石油鉆井工程事故原因分析及應(yīng)對(duì)措施

摘要：石油鉆井工程是一項(xiàng)較為隱蔽的地下建設(shè)工程，在鉆井過(guò)程中，會(huì)受到鉆井技術(shù)、施工環(huán)境以及員工操作水平等多方面因素的影響，這些因素會(huì)造成較大的安全隱患，從而導(dǎo)致石油鉆井工程事故的發(fā)生。為了降低安全事故的發(fā)生率，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)不斷進(jìn)行鉆井技術(shù)革新，根據(jù)石油鉆井的具體環(huán)境不同，設(shè)計(jì)有針對(duì)性的鉆井技術(shù)方案，充分了解施工人員的具體操作水平，提高鉆井工程的穩(wěn)定性?；诖?，本文主要對(duì)石油鉆井事故發(fā)生的原因進(jìn)行了分析，并提出了科學(xué)合理的解決對(duì)策。

關(guān)鍵詞：石油;鉆井工程;事故原因;應(yīng)對(duì)措施

石油鉆井工程具有資金投入多、危險(xiǎn)系數(shù)大、施工專業(yè)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在鉆井工程施工過(guò)程中，由于管理人員經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)人員專業(yè)技能以及施工環(huán)境和設(shè)備等因素的影響，容易發(fā)生井涌、井噴，鉆井坍塌和鉆具異常等事故，不僅嚴(yán)重影響了鉆井工程的順利進(jìn)行，而且對(duì)施工人員的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成了較大的威脅。因此，在進(jìn)行石油鉆井作業(yè)時(shí)，務(wù)必要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行有效的管理，在施工前要制定出有效的應(yīng)急預(yù)案，當(dāng)出現(xiàn)安全事故時(shí)，能夠及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，從而減少人員傷害和財(cái)產(chǎn)損失。

1石油鉆井工程事故原因分析

1.1井涌、井噴事故原因分析

在鉆井過(guò)程中，如果井內(nèi)壓力比地層壓力小，就會(huì)使泥漿等物質(zhì)壓入到井筒之內(nèi)，并且從井口溢流。當(dāng)溢流狀況進(jìn)一步擴(kuò)大的時(shí)候就會(huì)使流體以沸騰狀涌出井口，出現(xiàn)井涌事故。如果井涌事故控制不及時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)井噴事故。井噴過(guò)程中隨著釋放壓力，不僅對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員帶來(lái)傷害，而且施工設(shè)備也會(huì)遭到破壞。

發(fā)生井涌、井噴事故的原因主要有以下幾個(gè)方面：（1）施工人員對(duì)地層壓力分析不到位，鉆井液密度不合理。（2）在石油鉆井工程開(kāi)始之前，選擇的壓井材料不合理，或者壓井材料儲(chǔ)存方法不當(dāng)，影響了壓井材料的正常使用。（3）地層內(nèi)的油氣出現(xiàn)異常、壓力過(guò)高，或是鉆井時(shí)遇到淺層氣等也會(huì)出現(xiàn)井涌。（4）機(jī)械設(shè)備經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間工作后，會(huì)出現(xiàn)設(shè)備老化和生銹的情況，機(jī)械設(shè)備容易出現(xiàn)故障。在井涌出現(xiàn)時(shí)，機(jī)械設(shè)備無(wú)法進(jìn)行有效的并井、壓井操作，最終出現(xiàn)井噴。

1.2鉆井坍塌事故原因分析

石油鉆井工程中坍塌是比較容易發(fā)生的事故，導(dǎo)致坍塌事故發(fā)生的原因主要有以下幾方面：（1） 地質(zhì)原因。如果地層中含有鹽巖層，那么其會(huì)在某溫度壓力下進(jìn)行蠕變，蠕變的速度會(huì)受到水平力、垂直力以及其自身深埋的影響，經(jīng)過(guò)蠕變后，鹽巖層易流動(dòng)，很容易出現(xiàn)鉆井坍塌事故。（2）如果鉆井液的密度較高，那么其滲入速度及滲入量就會(huì)增加，從而出現(xiàn)井漏，這使得地層礦物被不斷溶解，井壁四周巖層強(qiáng)度減弱，最終出現(xiàn)坍塌事故。（3）鉆井之前沒(méi)有做好地質(zhì)勘探工作，對(duì)于地下的具體情況和承受能力沒(méi)有做好預(yù)測(cè)，導(dǎo)致地表層不能承受巨大的壓力作用，最終出現(xiàn)坍塌事故。（4）在施工過(guò)程中，施工的機(jī)械設(shè)備會(huì)碰到井壁，影響井壁的穩(wěn)定性，造成井壁被破壞，影響對(duì)鉆井機(jī)械設(shè)備的支撐作用，導(dǎo)致坍塌現(xiàn)象的發(fā)生。

1.3鉆具異常事故原因分析

（1）卡鉆。當(dāng)出現(xiàn)卡鉆時(shí)，鉆具無(wú)法在井中進(jìn)行自由移動(dòng)，發(fā)生此種原因可能是鉆具上附著了許多黏土，若是鉆具停鉆后未經(jīng)處理臨時(shí)擱置，就會(huì)使其與泥壁相粘，鉆具被卡 ;或是土層中含有易水化泥巖，當(dāng)鉆井液不充足時(shí)，井底的巖渣不能夠被排離，進(jìn)而出現(xiàn)卡鉆事故。（2）鉆具脫落。正常運(yùn)行時(shí)的鉆具受到地層強(qiáng)大的壓力作用，鉆頭脫落，脫落之后的鉆頭會(huì)掉入井中，不僅影響了施工進(jìn)度，而且也影響了鉆井安全。（3）鉆具刺漏。當(dāng)鉆具使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在其損傷較多的情況下，對(duì)富硫地層進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，容易遭受腐蝕，又或是鉆井液泵的壓力過(guò)大，會(huì)使鉆具出現(xiàn)刺漏問(wèn)題。當(dāng)鉆具出現(xiàn)刺漏后，若不及時(shí)處理，不僅會(huì)使得鉆井工作無(wú)法順利進(jìn)行，而且鉆具受到較大的扭力，若是強(qiáng)行拉出，就會(huì)使鉆具損壞。

2石油鉆井工程事故應(yīng)對(duì)措施

2.1井涌、井噴事故應(yīng)對(duì)措施

在鉆井過(guò)程中，首先，要對(duì)鉆井溢流出現(xiàn)的原因及征兆進(jìn)行了解，明確鉆井液壓力是否與地層壓力相匹配，盡量避免地層壓力高于井內(nèi)壓，進(jìn)而出現(xiàn)井涌或井噴問(wèn)題。其次，要保證壓井液量充足，尤其在起下鉆過(guò)程中，要隨時(shí)關(guān)注壓井液量的變化，及時(shí)進(jìn)行灌注。對(duì)于地層壓力而言，要使用科學(xué)的方法進(jìn)行預(yù)估和分析，按照地層實(shí)際狀況，對(duì)壓井液密度進(jìn)行重新設(shè)定，不可以使用被氣侵過(guò)的壓井液，同時(shí)合理采用井控技術(shù)，確保地層壓力處于合理范圍內(nèi)，保持井內(nèi)與地層間的壓力平衡。最后，對(duì)鉆井機(jī)械設(shè)備要進(jìn)行系統(tǒng)的檢測(cè)和維護(hù)，對(duì)有問(wèn)題的設(shè)備要及時(shí)的維修和更換。

2.2鉆井坍塌事故應(yīng)對(duì)措施

坍塌事故對(duì)鉆井工程的影響較大，因此，首先，需要做好地質(zhì)勘探工作，從根本上解決鉆井坍塌問(wèn)題。在鉆井設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行全面分析，優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)于易發(fā)生坍塌的地層可以采用套管等方式進(jìn)行密封處理，

科學(xué)選用防坍塌泥漿，鉆井生產(chǎn)中科學(xué)調(diào)整鉆具下鉆速度，根據(jù)地層實(shí)際情況，合理的對(duì)鉆井液性能進(jìn)行調(diào)節(jié);對(duì)于易水化礦物的土層，要對(duì)礦化度進(jìn)行調(diào)整，還要保證其與環(huán)境中的礦化度一致或是稍高，以此減弱鉆井液的滲透能力。此外，還可以在鉆井液中增加一些陽(yáng)離子物質(zhì)，對(duì)其中鈉離子進(jìn)行置換，避免土層被水化，提升土層膠結(jié)度。

2.3鉆具異常事故應(yīng)對(duì)措施

當(dāng)鉆具停止使用時(shí)，不可以停鉆時(shí)間過(guò)久，對(duì)于復(fù)雜地層而言，盡量不要停鉆，并且不要在相同地點(diǎn)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的轉(zhuǎn)動(dòng)。 同時(shí)，要提前做好鉆井坍塌預(yù)防工作，從而避免坍塌事故發(fā)生后，鉆具被卡住。除此之外，還要控制好鉆井液的上返速度，通常情況下，按照井眼大小，一般需控制在 30-50 L/s。定期對(duì)鉆具進(jìn)行維修和保養(yǎng)，以保證鉆具運(yùn)行的可靠性，防止鉆具在鉆井過(guò)程中發(fā)生問(wèn)題。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在鉆井過(guò)程中，不可避免的會(huì)出現(xiàn)不同程度的安全事故，對(duì)鉆井工程質(zhì)量與安全產(chǎn)生了重要影響。因此，相關(guān)企業(yè)需要對(duì)鉆井事故出現(xiàn)的原因進(jìn)行全面的分析，提前制定好應(yīng)急預(yù)案，采取科學(xué)合理的解決對(duì)策，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管理，盡量避免石油鉆井工程事故的發(fā)生，保障鉆井工程的順利進(jìn)行。

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作者簡(jiǎn)介：張力強(qiáng)（1978-），男，河北灤縣人，工程師，從事石油鉆井技術(shù)管理和井下事故處理工作。