中原等各個油田都發(fā)生過，僅四川局的 32111 鉆井隊在 1966 年的一次井噴事故中就死亡 6 人。 （ 3） 浪費油氣資源。僅四川合 4 井等 8 口井的統(tǒng)計，因井噴放空天然氣為儲量的 11%，損失驚人。噴出的油氣隨風飄揚，對周 圍環(huán)境造成嚴重污染，特別是噴西安石油大學畢業(yè)設計（論文） 23 出物含有硫化氫的時候，繞的四鄰不安，人心惶惶，影響極壞。據(jù)四川管理局多年對多口井的資料分析，凡是鉆井液噴空后壓井或反復測試后壓井，都會對產(chǎn)層造成嚴重傷害，其產(chǎn)量下將 30%