论文部分内容阅读
【摘要】:随着我国能源结构的调整和变化，石油开发的规模也逐渐扩大，钻井工程也逐渐产生和发展起来。在钻井工程施工中，如何提高钻井效率是摆在人们面前的一大难题。由于地质条件的复杂性和钻井技术的局限，在钻井工程施工中可能存在很多问题，如安全事故频发、钻井质量得不到保证等，这些都对钻井工程的效率产生了不利影响。因此，在钻井工程施工中，充分利用现代科学技术，改进施工流程和方法，加强安全管理和质量管理，推动了钻井工程效率的提高。
关键词:钻井工程；事故；安全管理；
中图分类号：C93文献标识码： A
一、钻井工程施工中出现的事故分类
1.井下事故
由于种种原因, 钻井过程中会发生井下事故( 又称井内事故) 。正确地分析和判断井内事故, 对及时采取有效措施处理至关重要。中国新星石油公司系统较常见的井内事故有卡钻、井漏、井涌( 喷) 、井塌、( 泥岩、岩盐层) 缩径、落物、钻具折断等。下面列举数例进行分析。
1.1 地层复杂造成事故, 处理不当则引起恶化
1992 年鄂铜1 井二开井段钻至井深2168m 时, 发生严重坍塌、蹩钻、卡钻事故, ￠114. 3mm 钻杆折断、40 吨钻具掉落井中。后下入公锥打捞, 提出4 柱钻具, 但到2070m 深时遇阻, 强行开转盘扭9 圈后把上部钻具甩脱, 使井内80 吨钻具( 总长1991m) 落入井中。经现场推断, 在打捞过程中, 公锥本体处折断并向下插入落鱼( 估计长400m ) , 造成恶性井内事故。经多次打捞和分析, 估计有9 个单根处在重叠( 已完全卡死) 。这起严重卡钻事故的原因: 首先, 地层压力梯度差异大, 390～800m 井段有在严重漏失; 井眼稳定性差, 井壁掉块、坍塌严重, 极易发生卡钻。其次, 出现钻具遇阻后, 因措施不当再次扭断打捞工具造成插入事故。另外, 现场处理事故工具过于单一, 事故处理措施过于简单, 不能快速解除事故, 以致造成重大经济损失。
1.2 未严格执行操作规程, 判断失当造成井下事故
1998 年苏兴249 井钻达2407m 时遇强研磨性地层, 钻头磨损严重, 造成巴掌锁紧弹子脱落、三个牙轮落井。当时井队凭经验判断该钻头( J22型) 可在井内安全工作100h 以上, 而忽视了新区地层因素不明这个实际。这起事故处理花了144h。
1.3 未按规程操作引起井喷事故
川丰175 井钻至井深3919. 86m 时, 录井仪显示溢流, 关井求压, 准备压井。开泵后, 未能建立循环( 判断为钻头水眼堵塞) , 井壁坍塌, 下部钻具被埋。卸下方钻杆上提钻具时, 钻具内突然喷出泥浆;当即抢接方钻杆未能成功, 万能防喷器胶心被刺穿,因控制系统储能器压力不足无法关闭闸板防喷器,导致井口压力完全失控。经3d 时间采取各种措施才制服了井喷。究其原因: 一是防喷意识差, 在揭开油气层前未对井控系统做一次全面、认真检查和组织职工进行防喷演习，未按操作程序处理内喷; 二是设备管理工作跟不上, 没有钻杆内防喷器、上下旋塞等, 万能防喷器胶心损坏未及时检查更换, 储能器能量不足未引起注意; 三是工程技术措施不力, 地层压力检测、预测工作未及时做, 给设计和施工带来困难。
1.4机械事故引起的井内事故
1998 年黄探2 井钻达设计井深2155m 后冲洗井眼, 上提第一立柱钻具时, 大钩行至井架二层台,快绳突然断裂, 游动系统迅速砸向转盘, 钻柱落入井内。经12d 时间处理, 仍有202m 钻具遗留井内, 事故完井。究其原因: 一是事故没有认真检查钢丝绳工作情况; 二是不清楚钢丝绳工作一定时间后是否有伤、断、残; 三是未按安全操作规程要求倒换或切割不合要求的钢丝绳; 四是钢丝绳的规格尺寸不对。
2. 机械事故
2.1 操作失误造成游系统上碰下砸事故
1992 年P194 井在下钻过程中, 游动系统空车上升失控。防碰装置未起作用( 上碰天车后迅速下滑砸向钻台) , 造成天车三根横梁撞弯变形; 游车大钩滑轮沿轴向错位50mm , 钩体上吊耳打断; 吊环变形, 钻台转盘上盖被砸坏; 猫头、万向轴、油路系统严重损坏; 转盘大梁弯曲变形。1996 年额3 井钻至井深1818m 时换钻头。下钻
至井深1735m 时游动系统空车上行。由于速度过快, 刹车不及上碰天车、切断钢丝绳, 接着迅速下砸在转盘与猫头之间的空档上, 游动系统和钻台多处严重损坏。
2.2错用单吊环上提钻具造成钻具落井事故
1992 年鄂7 井于井深3289. 64m 处测井后通井。准备下<177. 8mm 技术套管時用单吊环提钻, 将钻杆折断, 造成2066. 67m 钻具掉落井内, 耗时27d,捞出1807. 37m 落鱼( 还有260m 左右钻铤、钻杆遗留井内) , 事故完井。
2.3 未按规程要求操作引起机械事故
1997 年某队用505 型修井机在沙28 井进行修井作业。起完井内241 根油管立柱时发生井架、油管向左后侧倾倒事故, 两根井架绷绳从基础绳套处被拉开( 当时并没有大风) , 造成修井机井架本体报废,司钻操作台外壳损坏, 16 根油管弯曲, 直接经济损失达21 万元。究其原因, 主要是没有按规范要求打井架基础,井口前2 个绷绳基础相距仅38m ( 一般要求有50m) , 井架整体稳定性下降; 其次是井架前2 个绷绳基础未用水泥固结, 双股绳套也未用绳卡紧死。
二、减少或杜绝钻井工程事故的对策及措施
钻井工程是高效益、高风险的复杂系统工程。高效益的背后隐含着漏、喷、卡、塌等井下复杂情况和其它钻井工程事故; 高风险本身说明钻井工程事故不可能完全避免。前述大量实例分析能充分说明这一点。从总体上看, 钻井事故变化规律是向两个不同方向发展:
( 1) 随着井深的增加, 勘探区域地质条件的复杂程度上升, 钻井事故有上升的可能;
( 2) 随着钻井技术的进步及装备、工艺、材料、方法的改进,钻井事故也有可能大幅度下降。与钻井工程事故进行斗争, 一直是钻井科技工作者的重大使命。中国新星石油公司历年来十分重视钻井工程事故的预防和处理, 不断强化钻井质量意识和钻井风险意识, 努力完善钻井管理体制和运行机制, 提出把钻井安全工作于钻井过程中每一个环节里和岗位上的观点,做到对钻井工程事故“早预防、快解除”。
近几年, 全面推行联合国援华“058”项目取得的钻井技术成果和科学管理经验, 对促进钻井安全管理有很好的效果。作为钻井施工单位, 认真分析、探讨本单位施工领域已经或可能发生的钻井工程事故原因, 对于今后制订安全可靠的钻井技术措施是十分重要的。没有施工安全, 就没有效益, 就是最大浪费。抓好钻井工程安全管理是每个钻井工程部门工作的重中之重。分析各种典型钻井事故实例后, 认为应从下列6 个方面采取基本对策:
( 1) 钻井技术管理制度中仍然有漏洞( 如安全工作的检查与监督未到位) ; 岗位责任制度仍有不完善之处。
( 2) 装备的维修、保养未按要求严格执行( 如钢丝绳未按要求切割和倒换) ; 钻具未定期探伤; 在装备条件相对落后的条件下, 缺乏勤检查、勤维护( 往往因机械事故造成井下事故) 。
( 3) 不规范的钻井工程市场上, 竞相压价、盲目竞争导致乙方勉强施工作业, 使用陈旧装备、廉价材料和缺乏必要培训的工人, 给事故发生埋下隐患。
( 4) 人员更迭、设备更新过程中, 培训工作跟不上及岗位配合较差给事故发生埋下隐患; 有的作业过程不符合科学钻井施工要求。
( 5) 未能严格执行国家标准、行业标准、企业标准( 规范、规定) ; 有章不循, 违章作业; 某些钻井事故越处理越复杂, 最终事故完井或井眼报废。
( 6) 事故处理不及时, 判断不正确, 处理措施不当, 造成事故恶化。针对上述情况采取以下6 项行之有效的措施,减少或杜绝钻井工程事故, 降低钻井成本, 缩短建井周期, 提高钻井质量, 最终提高整体效益。
总之： 抓好队伍资质建设是钻井工程安全施工、减少或杜绝各种钻井工程事故发生的根本保证, 而岗位及工种配合默契是钻井成功的基础和关键。加强井场安全技术监督, 严格按设计要求和规范、规定施工, 是钻井安全作业的技术保证。应切实行使钻井“安全”否决权。建立钻井工程事故处理( 服务) 中心, 做到对钻井事故“早预防、快解除”,是避免和减少钻井工程事故损失的重要措施。加快钻井装备的更新改造, 用较先进的装备武装钻井队伍, 是减少或杜绝钻井工程事故、赢得钻井工程市场的重要途径。
关键词:钻井工程；事故；安全管理；
中图分类号：C93文献标识码： A
一、钻井工程施工中出现的事故分类
1.井下事故
由于种种原因, 钻井过程中会发生井下事故( 又称井内事故) 。正确地分析和判断井内事故, 对及时采取有效措施处理至关重要。中国新星石油公司系统较常见的井内事故有卡钻、井漏、井涌( 喷) 、井塌、( 泥岩、岩盐层) 缩径、落物、钻具折断等。下面列举数例进行分析。
1.1 地层复杂造成事故, 处理不当则引起恶化
1992 年鄂铜1 井二开井段钻至井深2168m 时, 发生严重坍塌、蹩钻、卡钻事故, ￠114. 3mm 钻杆折断、40 吨钻具掉落井中。后下入公锥打捞, 提出4 柱钻具, 但到2070m 深时遇阻, 强行开转盘扭9 圈后把上部钻具甩脱, 使井内80 吨钻具( 总长1991m) 落入井中。经现场推断, 在打捞过程中, 公锥本体处折断并向下插入落鱼( 估计长400m ) , 造成恶性井内事故。经多次打捞和分析, 估计有9 个单根处在重叠( 已完全卡死) 。这起严重卡钻事故的原因: 首先, 地层压力梯度差异大, 390～800m 井段有在严重漏失; 井眼稳定性差, 井壁掉块、坍塌严重, 极易发生卡钻。其次, 出现钻具遇阻后, 因措施不当再次扭断打捞工具造成插入事故。另外, 现场处理事故工具过于单一, 事故处理措施过于简单, 不能快速解除事故, 以致造成重大经济损失。
1.2 未严格执行操作规程, 判断失当造成井下事故
1998 年苏兴249 井钻达2407m 时遇强研磨性地层, 钻头磨损严重, 造成巴掌锁紧弹子脱落、三个牙轮落井。当时井队凭经验判断该钻头( J22型) 可在井内安全工作100h 以上, 而忽视了新区地层因素不明这个实际。这起事故处理花了144h。
1.3 未按规程操作引起井喷事故
川丰175 井钻至井深3919. 86m 时, 录井仪显示溢流, 关井求压, 准备压井。开泵后, 未能建立循环( 判断为钻头水眼堵塞) , 井壁坍塌, 下部钻具被埋。卸下方钻杆上提钻具时, 钻具内突然喷出泥浆;当即抢接方钻杆未能成功, 万能防喷器胶心被刺穿,因控制系统储能器压力不足无法关闭闸板防喷器,导致井口压力完全失控。经3d 时间采取各种措施才制服了井喷。究其原因: 一是防喷意识差, 在揭开油气层前未对井控系统做一次全面、认真检查和组织职工进行防喷演习，未按操作程序处理内喷; 二是设备管理工作跟不上, 没有钻杆内防喷器、上下旋塞等, 万能防喷器胶心损坏未及时检查更换, 储能器能量不足未引起注意; 三是工程技术措施不力, 地层压力检测、预测工作未及时做, 给设计和施工带来困难。
1.4机械事故引起的井内事故
1998 年黄探2 井钻达设计井深2155m 后冲洗井眼, 上提第一立柱钻具时, 大钩行至井架二层台,快绳突然断裂, 游动系统迅速砸向转盘, 钻柱落入井内。经12d 时间处理, 仍有202m 钻具遗留井内, 事故完井。究其原因: 一是事故没有认真检查钢丝绳工作情况; 二是不清楚钢丝绳工作一定时间后是否有伤、断、残; 三是未按安全操作规程要求倒换或切割不合要求的钢丝绳; 四是钢丝绳的规格尺寸不对。
2. 机械事故
2.1 操作失误造成游系统上碰下砸事故
1992 年P194 井在下钻过程中, 游动系统空车上升失控。防碰装置未起作用( 上碰天车后迅速下滑砸向钻台) , 造成天车三根横梁撞弯变形; 游车大钩滑轮沿轴向错位50mm , 钩体上吊耳打断; 吊环变形, 钻台转盘上盖被砸坏; 猫头、万向轴、油路系统严重损坏; 转盘大梁弯曲变形。1996 年额3 井钻至井深1818m 时换钻头。下钻
至井深1735m 时游动系统空车上行。由于速度过快, 刹车不及上碰天车、切断钢丝绳, 接着迅速下砸在转盘与猫头之间的空档上, 游动系统和钻台多处严重损坏。
2.2错用单吊环上提钻具造成钻具落井事故
1992 年鄂7 井于井深3289. 64m 处测井后通井。准备下<177. 8mm 技术套管時用单吊环提钻, 将钻杆折断, 造成2066. 67m 钻具掉落井内, 耗时27d,捞出1807. 37m 落鱼( 还有260m 左右钻铤、钻杆遗留井内) , 事故完井。
2.3 未按规程要求操作引起机械事故
1997 年某队用505 型修井机在沙28 井进行修井作业。起完井内241 根油管立柱时发生井架、油管向左后侧倾倒事故, 两根井架绷绳从基础绳套处被拉开( 当时并没有大风) , 造成修井机井架本体报废,司钻操作台外壳损坏, 16 根油管弯曲, 直接经济损失达21 万元。究其原因, 主要是没有按规范要求打井架基础,井口前2 个绷绳基础相距仅38m ( 一般要求有50m) , 井架整体稳定性下降; 其次是井架前2 个绷绳基础未用水泥固结, 双股绳套也未用绳卡紧死。
二、减少或杜绝钻井工程事故的对策及措施
钻井工程是高效益、高风险的复杂系统工程。高效益的背后隐含着漏、喷、卡、塌等井下复杂情况和其它钻井工程事故; 高风险本身说明钻井工程事故不可能完全避免。前述大量实例分析能充分说明这一点。从总体上看, 钻井事故变化规律是向两个不同方向发展:
( 1) 随着井深的增加, 勘探区域地质条件的复杂程度上升, 钻井事故有上升的可能;
( 2) 随着钻井技术的进步及装备、工艺、材料、方法的改进,钻井事故也有可能大幅度下降。与钻井工程事故进行斗争, 一直是钻井科技工作者的重大使命。中国新星石油公司历年来十分重视钻井工程事故的预防和处理, 不断强化钻井质量意识和钻井风险意识, 努力完善钻井管理体制和运行机制, 提出把钻井安全工作于钻井过程中每一个环节里和岗位上的观点,做到对钻井工程事故“早预防、快解除”。
近几年, 全面推行联合国援华“058”项目取得的钻井技术成果和科学管理经验, 对促进钻井安全管理有很好的效果。作为钻井施工单位, 认真分析、探讨本单位施工领域已经或可能发生的钻井工程事故原因, 对于今后制订安全可靠的钻井技术措施是十分重要的。没有施工安全, 就没有效益, 就是最大浪费。抓好钻井工程安全管理是每个钻井工程部门工作的重中之重。分析各种典型钻井事故实例后, 认为应从下列6 个方面采取基本对策:
( 1) 钻井技术管理制度中仍然有漏洞( 如安全工作的检查与监督未到位) ; 岗位责任制度仍有不完善之处。
( 2) 装备的维修、保养未按要求严格执行( 如钢丝绳未按要求切割和倒换) ; 钻具未定期探伤; 在装备条件相对落后的条件下, 缺乏勤检查、勤维护( 往往因机械事故造成井下事故) 。
( 3) 不规范的钻井工程市场上, 竞相压价、盲目竞争导致乙方勉强施工作业, 使用陈旧装备、廉价材料和缺乏必要培训的工人, 给事故发生埋下隐患。
( 4) 人员更迭、设备更新过程中, 培训工作跟不上及岗位配合较差给事故发生埋下隐患; 有的作业过程不符合科学钻井施工要求。
( 5) 未能严格执行国家标准、行业标准、企业标准( 规范、规定) ; 有章不循, 违章作业; 某些钻井事故越处理越复杂, 最终事故完井或井眼报废。
( 6) 事故处理不及时, 判断不正确, 处理措施不当, 造成事故恶化。针对上述情况采取以下6 项行之有效的措施,减少或杜绝钻井工程事故, 降低钻井成本, 缩短建井周期, 提高钻井质量, 最终提高整体效益。
总之： 抓好队伍资质建设是钻井工程安全施工、减少或杜绝各种钻井工程事故发生的根本保证, 而岗位及工种配合默契是钻井成功的基础和关键。加强井场安全技术监督, 严格按设计要求和规范、规定施工, 是钻井安全作业的技术保证。应切实行使钻井“安全”否决权。建立钻井工程事故处理( 服务) 中心, 做到对钻井事故“早预防、快解除”,是避免和减少钻井工程事故损失的重要措施。加快钻井装备的更新改造, 用较先进的装备武装钻井队伍, 是减少或杜绝钻井工程事故、赢得钻井工程市场的重要途径。