A. 井噴能靠一個人的身體攪拌泥漿化解,這是真的嗎
我們生活在物產豐饒的社會,感受到社會上這么多好的東西,可以供我們方便的使用汽車出行的方便鍛煉的器材,穿著得體舒適的衣服,其實這些東西都離不開石油,石油是地球賦予我們人類最好的禮物,石油是一種深褐色的液體,被人們稱為工業上的血液,石油中富含很多物質,主要被用來製作,燃油和汽油是許多化學工業的產品,像化肥,殺蟲劑,塑料等都離不開石油中的一些原料,公路上瀝青也是石油中的一些化學原料添加其他一些東西做出來。石油的開采十分危險和困難,在開採石油的過程中極易發生井噴現象,因為要從地殼上打管子去抽取地下的物質,為了害怕地下物質遷移,抽出來多少物質就需要灌進去多少同等重要的泥漿來保證地殼的壓力正常。當看到是開國時候的王進喜為了抑制井噴一個人跳進了泥水池子,用身體攪拌泥漿來化解井噴,很多人都疑惑,這是真的嗎,其實這件事情是真的,並且是行之有效的。
三、井噴的物質是什麼
井噴發生時往外噴涌的是地殼高壓內的一些液體,流質液體,不是純液體,是類似於石油狀液體,一旦噴發形勢十分危急,如果是可燃氣體隨之噴發出來極易造成爆炸事故。
從以上幾點可以看出,一旦井噴即將發生,將防止井噴的材料倒進去後,為了快速的攪拌均勻一個人的身體去攪拌泥漿是很有效的,不過對人的傷害很大。
B. 石油鑽探
【石油鑽探揭秘】
原文地址http://science.bowenwang.com.cn/oil-drilling.htm
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石油的形成
石油是由1,000萬至6億年前古代海洋里死亡的微小動植物(浮游生物)殘體形成的。這些生物死後,便會沉入海底的沙里或泥里。
隨著歲月流逝,生物有機體在沉積層內腐爛了。這些地層內的氧氣很少或根本就沒有氧氣,因此殘體被微生物分解為富碳化合物,最終形成有機層。這些有機物質與沉積物混和,形成了細密的頁岩或源岩。隨著新的沉積層不斷沉積,源岩被施加了巨大的壓力和熱量,這些熱量和壓力使得有機物質成為了原油和天然氣。石油從源岩內流出,積聚在厚度更高、孔隙更多的石灰岩或沙岩(稱為貯油岩)中。地殼運動使得石油和天然氣被截留在不滲透岩層或蓋岩(例如花崗石或大理石)之間的貯油岩內。
這些地殼運動包括:
褶皺——向內擠壓的水平運動,使得岩層向上移動形成褶皺或背斜。
斷層——岩層斷裂,並發生上下相對位移。
尖滅——不滲透岩層被向上壓入貯油岩中。
尋找石油
尋找石油是地質學家的任務,地質學家或被石油公司直接僱傭,或被私人公司通過合同僱傭。他們的任務是找到正確的石油開采區——正確的源岩、貯油岩和圈閉。多年以前,地質學家的主要工作是解釋地貌、地表岩石和土壤類型,或許還會通過淺層鑽井採集一些少量的岩芯樣品。現代的石油地質學家還藉助衛星圖像來研究地表岩石和地形。然而,他們還利用各種其他的方法來尋找石油。比如,可以利用高靈敏度的重力儀來測量地球引力場中的微小變化,這些變化可以尋找到地下流動的石油;還可以利用高靈敏度的磁力計來測量由於石油流動造成的地球磁場內的細微變化;利用被稱為嗅探器的高靈敏度電子鼻,他們可以探測到烴類物質的氣味。最後(也是最常見的),他們利用地震學的知識,製造出沖擊波穿過隱藏岩層,然後對反射回地面的地震波進行分析。
在地震勘測中,製造沖擊波的方法包括:
壓縮氣槍——向水中發射空氣脈沖(用於水面勘探)
重擊卡車——向地下擊入厚金屬板(用於陸地勘探)
炸葯——在地上鑽孔放入炸葯(用於陸地勘探)或從船上向外扔炸葯(用於水面勘探),然後引爆。
沖擊波在地下傳播,並被不同的岩層反射回來。反射波的傳播速度取決於它們所穿過岩層的類型或密度。人們利用高靈敏度的擴音器或振動探測器來探測沖擊波的反射波——水上勘探利用水聽器,陸上勘探利用地震檢波器。地震學家將對探測結果進行分析,來尋找油汽圈閉區的信號。
雖然現代石油勘探技術要比過去先進很多,但是在尋找新油田時仍然只有10%的成功率。一旦發現一個富油區,其位置在陸地上將用全球定位系統坐標進行標記,水中則用標志浮標進行定位。
確定好地點之後,必須對選定地區進行勘測以確定其邊界,此外可能還需要進行環境影響研究。石油鑽探必須獲取租賃協議、土地使用資格和權利,還要進行法律評估。對於近海地區,還需要確定法律管轄權。
法律問題解決之後,工作隊開始著手陸地准備工作:
將陸地打掃干凈並鋪平,修建交通道路。
因為鑽探過程需要水,所以附近必須有水源。如果不存在天然水源,工作隊會打一口水井。
工作隊會挖掘一個儲備池,用來處理鑽探過程中產生的岩屑和鑽探泥漿。儲備池底部會鋪設塑料襯層,以保護環境。如果該地區是一個生態易受破壞地區(如濕地或荒野),那麼岩屑和泥漿必須在其他地方進行處理——用卡車運走,而不是填入坑內。
陸地准備工作完成之後,還需要挖掘幾個鑽探孔,為搭建鑽塔和鑽探主孔做准備。在真正的鑽井孔周圍挖一個被稱為圓井的矩形深坑,圓井在鑽孔周圍為工作人員和鑽井設備提供了一個工作平台。之後,工作人員開始挖掘主孔,通常是利用一個小型鑽車,而不是大型鑽塔。鑽孔的第一部分要比主體部分大一些,也更淺一些,並會鋪設大直徑的導管。在一旁挖掘一些額外的鑽探孔,用來暫時儲存設備——這些鑽探孔完成之後,就可以運入並架起鑽探設備了。
搭建鑽塔
根據鑽探區與其交通道路之間的距離遠近,來決定是利用卡車、直升機還是駁船將設備運到現場。一些在內陸水域工作的鑽塔被建在海船或駁船上,因為那裡沒有可以支撐鑽塔的地基(例如濕地或湖泊)。設備到位之後,便開始搭建鑽塔。下面是陸地石油鑽塔的主要組成系統:
動力系統
大型柴油發動機——燃燒柴油以提供主要的動力來源
發電機——以柴油發動機為動力來提供電力
機械繫統——由電機驅動
提升系統—— 用來提升重物;由一個帶有大型鋼纜軸盤的機械絞盤(絞車)、一個滑輪組和一個電纜接收存儲滾筒組成
轉盤——鑽探設備的一個組成部分
旋轉設備——用於旋轉鑽探
轉環——一個大手柄,用來支撐鑽柱的重量,使鑽柱可以旋轉,並對孔口進行耐壓密封
轉管——四面或六面的導管,將旋轉運動傳輸到轉盤或轉柱上
轉盤或輪盤——利用電機提供的動力來推動旋轉運動
鑽柱——由鑽桿(連接部分,大約10米長)和鑽環(直徑更大、更重的導管,安裝在鑽桿周圍,由鑽頭承載其重力)組成
鑽頭——鑽孔機的末端,用來實際切割岩石;會針對不同的鑽探任務和岩石構成,在眾多形狀和材質(碳化鎢鋼或金剛石)的鑽頭中選用最適合的一種
套管——安放在鑽孔內的大直徑混凝土管道,用於防止鑽孔塌陷並允許鑽探泥漿進行循環
石油學會供圖
泥漿在鑽孔內循環
循環系統——在壓力作用下用泵抽取鑽探泥漿(水、粘土、加重材料和化學物質的混合物,用來把鑽頭上的岩屑帶到地表),使之通過轉管、輪盤、鑽桿和鑽環
泵——從泥漿坑中抽取泥漿,並把它抽吸到鑽探設備中
導管和軟管——連接泵和鑽探設備
泥漿迴流管道——使泥漿從鑽孔中迴流
泥漿振動篩——通過振動或者過濾將岩屑從泥漿中分離出來
滑道——將岩屑傳送到儲備池
儲備池——收集從泥漿中分離出來的岩屑
泥漿坑——鑽探泥漿進行混合和循環利用的場所
泥漿混合槽——新的泥漿在這里進行混合,隨後送入泥漿坑
鐵架塔——安放鑽探設備的支撐框架;鐵架塔必須足夠高,以保證在鑽探過程中可以向鑽探設備上添加新的鑽桿部件
防噴裝置——高壓閥(安裝在陸地鑽塔下或海床上)用來密封高壓鑽井管道,並在必要時降低壓力以防止發生井噴(即氣體或石油不受控制地噴出地表,經常會引起火災)
工作隊搭建起鑽塔開始鑽探工作。首先,他們在最初的鑽孔位置上鑽一個表孔,該孔的深度是預定的,要高於人們所認為的石油圈閉區的位置。鑽探表孔有五個基本步驟:
把鑽頭、鑽環和鑽桿放入孔內。
安裝轉管和轉盤,開始鑽孔。
鑽孔過程中,循環泥漿不斷通過鑽桿,並從鑽頭排出,使得岩屑可以浮出孔口。
隨著孔越鑽越深,要在鑽桿上增加新部件(接頭)。
到達預定深度(從幾十米到幾百米)後,移走(取出)鑽桿、鑽環和鑽頭。
到達預定深度之後,必須插入套管並進行固定 ——將套管部分置入鑽孔內,以防止鑽孔發生塌陷。套管外圍設有定位裝置,以保證它位於鑽孔中央。
負責套管的工作人員將套管放入鑽孔中。固井隊工作人員利用底塞、水泥漿、頂塞和鑽探泥漿通過套管向下灌注水泥。來自鑽探泥漿的壓力使得水泥漿流經套管,並充滿套管外部與鑽孔之間的空隙。最後,等待水泥凝固,然後對硬度、位置和完全密封等性能進行測試。
新的鑽探技術
美國能源部和石油業都在努力尋找石油鑽探的新方法,其中包括水平鑽探技術、在生態易受破壞地區進行石油開采以及利用激光技術鑽油井。
繼續鑽探階段:工作人員進行鑽探,然後放置新套管並用水泥進行加固,之後再進行鑽探。當泥漿所含的岩屑中出現貯油岩內的油沙時,就達到了最終深度。此時,工作人員將鑽探設備從鑽孔中移出,然後進行以下幾項測試以驗證這一發現:
測井——在鑽孔內放置電子和氣體感測器來測定那裡岩石的組成
鑽桿測試——在鑽孔內放置測壓裝置,該裝置可以顯示是否已經到達貯油岩
岩芯取樣——採集岩石樣品,尋找貯油岩的特徵
井噴和火災
在電影里,會看到鑽孔機到達最終深度時發生的油噴(井噴),甚至是火災。這些都是非常危險的情況,利用防噴裝置和鑽探泥漿產生的壓力(有可能)可以避免這些狀況的發生。在大多數油井中,都必須對油井進行酸化或碎裂處理,才能使油流出。
達到最終深度後,工作人員會將油井加以完善以保證石油能夠以可控制的方式流入套管中。首先,將打孔器放入油井內的產油深度處。打孔器內裝填有炸葯,可以在套管上炸開洞孔,從而讓石油經此處流出。套管開孔後,向鑽孔內放入一根小直徑的導管(油管),作為油氣流出井外的管道。一種叫做封隔器的裝置被安裝在油管外部的底端,當封隔器設置為生產狀態時,它會發生膨脹,從而在油管外部形成一個密封圈。最後,在油管頂部連接一個被稱為採油樹的多閥結構,並將其與套管頂部結合在一起。採油樹使得工作人員可以控制井內流出石油的流速。
油井完成後,必須讓石油流入油井內。如果是石灰石貯油岩,那麼通過向油井內注入酸,可以使之通過孔洞流出。酸會使石灰石內溶解出一條可供石油流入油井的通道。如果是沙岩貯油岩,那麼可以向油井中注入一種含有支撐劑(沙子、胡桃殼、鋁粒)的特殊混合液體,然後使石油通過孔洞流出。來自此種液體的壓力使得沙岩內部產生微小的裂縫,因此石油可以流入井內,而支撐劑可以維持這些縫隙的存在。石油流出時,石油鑽塔就會從現場拆除,同時安裝生產裝置來從油井中抽取石油。
鑽塔被移走後,將在井口放置一台油泵。
加利福尼亞州資源保護部供圖
用泵在鑽井中抽油
在泵抽系統中,利用電機帶動齒輪箱來移動控制桿。控制桿不斷地推拉拋光桿,使之上下移動。拋光桿連在一個抽油桿上,抽油桿又連著泵。該系統推動泵上下移動,從而產生一個吸力將石油從井裡抽上來。
在有些情況下,石油可能會因過於粘稠而無法流動。這時工人們會再鑽一個孔到達貯油區內,然後在壓力作用下注入蒸汽。蒸汽散發的熱量會使貯油區內的石油變稀,進而利用壓力作用將石油壓出井外。該過程被稱為原油強化回收。
加利福尼亞州資源保護部供圖
石油強化回收
雖然目前正在應用的石油鑽探技術眾多,並且新的方法不斷出現,但是問題仍然存在:我們會有足夠的石油來滿足需求么?根據目前和未來的石油發現量以及當今的需求量來估計,我們的石油儲量只能滿足未來63到95年的消耗量。
鑽探
工作隊搭建起鑽塔開始鑽探工作。首先,他們在最初的鑽孔位置上鑽一個表孔,該孔的深度是預定的,要高於人們所認為的石油圈閉區的位置。鑽探表孔有五個基本步驟:
把鑽頭、鑽環和鑽桿放入孔內。
安裝轉管和轉盤,開始鑽孔。
鑽孔過程中,循環泥漿不斷通過鑽桿,並從鑽頭排出,使得岩屑可以浮出孔口。
隨著孔越鑽越深,要在鑽桿上增加新部件(接頭)。
到達預定深度(從幾十米到幾百米)後,移走(取出)鑽桿、鑽環和鑽頭。
到達預定深度之後,必須插入套管並進行固定 ——將套管部分置入鑽孔內,以防止鑽孔發生塌陷。套管外圍設有定位裝置,以保證它位於鑽孔中央。
負責套管的工作人員將套管放入鑽孔中。固井隊工作人員利用底塞、水泥漿、頂塞和鑽探泥漿通過套管向下灌注水泥。來自鑽探泥漿的壓力使得水泥漿流經套管,並充滿套管外部與鑽孔之間的空隙。最後,等待水泥凝固,然後對硬度、位置和完全密封等性能進行測試。
新的鑽探技術
美國能源部和石油業都在努力尋找石油鑽探的新方法,其中包括水平鑽探技術、在生態易受破壞地區進行石油開采以及利用激光技術鑽油井。
繼續鑽探階段:工作人員進行鑽探,然後放置新套管並用水泥進行加固,之後再進行鑽探。當泥漿所含的岩屑中出現貯油岩內的油沙時,就達到了最終深度。此時,工作人員將鑽探設備從鑽孔中移出,然後進行以下幾項測試以驗證這一發現:
測井——在鑽孔內放置電子和氣體感測器來測定那裡岩石的組成
鑽桿測試——在鑽孔內放置測壓裝置,該裝置可以顯示是否已經到達貯油岩
岩芯取樣——採集岩石樣品,尋找貯油岩的特徵
井噴和火災
在電影里,會看到鑽孔機到達最終深度時發生的油噴(井噴),甚至是火災。這些都是非常危險的情況,利用防噴裝置和鑽探泥漿產生的壓力(有可能)可以避免這些狀況的發生。在大多數油井中,都必須對油井進行酸化或碎裂處理,才能使油流出。
達到最終深度後,工作人員會將油井加以完善以保證石油能夠以可控制的方式流入套管中。首先,將打孔器放入油井內的產油深度處。打孔器內裝填有炸葯,可以在套管上炸開洞孔,從而讓石油經此處流出。套管開孔後,向鑽孔內放入一根小直徑的導管(油管),作為油氣流出井外的管道。一種叫做封隔器的裝置被安裝在油管外部的底端,當封隔器設置為生產狀態時,它會發生膨脹,從而在油管外部形成一個密封圈。最後,在油管頂部連接一個被稱為採油樹的多閥結構,並將其與套管頂部結合在一起。採油樹使得工作人員可以控制井內流出石油的流速。
油井完成後,必須讓石油流入油井內。如果是石灰石貯油岩,那麼通過向油井內注入酸,可以使之通過孔洞流出。酸會使石灰石內溶解出一條可供石油流入油井的通道。如果是沙岩貯油岩,那麼可以向油井中注入一種含有支撐劑(沙子、胡桃殼、鋁粒)的特殊混合液體,然後使石油通過孔洞流出。來自此種液體的壓力使得沙岩內部產生微小的裂縫,因此石油可以流入井內,而支撐劑可以維持這些縫隙的存在。石油流出時,石油鑽塔就會從現場拆除,同時安裝生產裝置來從油井中抽取石油。
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C. 石油開采過程中哪些事故比較常見噴井,石油泄漏
開采過程中最常見的事故是石油鑽頭斷刀翼。鑽進鑽頭直徑都比較大,超過200MM,而且鑽井的深度也很深,超過5000米。試想,如此深的井,鑽頭斷在裡面後果可想而知,斷掉的部分需要用特製的打撈設備進行打撈,能夠打撈起來那是再好不過的,如果打撈不起來,那麼整個井只有報廢,另外換地方重新打。所以石油鑽頭的材料要求要有韌性,即使鑽頭扭曲變形也不能斷裂,就是防止斷刀翼的事故發生。
你說的井噴,是鑽井過程中地層流體(石油、天然氣、水等)的壓力大於井內壓力而大量湧入井道,並從井口無控制地噴出的現象。這種情況在鑽采過程中,只要是鑽到了一定深度就一定會發生。所以在開采過程中需要採取一些必要的措施來控制井噴,控制不好就會發生事故。例如噴出的天然氣可以採取點燃的方式來防止天然氣擴散;噴出的液體可以採取導流的方式導入預先挖好的儲液池等。
D. 海上石油鑽井平台怎麼鑽的要深入到海底ma那樣動力系統怎麼傳導石油不會噴出來么、
海上石油鑽井平台的動力裝置在平台上,鑽頭通過鑽桿提供動力下到海底鑽入岩層,鑽桿設備和陸上的一樣,從技術上沒有特別之處,海上平台的技術關鍵在於海面固定方面,想像一下海上的風浪,和幾十至目前最海的2000米以上的深水鑽井,如何保持固定是最大難題,根據不同水深對這個問題有不同的解決方案,主要分為移動式平台和固定式平台兩大類。其中按結構又可分為:(1)移動式平台: 坐底式平台、自升式平台、鑽井船、半潛式平台、張力腿式平台、牽索塔式平台
(2)固定式平台:導管架式平台、混凝土重力式平台、深水順應塔式平台固定式鑽井平台大都建在淺水中,它是藉助導管架固定在海底而高出海面不再移動的裝置,平台上面鋪設甲板用於放置鑽井設備。支撐固定平台的樁腿是直接打入海底的,所以,鑽井平台的穩定性好,但因平台不能移動,故鑽井的成本較高。
為解決平台的移動性和深海鑽井問題,又出現了多種移動式鑽井平台,主要包括:坐底式鑽井平台、自升式鑽井平台、鑽井浮船和半潛式鑽井平台。
地下岩層中石油壓力大於地表壓力,為了防止石油噴出,要用鑽井液來平衡壓力,也就是通常說的泥漿;它的作用通俗點說就是往鑽出來的井眼裡灌進密度更大的流體了壓住下面的油,如果萬一壓不住就會發生井噴,那是重大事故。
E. 石油鑽井專業術語解釋
鑽頭
鑽頭主要分為:刮刀鑽頭;牙輪鑽頭;金剛石鑽頭;硬質合金鑽頭;特種鑽頭等。衡量鑽頭的主要指標是:鑽頭進尺和機械鑽速。
鑽機八大件
鑽機八大件是指:井架、天車、游動滑車、大鉤、水龍頭、絞車、轉盤、泥漿泵。
鑽柱組成及其作用
鑽柱通常的組成部分有:鑽頭、鑽鋌、鑽桿、穩定器、專用接頭及方鑽桿。鑽柱的基本作用是:(1)起下鑽頭;(2)施加鑽壓;(3)傳遞動力;(4)輸送鑽井液;(5)進行特殊作業:擠水泥、處理井下事故等。
鑽井液的性能及作用
鑽井液的性能主要有:(1)密度;(2)粘度;(3)屈服值;(4)靜切力;(5)失水量;(6)泥餅厚度;(7)含砂量;(8)酸鹼度;(9)固相、油水含量。鑽井液是鑽井的血液,其主作用是:1)攜帶、懸浮岩屑;2)冷卻、潤滑鑽頭和鑽具;3)清洗、沖刷井底,利於鑽井;4)利用鑽井液液柱壓力,防止井噴;5)保護井壁,防止井壁垮塌;6)為井下動力鑽具傳遞動力。
常用的鑽井液凈化設備
常用的鑽井液凈化設備:(1)振動篩,作用是清除大於篩孔尺寸的砂粒;(2)旋流分離器,作用是清除小於振動篩篩孔尺寸的顆粒;(3)螺桿式離心分離機,作用是回收重晶石,分離粘土顆粒;(4)篩筒式離心分離機,作用是回收重晶石。
鑽井中鑽井液的循環程序
鑽井 液罐 經泵→地面 管匯→立管→水龍帶、水龍頭→鑽柱內→鑽頭→鑽柱外環形空間→井口、泥漿(鑽井液)槽→鑽井液凈化設備→鑽井液罐。
鑽開油氣層過程中,鑽井液對油氣層的損害
主要有以下幾種損害:(1)固相顆粒及泥餅堵塞油氣通道;(2)濾失液使地層中粘土膨脹而堵塞地層孔隙;(3)鑽井液濾液中離子與地層離子作用產生沉澱堵塞通道;(4)產生水鎖效應,增加油氣流動阻力。
預測和監測地層壓力的方法
(1)鑽井前,採用地震法;(2)鑽井中,採用機械鑽速法,d、dc指數法,頁岩密度法;(3)完井後,採用密度測井,聲波時差測井,試油測試等方法。
鑽井液靜液壓力和鑽井中變化
靜液壓力,是由鑽井液本身重量引起的壓力。鑽井中變化,岩屑的進入會增加液柱壓力,油、氣水侵會降低靜液壓力,井內鑽井液液面下降會降低靜液壓力。防止鑽井液靜液壓力變化的方法有:有效地凈化鑽井液;起鑽及時灌滿鑽井液。
噴射鑽井
噴射鑽井是利用鑽井液通過噴射式鑽頭噴嘴時,所產生的高速射流的水力作用,提高機械鑽速的一種鑽井方法。
影響機械鑽速的因素
(1)鑽壓、轉速和鑽井液排量;(2)鑽井液性質;(3)鑽頭水力功率的大小;(4)岩石可鑽性與鑽頭類型。
鑽井取心工具組成
(1)取心鑽頭:用於鑽取岩心;(2)外岩心筒:承受鑽壓、傳遞扭矩;(3)內岩心筒:儲存、保護岩心;(4)岩心爪:割斷、承托、取出岩心;(5)還有懸掛軸承、分水流頭、回壓凡爾、扶正器等。
取岩心
取岩心是在鑽井過程中使用特殊的取心工具把地下岩石成塊地取到地面上來,這種成塊的岩石叫做岩心,通過它可以測定岩石的各種性質,直觀地研究地下構造和岩石沉積環境,了解其中的流體性質等。
平衡壓力鑽井
在鑽井過程中,始終保護井眼壓力等於地層壓力的一種鑽井方法叫平衡壓力鑽井。
井噴
是地層中流體噴出地面或流入井內其他地層的現象。引起井噴的原因有:(1)地層壓力掌握不準;(2)泥漿密度偏低;(3)井內泥漿液柱高度降低;(4)起鑽抽吸;(5)其他措施不當等。
軟關井
就是在發現溢流關井時,先打開節流閥,後關防噴器,再試關緊節流閥的一種關井方法。因為這樣可以保證關井井口套壓值不超過允許的井口套壓值,保證井控安全,一旦井內壓力過大,可節流放噴。
鑽井過程中溢流
(1)鑽井液儲存罐液面升高;(2)鑽井液出口流速加快;(3)鑽速加快或放空;(4)鑽井液循環壓力下降;(5)井下油、氣、水顯示;(6)鑽井液在出口性能發生變化。
溢流關井程序
(1)停泵;(2)上提方鑽桿;(3)適當打開節流閥;(4)關防噴器;(5)試關緊節流閥;(6)發出信號,迅速報告隊長、技術員;(7)准確記錄立柱和套管壓力及泥漿增量。
鑽井中井下復雜情況
鑽進中由鑽井液的類型與性能選擇不當、井身質量較差等原因,造成井下遇阻、遇卡、以及鑽進時嚴重蹩跳、井漏、井噴等,不能維持正常鑽井和其他作業的正常進行的現象。
鑽井事故
是指由於檢查不周、違章操作、處理井下復雜情況的措施不當或疏忽大意,而造成的鑽具折斷、頓鑽、卡鑽及井噴失火等惡果。
井漏
井漏主要由下列現象發現,(1)泵入井內鑽井液量>返出量,嚴重時有進無出;(2)鑽井液罐液面下降,鑽井液量減少;(3)泵壓明顯下降。漏失越嚴重,泵壓下降越明顯。
卡鑽及造成原因
卡鑽就是在鑽井過程中因地質因素、鑽井液性能不好、技術措施不當等原因,使鑽具在井內長時間不能自由活動,這種現象叫卡鑽。主要有黏附卡鑽、沉砂卡鑽、砂橋卡鑽、井塌卡鑽、縮徑卡鑽、泥包卡鑽、落物卡鑽及鑽具脫落下頓卡鑽等。
處理卡鑽事故的方法
(1)泡油解卡;(2)使用震擊器震擊解卡;(3)倒扣套銑;(4)爆炸松扣;(5)爆炸鑽具側鑽新眼等。
固井
固井就是向井內下入一定尺寸的套管串,並在其周圍注入水泥漿,把套管固定的井壁上,避免井壁坍塌。其目的是:封隔疏鬆、易塌、易漏等復雜地層;封隔油、氣、水層,防止互相竄漏;安裝井口,控制油氣流,以利鑽進或生產油氣。
井身結構
包括:(1)一口井的套管層次;(2)各層套管的直徑和下入深度;(3)各層套管相應的鑽頭直徑和鑽進深度;(4)各層套管外的水泥上返高度等等。
套管柱下部結構
(1)引鞋:引導套管入井,避免套管插入或刮擠井壁;(2)套管鞋:引導在其內部起鑽的鑽具進入套管;(3)旋流短節:使水泥漿旋流上返,利於替泥漿,提高注水泥質量;(4)套管回壓凡爾:防止水泥漿迴流,下套管時間阻止泥漿進入套管;(5)承托環:承托膠塞、控制水泥塞高度;(6)套管扶正器:使套管在鑽井中居中,提高固井質量。
注水泥施工工序
下套管至預定深度→裝水泥頭、循環泥漿、接地面管線→打隔離液→注水泥→頂膠塞→替泥漿→碰壓→注水泥結束、候凝。
完井井口裝置
(1)套管頭--密封兩層套管環空,懸掛第二部分套管柱和承受一部分重量;(2)油管頭--承座錐管掛,連接油層套管和採油樹、放噴閘門、管線;(3)採油樹--控制油氣流動,安全而有計劃地進行生產,進行完井測試、注液、壓井、油井清蠟等作業。
尾管固井法
尾管固井是在上部已下有套管的井內,只對下部新鑽出的裸眼井段下套管注水泥進行封固的固井方法。尾管有三種固定方法:尾管座於井底法;水泥環懸掛法;尾管懸掛器懸掛法。
試油
在鑽井發現油、氣層後,還需要使油、氣層中的油、氣流從井底流到地面,並經過測試而取得油、氣層產量、壓力等動態資料,以及油、氣、水性質等工作,稱做試油(氣)。
射孔
鑽井完成時,需下套管注水泥將井壁固定住,然後下入射孔器,將套管、水泥環直至油(氣)層射開,為油、氣流入井筒內打開通道,稱做射孔。目前國內外廣泛使用的射孔器有槍彈式射孔器和聚能噴流式射孔器兩大類。
井底污染
井底污染又稱井底損害,是指油井在鑽井或修井過程中,由於鑽井液漏失或水基鑽井液的濾液漏入地層中,使井筒附近地層滲透率降低的現象。
誘噴
射孔之前,為了防止井噴事故,油、氣井內一般灌滿壓井液。射孔後,為了將地層中液體導出地面,就必需降低壓井液的液柱,減少對地層中流體的壓力。這一過程是試油工作中的一道工序,稱為誘噴。誘噴方法有替噴法、抽吸法、提撈法、氣舉法等。
鑽桿地層測試
鑽桿地層測試是使用鑽桿或油管把帶封隔器的地層測試器下入井中進行試油的一種先進技術。它既可以在已下入套管的井中進行測試,也可在未下入套管的裸眼井中進行測試;既可在鑽井完成後進行測試,又可在鑽井中途進行測試。
電纜地層測試
在鑽井過程中發現油氣顯示後,用電纜下入地層測試器可以取得地層中流體的樣品和測量地層壓力,稱做電纜地層測試。這種測試方法比較簡單,可以多次地、重復地進行。
油管傳輸射孔
油管傳輸射孔是由油管將射孔器帶入井下,射孔後可以直接使地層的流體經油管導致地面,不必在射孔時向井內灌入大量壓井液,避免井底污染的一種先進技術。
岩石孔隙度
岩石的孔隙度是指岩石中未被固體物質充填的空間體積Vp與岩石總體積Vb的比值。用希臘字母Φ表示,其表達式為:Φ=V孔隙 / V岩石×100%=Vp / Vb×100%。
地層原油體積系數
地層原油體積系數βo,又稱原油地下體積系數,或簡稱原油體積系數。它是原油在地下的體積(即地層油體積)與其在地面脫氣後的體積之比。原油的地下體積系數βo總是大於1。
流體飽和度學習
某種流體的飽和度是指:儲層岩石孔隙中某種流體所佔的體積百分數。它表示了孔隙空間為某種流體所佔據的程度。岩石中由幾相流體充滿其孔隙,則這幾相流體飽和度之和就為1(100%)。
F. 什麼叫井噴現象
井噴,顧名思義,形象地講,就如同打井打到承壓水,一下子往上高噴而出。指的是某種事物在某一時間頻繁發生、或達到高潮或火爆狀態的一種現象。
「井噴」,最初來源於石油開采過程中而引入的詞語。是石油或石油氣開采中非常忌諱的意外事故,鑽井時要把泥漿注入井管來平衡地下地層對油氣的壓力。
但是當勘測時對地下壓力測試不準或注入的泥漿密度太低或出現地層壓力突然變大等情況時,井管中的油或氣噴出地面或流入井內的其他地層就發生了井噴,井噴往往伴隨著有毒氣體的著火,造成對環境和人較大的危害。
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井噴在股市裡面是行話:
股市長期受某種利空因素的影響,股價低靡或長期非理性地下跌,眾多大小投資者被套或不願介入——一但這種利空因素被去除,被非理性低估股價的股票會被大小投資者在第一時間集中介入,致使股市暴漲——這就是股市井噴。
汽車市場中的所指:
指買汽車的人特別多,市場達到了一個空前好的狀態。
G. 石油鑽井設備及工具有哪些
為了勘探與開采蘊藏在地層深處的石油和天然氣,人們必須利用各種鑽井設備與工具,鑽穿堅硬而復雜的地層,這便是鑽井工作的主要任務。為了滿足我國石油工業飛速發展的需要,必須多打井、快打井、打好井,實現鑽井速度翻番。為此,在充分調動人的積極因素的同時,還必須為鑽井工作者提供先進的、性能良好的鑽井設備與工具,充分利用現代科學技術為石油鑽井工作服務。
鑽井設備及工具包括地面鑽井設備(石油鑽機)以及鑽頭、鑽柱等。
一、石油鑽機1.鑽機的組成現代石油鑽機是一套大型聯合機組。圖5-2所示為旋轉鑽井的基本設備。根據鑽井工藝中鑽進,洗井,起、下鑽具等工序的需要,一套鑽機必須具備下列系統和設備:
圖5-6金剛石鑽頭
1—鋼體;2—胎體;3—金剛石;4—接頭接頭上部有用於連接鑽柱的絲扣。鋼體與接頭之間也用絲扣連接,然後焊死形成一體。鋼體下部與胎體燒結在一起。胎體是固定金剛石的母體,由帶粘結劑的碳化鎢粉製成,中間有水眼,底面有水槽,側面開有排屑槽。
聚晶金剛石切削塊鑽頭是20世紀70年代後期美國鑽井工業的一項重要成就。這種鑽頭的切削塊是用人造金剛石單晶在高溫高壓下聚合而成的聚晶體。鑽進時,聚晶體不斷剝落,新的鋒銳小晶體不斷出露,因而能使切削塊在磨損過程中不斷地「自銳」。其切削刃是鋒利、高耐磨、能夠「自銳」的金剛石切削塊,因此能在低鑽壓下取得高進尺(為牙輪鑽頭的4~6倍)和高鑽速(為牙輪鑽頭的2倍以上)。聚晶金剛石切削塊鑽頭有聚晶金剛石復合片鑽頭(簡稱PDC鑽頭)、熱穩定聚晶金剛石鑽頭(簡稱TSP鑽頭或BDC鑽頭,也稱巴拉斯鑽頭)、馬賽克鑽頭和大復合片PDC鑽頭。
PDC鑽頭切削塊上的聚晶金剛石復合片極薄極硬,比碳化鎢底層的抗磨性高100倍以上。鑽頭工作時,由於碳化鎢比復合片磨損得快,使復合片隨時裸露出保持銳利的刃口。在較低的鑽壓下即可切入岩石,並在扭矩的作用下切削岩石。由於切削塊可以「自銳」,這就使整個鑽進過程中鑽頭以切削方式破碎岩石,從而能實現快速鑽進。PDC鑽頭適用於軟至中硬地層。
巴拉斯鑽頭的切削塊是耐溫1200℃的熱穩定聚晶人造金剛石。熱穩定聚晶金剛石切削塊可製成三角體形、立方體形、圓柱體形和針狀等多種幾何形態。巴拉斯鑽頭以剪切和研磨方式破碎岩石,適合在中硬到硬地層使用,曾經獲得過很好的鑽井指標。四川川東地區的試驗結果表明:用這種鑽頭在某些地層中鑽進,比XHP5型三牙輪鑽頭平均鑽頭進尺提高2~4倍、機械鑽速提高20%~40%、純鑽井成本下降10%~12%。
馬賽克鑽頭既有熱穩定聚晶塊的耐高溫性質,又兼有復合片的切削能力。
目前,天然金剛石鑽頭和大復合片PDC鑽頭在油田使用較多,能獲得滿意的經濟效益。
H. 什麼是井噴事故
井噴事故指一種地層中流體噴出地面或流入井內其他地層的現象,大多發生在開採石油天然氣的現場。
引起井噴的原因有多種:
地層壓力掌握不準、泥漿密度偏低、井內泥漿液柱高度降低;起鑽抽吸,以及其他不當措施等。井噴有的是正常現象,但出現井噴事故,天然氣噴出後如遇火星,會發生燃燒,因此非常危險。
常見的搶險方法是將密度大的重晶石泥漿灌到井裡,以增加壓力,止住井噴繼續發生。
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預防井噴火災的主要措施是:
1、鑽至油氣層之前,檢查泥漿性能,使比 重符合設計要求; 同時准備一定數量的備用 泥漿和加重劑。
2、嚴格控制火源,井場禁 止吸煙,不準動用明火;必須明火作業時,應 辦理動火審批手續並採取可靠的安全措施。
3、柴油機排氣管要每半月清除一次積炭。
4、 採用電驅動鑽井時,要按電氣規程安裝 電氣設備和線路,採取必要的繼電保護措施, 防止短路,避免超負荷運行。
5、冬季井場 的鍋爐應安裝在距井口50米以外的側風方 向。
6、鑽至油氣層前,應裝好防噴裝置,並 應使防噴器蕊子與鑽桿直徑相吻合; 開關要 靈活好用,閥門手輪與井架底座邊緣距離不 應小於5米。
7、發生井噴,應立即停下柴 油機、切斷電源、禁止機動車輛進入井場。
I. 石油鑽井常識
鑽頭主要分為:刮刀鑽頭;牙輪鑽頭;金剛石鑽頭;硬質合金鑽頭;特種鑽頭等。衡量鑽頭的主要指標是:鑽頭進尺和機械鑽速。鑽機八大件鑽機八大件是指:井架、天車、游動滑車、大鉤、水龍頭、絞車、轉盤、泥漿泵。鑽柱組成及其作用 鑽柱通常的組成部分有:鑽頭、鑽鋌、鑽桿、穩定器、專用接頭及方鑽桿。鑽柱的基本作用是:(1)起下鑽頭;(2)施加鑽壓;(3)傳遞動力;(4)輸送鑽井液;(5)進行特殊作業:擠水泥、處理井下事故等。鑽井液的性能及作用 鑽井液的性能主要有:(1)密度;(2)粘度;(3)屈服值;(4)靜切力;(5)失水量;(6)泥餅厚度;(7)含砂量;(8)酸鹼度;(9)固相、油水含量。鑽井液是鑽井的血液,其主作用是:1)攜帶、懸浮岩屑;2)冷卻、潤滑鑽頭和鑽具;3)清洗、沖刷井底,利於鑽井;4)利用鑽井液液柱壓力,防止井噴;5)保護井壁,防止井壁垮塌;6)為井下動力鑽具傳遞動力。常用的鑽井液凈化設備 常用的鑽井液凈化設備:(1)振動篩,作用是清除大於篩孔尺寸的砂粒;(2)旋流分離器,作用是清除小於振動篩篩孔尺寸的顆粒;(3)螺桿式離心分離機,作用是回收重晶石,分離粘土顆粒;(4)篩筒式離心分離機,作用是回收重晶石。鑽井中鑽井液的循環程序 鑽井 液罐 經泵→地面 管匯→立管→水龍帶、水龍頭→鑽柱內→鑽頭→鑽柱外環形空間→井口、泥漿(鑽井液)槽→鑽井液凈化設備→鑽井液罐。鑽開油氣層過程中,鑽井液對油氣層的損害 主要有以下幾種損害:(1)固相顆粒及泥餅堵塞油氣通道;(2)濾失液使地層中粘土膨脹而堵塞地層孔隙;(3)鑽井液濾液中離子與地層離子作用產生沉澱堵塞通道;(4)產生水鎖效應,增加油氣流動阻力。預測和監測地層壓力的方法 (1)鑽井前,採用地震法;(2)鑽井中,採用機械鑽速法,d、dc指數法,頁岩密度法;(3)完井後,採用密度測井,聲波時差測井,試油測試等方法。鑽井液靜液壓力和鑽井中變化 靜液壓力,是由鑽井液本身重量引起的壓力。鑽井中變化,岩屑的進入會增加液柱壓力,油、氣水侵會降低靜液壓力,井內鑽井液液面下降會降低靜液壓力。防止鑽井液靜液壓力變化的方法有:有效地凈化鑽井液;起鑽及時灌滿鑽井液。噴射鑽井 噴射鑽井是利用鑽井液通過噴射式鑽頭噴嘴時,所產生的高速射流的水力作用,提高機械鑽速的一種鑽井方法。影響機械鑽速的因素 (1)鑽壓、轉速和鑽井液排量;(2)鑽井液性質;(3)鑽頭水力功率的大小;(4)岩石可鑽性與鑽頭類型。鑽井取心工具組成 (1)取心鑽頭:用於鑽取岩心;(2)外岩心筒:承受鑽壓、傳遞扭矩;(3)內岩心筒:儲存、保護岩心;(4)岩心爪:割斷、承托、取出岩心;(5)還有懸掛軸承、分水流頭、回壓凡爾、扶正器等。取岩心 取岩心是在鑽井過程中使用特殊的取心工具把地下岩石成塊地取到地面上來,這種成塊的岩石叫做岩心,通過它可以測定岩石的各種性質,直觀地研究地下構造和岩石沉積環境,了解其中的流體性質等。平衡壓力鑽井 在鑽井過程中,始終保護井眼壓力等於地層壓力的一種鑽井方法叫平衡壓力鑽井。井噴 是地層中流體噴出地面或流入井內其他地層的現象。引起井噴的原因有:(1)地層壓力掌握不準;(2)泥漿密度偏低;(3)井內泥漿液柱高度降低;(4)起鑽抽吸;(5)其他措施不當等。軟關井 就是在發現溢流關井時,先打開節流閥,後關防噴器,再試關緊節流閥的一種關井方法。因為這樣可以保證關井井口套壓值不超過允許的井口套壓值,保證井控安全,一旦井內壓力過大,可節流放噴。鑽井過程中溢流顯示 (1)鑽井液儲存罐液面升高;(2)鑽井液出口流速加快;(3)鑽速加快或放空;(4)鑽井液循環壓力下降;(5)井下油、氣、水顯示;(6)鑽井液在出口性能發生變化。溢流關井程序(1)停泵;(2)上提方鑽桿;(3)適當打開節流閥;(4)關防噴器;(5)試關緊節流閥;(6)發出信號,迅速報告隊長、技術員;(7)准確記錄立柱和套管壓力及泥漿增量。鑽井中井下復雜情況鑽進中由鑽井液的類型與性能選擇不當、井身質量較差等原因,造成井下遇阻、遇卡、以及鑽進時嚴重蹩跳、井漏、井噴等,不能維持正常鑽井和其他作業的正常進行的現象。鑽井事故是指由於檢查不周、違章操作、處理井下復雜情況的措施不當或疏忽大意,而造成的鑽具折斷、頓鑽、卡鑽及井噴失火等惡果。井漏井漏主要由下列現象發現,(1)泵入井內鑽井液量>返出量,嚴重時有進無出;(2)鑽井液罐液面下降,鑽井液量減少;(3)泵壓明顯下降。漏失越嚴重,泵壓下降越明顯。卡鑽及造成原因卡鑽就是在鑽井過程中因地質因素、鑽井液性能不好、技術措施不當等原因,使鑽具在井內長時間不能自由活動,這種現象叫卡鑽。主要有黏附卡鑽、沉砂卡鑽、砂橋卡鑽、井塌卡鑽、縮徑卡鑽、泥包卡鑽、落物卡鑽及鑽具脫落下頓卡鑽等。處理卡鑽事故的方法(1)泡油解卡;(2)使用震擊器震擊解卡;(3)倒扣套銑;(4)爆炸松扣;(5)爆炸鑽具側鑽新眼等。固井固井就是向井內下入一定尺寸的套管串,並在其周圍注入水泥漿,把套管固定的井壁上,避免井壁坍塌。其目的是:封隔疏鬆、易塌、易漏等復雜地層;封隔油、氣、水層,防止互相竄漏;安裝井口,控制油氣流,以利鑽進或生產油氣。井身結構包括:(1)一口井的套管層次;(2)各層套管的直徑和下入深度;(3)各層套管相應的鑽頭直徑和鑽進深度;(4)各層套管外的水泥上返高度等等。套管柱下部結構(1)引鞋:引導套管入井,避免套管插入或刮擠井壁;(2)套管鞋:引導在其內部起鑽的鑽具進入套管;(3)旋流短節:使水泥漿旋流上返,利於替泥漿,提高注水泥質量;(4)套管回壓凡爾:防止水泥漿迴流,下套管時間阻止泥漿進入套管;(5)承托環:承托膠塞、控制水泥塞高度;(6)套管扶正器:使套管在鑽井中居中,提高固井質量。注水泥施工工序下套管至預定深度→裝水泥頭、循環泥漿、接地面管線→打隔離液→注水泥→頂膠塞→替泥漿→碰壓→注水泥結束、候凝。完井井口裝置(1)套管頭--密封兩層套管環空,懸掛第二部分套管柱和承受一部分重量;(2)油管頭--承座錐管掛,連接油層套管和採油樹、放噴閘門、管線;(3)採油樹--控制油氣流動,安全而有計劃地進行生產,進行完井測試、注液、壓井、油井清蠟等作業。尾管固井法尾管固井是在上部已下有套管的井內,只對下部新鑽出的裸眼井段下套管注水泥進行封固的固井方法。尾管有三種固定方法:尾管座於井底法;水泥環懸掛法;尾管懸掛器懸掛法。試油在鑽井發現油、氣層後,還需要使油、氣層中的油、氣流從井底流到地面,並經過測試而取得油、氣層產量、壓力等動態資料,以及油、氣、水性質等工作,稱做試油(氣)。射孔鑽井完成時,需下套管注水泥將井壁固定住,然後下入射孔器,將套管、水泥環直至油(氣)層射開,為油、氣流入井筒內打開通道,稱做射孔。目前國內外廣泛使用的射孔器有槍彈式射孔器和聚能噴流式射孔器兩大類。井底污染井底污染又稱井底損害,是指油井在鑽井或修井過程中,由於鑽井液漏失或水基鑽井液的濾液漏入地層中,使井筒附近地層滲透率降低的現象。誘噴射孔之前,為了防止井噴事故,油、氣井內一般灌滿壓井液。射孔後,為了將地層中液體導出地面,就必需降低壓井液的液柱,減少對地層中流體的壓力。這一過程是試油工作中的一道工序,稱為誘噴。誘噴方法有替噴法、抽吸法、提撈法、氣舉法等。鑽桿地層測試鑽桿地層測試是使用鑽桿或油管把帶封隔器的地層測試器下入井中進行試油的一種先進技術。它既可以在已下入套管的井中進行測試,也可在未下入套管的裸眼井中進行測試;既可在鑽井完成後進行測試,又可在鑽井中途進行測試。電纜地層測試在鑽井過程中發現油氣顯示後,用電纜下入地層測試器可以取得地層中流體的樣品和測量地層壓力,稱做電纜地層測試。這種測試方法比較簡單,可以多次地、重復地進行。油管傳輸射孔油管傳輸射孔是由油管將射孔器帶入井下,射孔後可以直接使地層的流體經油管導致地面,不必在射孔時向井內灌入大量壓井液,避免井底污染的一種先進技術。岩石孔隙度岩石的孔隙度是指岩石中未被固體物質充填的空間體積Vp與岩石總體積Vb的比值。用希臘字母Φ表示,其表達式為:Φ=V孔隙 / V岩石×100%=Vp / Vb×100%。地層原油體積系數地層原油體積系數βo,又稱原油地下體積系數,或簡稱原油體積系數。它是原油在地下的體積(即地層油體積)與其在地面脫氣後的體積之比。原油的地下體積系數βo總是大於1。流體飽和度某種流體的飽和度是指:儲層岩石孔隙中某種流體所佔的體積百分數。它表示了孔隙空間為某種流體所佔據的程度。岩石中由幾相流體充滿其孔隙,則這幾相流體飽和度之和就為1(100%)。
J. 石油鑽井安全的危險控制
1.概述
鑽井設備(簡稱鑽機)是指石油天然氣鑽井過程中所需各種機械設備的總稱。鑽機主要部件必須相互配合才能完成鑽機起升、循環和旋轉的3項主要工作。按按動力設備的不同通常可分為機械傳動鑽機、電動鑽機和復合鑽機三種。主要包括以下系統:
(1)提升系統:主要作用是用來起、下鑽柱(或下套管),以實現鑽頭的鑽進送鑽等工作。
(2)旋轉系統:主要作用是由動力機組驅動轉盤,通過轉盤方補心帶動方鑽桿(鑽桿和鑽鋌)、方鑽桿再帶著鑽頭旋轉進行鑽井。
(3)循環系統:主要作用是鑽井過程中,通過動力機組帶動泥漿泵來循環鑽井流體,經過立管、水龍帶、水龍頭、方鑽桿、鑽桿和鑽鋌,將泥漿池的泥漿送到鑽頭處,以實現鑽井流體將井底的鑽屑帶到地面。
(4)動力設備:主要作用是為驅動絞車、轉盤、鑽井泵等工作機工作提供動力。
(5)傳動系統:主要作用是把發動機的能量傳遞或分配給各工作機。
(6)控制系統:為了指揮各系統協調地工作,在整套鑽機中安裝有各種控制設備。
(7)底座:包括鑽台底座、機房底座和泥漿底座等。
(8)輔助設備:主要功能是為了正常鑽井作業提供配套支撐。
鑽機所必須具有的主要設備共7大部件:絞車、井架、天車、游車、水龍頭、轉盤、鑽井泵。
2.鑽機輔助設備及工具
(1) 發電機。幾乎所有電驅動鑽機的發電機都用柴油機作動力。
(2) 空氣壓縮機及儲氣瓶組。幾乎所有鑽機的聯動機上都配有小型空氣壓縮機和帶儲氣設備的電動空氣壓縮機,以便給氣控制裝置、氣離合器、氣動馬達、氣動工具等提供氣源和動力。
(3) 泥漿儲存設備。完整的泥漿循環系統通常都有一套泥漿儲存設備:如沉澱罐(或池)、吸入罐(或池)、儲存罐(或池)。
(4) 鑽井儀表。鑽井儀表系統可單指一個指示表,也可以包括各種儀器。如鑽井(多)參數儀、泥漿液面記錄(報警)儀、大鉗扭矩表、泥漿泵壓力表和記錄儀等。
(5) 剎車機構:機械剎車、輔助剎車、其他設施。
3.井控裝置
井控裝置指實施油氣井壓力控制所需的設備、管匯和專用工具儀表。井控裝置是在鑽井過程中,確保安全生產的重要裝備。 1.噴射鑽井技術
利用鑽井液流經鑽頭噴嘴所形成的高壓射流充分地清洗井底,使岩屑免於重復切削,並與機械作用(鑽頭破岩)聯合破岩,從而提高鑽速的鑽井技術叫噴射鑽井技術。從鑽頭噴嘴噴出的射流具有很高的噴射速度,井底能得到很大的沖擊力和水功率,從而有效地凈化清潔井底,同時藉助於射流的沖擊壓力作用和漫流橫推作用,使機械鑽速大大提高。
2.防斜打直技術
井斜是指井眼軸線偏離了鉛垂線。滿眼鑽具可以有效地預防井斜。井斜後需要糾斜,糾斜方法有兩種,一種是鍾擺法糾斜:是利用「鍾擺」原理糾斜的一種方法,通過使用專用的防斜鑽具組合及相應的技術措施來增大鍾擺減斜力,以平衡和克服促使井斜的地層力。另一種方法利用動力鑽具加彎接頭或彎鑽桿組合的鑽具組合向原井斜的相反方面造斜,以達到糾斜的目的。
3.定向鑽井技術
藉助於某種造斜工具,在一定的工藝技術措施配合下,使井眼沿著預先設計的井眼軌跡鑽達目的層的鑽井方法叫定向鑽井。定向井的造斜方法有井底動力鑽具造斜,轉盤鑽造斜以及斜井鑽機造斜。
4.取芯鑽井技術
利用專門的取芯工具和一定技術措施,將地下的岩石取到地面上來的一種鑽井工藝。取芯工具包括取芯鑽頭、岩芯筒、岩芯爪、止回閥、扶正器和懸掛軸承等輔助部件。
5.完井技術
完井方法一般分為套管完井和裸眼完井兩大類,共有6種方式:套管射孔完井、尾管射孔完井、先期裸眼完井、後期裸眼完井、篩管完井、礫石充填完井。
6.鑽井井控技術
在鑽井作業中,一旦發生井噴,就會使井下情況復雜化,無法正常鑽井,被迫進行壓井作業,對油氣層造成不同程度的損害。同時,井噴後極易導致失控,井噴失控後,將使油氣資源受到嚴重破壞,還易釀成火災,造成人員傷亡,設備毀壞,油氣井報廢,自然環境受到污染。所以,井噴失控是鑽井工程中性質嚴重,損失巨大的災難性事故。 1.鑽井作業 HSE危害和影響的確定
1) 鑽井作業風險識別的特徵
(1) 差異性;
(2) 嚴重性;
(3) 多樣性;
(4) 時間性;
(5) 隱蔽性;
(6) 變化性。
2)鑽井及相關作業的主要風險
(1) 共同作業風險:井噴及井噴失控可能造成地層碳氫化合物的溢出;火災及爆炸:地層碳氫化合物的溢出,特別是輕質油、硫化氫等可燃(劇毒)氣體溢出,汽油及柴油、潤滑油、機油等泄漏造成火災爆炸危險事故等;
(2) 相關作業風險:測井作業風險;錄井作業風險;定向井作業風險;固井作業風險;試油作業風險;相關作業產生的廢水、廢渣、廢氣對環境的污染。
3)鑽井作業中的主要特定危害和影響
破壞植被,火工品危害;生態環境,人身及財產安全 ;造成海洋環境局部破壞,珊瑚礁和海洋生物。
4)井噴失控的原因及危害和影響
井噴失控是鑽井工程中性質最嚴重的災難性事故,對健康、安全與環境的危害和影響是巨大的,造成井噴失控的直接原因主要有:
(1)起鑽抽吸,造成誘噴;
(2)起鑽不灌鑽井液或沒有及時灌滿;
(3)未能准確地發現溢流;
(4)發現溢流後處理措施不當或井口不安裝防噴器;
(5)井控設備的安裝及試壓不符合要求;
(6)井身結構設計不合理;
(7)對淺氣層的危害缺乏足夠的認識;
(8)地質設計未能提供准確的地層孔隙壓力資料,使用了低密度鑽井液,鑽井液柱壓力低於地層孔隙壓力;
(9)空井時間過長,又無人觀察井口;
(10)鑽遇漏失層段未能及時處理或處理措施不當;
(11)相鄰注水井不停或未減壓;
(12)思想麻痹,違章操作。
井噴失控的危害和影響包括以下幾個方面:
(1)打亂正常的工作秩序,影響全局生產;
(2)使鑽井事故復雜化,處理難度增加;
(3)井噴失控極易引起火災,危及井場人員及周圍居民的生命安全;
(4)噴出的油、氣、水及有害物質(如硫化氫)會造成嚴重的環境污染,危及人員的健康和安全;
(5)傷害油氣層,破壞地下油氣資源;
(6)井噴著火,造成機毀人亡和油氣井報廢,帶來巨大的經濟損失;
(7)涉及面廣,在國際、國內造成不良的社會影響。
2.鑽井作業HSE風險削減措施
1)措施內容
制定鑽井活動中的風險管理措施,是達到風險控制目標、保證風險削減措施的落實以及順利實施鑽井活動的重要保證,主要包括以下內容:
(1)建立完善的鑽井HSE風險防範保障體系和運行機制,保證有關風險削減措施的實施;
(2)組織落實風險防範和削減措施必備的人、財、設備等必備條件和手段,並制定有關保護設備、工具的配置和采購計劃;
(3)識別鑽井活動中各個階段和不同工藝施工作業中可能產生的HSE風險,制定防止和削減措施;
(4)制定鑽井作業中各種險情和危害發生的應急反應計劃以減少影響;
(5)鑽井安全生產管理措施應形成文件,以規定、制度和條例形式下發,指導鑽井安全生產;
(6)制定危害影響和恢復措施;
(7)對提出的風險防範、削減和恢復措施也可能產生的危害進行再識別和評估,以確定這些措施在風險控制目標中的作用;
(8)監控措施。
2)建立安全生產指南
主要制定以下安全生產指南:鑽井作業安全規程、常規鑽井安全技術規程、含硫油氣田安全鑽井法、鑽井設備拆裝安全規定、關井操作程序、井場動火管理、井場用電安全規程等。
3)鑽井HSE管理監測
實施鑽井風險削減措施,還必須對有關情況進行監測(包括檢查、測試等),並建立和保存相應結果與記錄。
(1)對鑽井隊現場的監測檢查包括但不限於以下范圍:HSE管理實施情況;各項安全規程、標准執行情況;各種設備、設施的安全技術性,運行及維護保養情況;自動報警裝置及安全防護裝置的配置、性能、運行及維護保養情況;應急措施落實情況,應急設備的配置、維護保養情況;員工HSE培訓,應急演習情況;醫療設備、葯品的配備及使用情況;井場、營地環保規定的執行情況、廢物回收、污水處理、環境破壞後的恢復等;宿舍、餐廳、廚房、廁所、浴室的衛生情況。
(2)檢查的對象與內容:
①對鑽井隊HSE管理的檢查(包括但不限於):HSE管理機構及職責;HSE管理體系運行;HSE管理的規章制度建立及執行;鑽井作業HSE指導書、計劃書、檢查表;對員工的HSE宣傳、教育和培訓;危險部位的警示標志或警示牌;例行的HSE檢查。
②對鑽井隊員工的檢查(包括但不限於):HSE管理知識;特殊崗位的持證情況;HSE方面的培訓;緊急情況下控制處理險情的技能;緊急情況下個人防護能力;控制險情的設備、工具(如不同類型的滅火器)的使用;勞保用品的穿戴;是否會使用個人防護器材(如空氣呼吸器等);員工的健康狀況等。
③對鑽井及HSE設備、設施的檢查(包括但不限於):設備、設施安裝是否符合有關技術、安全規定要求;設備、設施運行是否良好、完整性如何;設備、設施的安全防護裝置是否齊全有效;消防設施、滅火器材等是否配備齊全有效。
④設備、設施具體的檢查內容按有關規定進行,對有關的設備裝置,如井控設備要進行測試。
⑤營地的檢查:安全距離、電氣線路、消防器材及周邊環境等。
⑥醫療設施及葯械的檢查:衛生員資質、常規及急救葯品、設施等。
另外,削減鑽井作業HSE的風險還包括配備控制和消除危害的設備、儀器、工具、防護裝置以及安全勞保用品等硬體的配置和保證鑽井設備、設施的完整性及有效使用措施。
3.鑽井作業HSE應急反應計劃
1)鑽井作業HSE應急分類根據鑽井作業的工藝特點和作業環境特點,應急反應可分為5大類
(1)鑽井作業中的突發事件;
(2)人身傷害事故;
(3)急性中毒;
(4)有害物質泄漏;
(5)自然災害。
2)鑽井作業HSE應急計劃內容
(1)應急反應工作的組織和職責;
(2)參與應急工作的人員;
(3)環境調查報告;
(4)應急設備、物資、器材的准備;
(5)應急實施程序;
(6)現場培訓及模擬演習計劃;
(7)緊急情況報告程序、聯絡人員和聯絡方法;
(8)應急搶險防護設備、設施布置圖;
(9)井場及營區逃生路線圖;
(10)簡易交通圖等。
3)鑽井作業過程中緊急情況下的應急程序清單(包括但不限於)
(1)火災及爆炸應急程序;
(2)硫化氫防護應急程序;
(3)井涌、井噴應急程序;
(4)油料、燃料及其他有毒物質泄漏應急程序;
(5)放射性物質落井的處理應急程序;
(6)惡劣天氣應急程序;
(7)現場醫療急救程序。