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【摘 要】文章针对石油开采钻井施工中的常见问题进行了分析，并分别从技术和管理层面上提出了应对措施，为钻井施工中的问题解决提供了参考。
【关键词】石油钻井施工问题对策
石油钻井施工的作业面在地面以下几百米至几千米的井洞内，人们对作业面发生的各种情况了解不及时，施工操作往往凭借个人经验，具有一定的不可预测的风险性。特别是当钻井位于地质情况复杂区域内时，由于地层和地质构造等原因经常引起钻井施工中的井塌、井漏以及卡钻、掉钻等事故，需要钻井施工作业人员在现场操作时注意观察，及时发现问题并适当解决，避免经济损失和人身伤害事故的发生。
1、石油钻井施工中的常见问题
1.1井噴
引起井喷的原因有很多，但最根本的原因是钻井内的液压柱压力低于地层孔隙的压力，导致地层中的流体或气体在压差作用下喷出地面。当突遇高压地层，地层中流体进入井筒内导致钻井液的密度降低而又没及时调整钻井液密度，导致压差增大，更加剧了高压地层流体渗出的现象，如此循环导致井喷。此外，起钻时速度过快，钻头的抽汲作用引发孔隙气体溢出或发现溢流时处置措施不当都可能引起井喷。井喷是危害重大，喷出的流体在高压下作用下速度快、喷射高度大，极易造成失控并诱发失火，烧毁钻机、报废油井，浪费油气资源。同时，喷出的流体可能含有对环境造成污染或对人体有危害的气体，造成大面积的环境污染和群体性伤亡事故。
1.2溢流
造成溢流的根本原因也是钻井液的压力不足。当地下压力不是特别高的时候，地层中的流体混入钻井液中，造成其密度下降，影响井内的压力平衡，如不加以控制，易诱发井喷事故。起钻时未灌或钻井液不够、气侵、排气不力、钻井液性能不好、起钻时的抽汲力大等均是造成溢流的原因。
1.3井漏
井漏与井喷或溢流相反，井筒内的钻井液通过岩层孔隙渗入地层中，钻成钻井液漏失。井漏有以下三种类型：
渗透性井漏
某些钻井以砂性岩层为主，由于砂性岩层的胶结程度差，孔隙比较大，渗透性好，钻井液中的自由水极易通过孔隙进入岩层，使钻井液消耗不正常。但渗透性井漏一般速度缓慢，不易发现。
裂隙性井漏
井下的岩层由于构造应力不均，易产生裂缝和破碎，钻井液会从岩层裂隙中漏失，特别是当裂隙贯通时，钻井液漏失速度快，液面下降明显，易诱发事故。
洞穴性井漏
当地层中的碳酸氢盐在地下水的长期作用下产生溶解而形成溶洞或钻至天然溶洞时产生的井漏为洞穴性井漏。
1.4井塌
当地层中的岩石胶结程度差，强度低时，其在钻井液的浸泡下易产生掉块和坍塌。另外一种井塌的形式是钻至泥岩或页岩地层时，这两种地层的岩石遇钻井液中的自由水有膨胀和裂解的现象发生，井壁不稳定，易发生井塌。产生井塌的原因还有构造应力作用形成的断层和表层湿陷性黄土的坍缩性等。发生井塌后产生的岩渣易堵塞循环泵和造成埋钻事故。
1.5井斜
当地下岩层倾角较大时，司钻人员没有按正确的钻具组合和参数来操作，易使钻头在压力作用下顺岩层倾角产生滑移，最终形成的井中心线与设计井中心线产生角度差，造成井斜。
1.6卡钻
造成卡钻的原因很多，通常分为以下几种类型：
（1）泥浆性卡钻
钻头遇到含砂量大的地层，钻井液与泥砂混合形成泥浆，泥浆层层附着在钻头上，并填满钻头与井壁的空隙，形成巨大的摩擦力。
（2）键槽性卡钻
地下岩层倾角较大，产生井斜时，钻杆在井壁上产生细槽，当下钻或起钻时，钻头易在键槽处发生卡钻。
（3）沉砂性卡钻
钻进过程中，钻井液的循环不及时使其中的岩渣沉降到钻头上，埋住钻头。
（4）井塌性卡钻
当发生井塌时，大量岩石落入井内，将钻头埋住卡死，钻具既不能活动，循环系统也被堵塞。
2、应对措施
针对钻井施工中发生的常见问题，施工人员应提高重视，并采用科学的应对方法，避免造成生产事故。
（1）钻井施工中的压力检测与控制
溢流与井喷发生的根本原因都是井内的压力不平衡，因此在钻井的过程中，要时刻注意观测井内的压力变化，对地层中可能的压力异常变化时应及时预报。井身结构的设计应依据准确的地层孔隙压力和破裂压力曲线，选用的节流、压力井管等应根据最高地层压力来选择。当压力异常时，及时分析原因，采取改变钻井液密度等措施来平衡井内压力。在下钻和起钻过程中，还应注意钻头起降的速度不要过快，避免井内的压力波动。
（2）钻井液密度配比与循环
钻井液的在维持井筒内的压力平衡所着非常重要的作用，施工人员应熟练掌握钻井液的配比技能，并对钻井液的正常消耗与非正常消耗进行区分，根据不同的地层压力和孔隙率，向井内添加不同密度和数量的钻井液。例如，当钻至高渗透性地层时，应提高钻井液的粘度和切力，降低渗透性损失。在压力较低的地层可以选用低粘度的钻井液，降低钻机能耗。施工过程中还要注意保持泥浆循环的连续性，及时过滤钻井液中的岩渣，避免沉岩渣的沉降导致卡钻与埋钻事故的发生。
（3）机械操作
钻机及钻具组合的选择应根据设计井的情况来进行，施工中要做好测量工作，保证钻井的中心线与设计中心线偏差的范围符合要求。当发生井斜的现象时，应及时停钻，并采取纠偏措施。另外，钻头、循环泵的开动不宜过猛过快，以减少钻头对井壁及液柱的压力影响。钻头在提升时应注意要不间断灌井，避免井内压力下降。
3、案例分析
新疆油田公司某井设计井深为470米，目的层为八道湾组。该井于2012年4月18日钻至设计井深后进行洗井作业。该井于20日用方钻杆正灌泥浆提单根方法进行提钻，当提至第17根时，悬重突然发生变化，司钻立即刹车，准备下放，但无法下放。司钻悬重45吨，反复活动无效，最高悬重至50吨仍无解卡现象，确认出现卡钻。
解决措施：在司钻人员活动解卡无效果后，决定采用震击解卡法。利用1吨重的砸筒对被卡管桩进行下击，解卡效果不明显，砸筒托盘被损坏，随即修复托盘，再利用该法解卡，但托盘又被砸坏，震击解卡方案失败。第二套方案采用倒扣和套铣解卡法，先倒扣，控制悬重30吨提出井内1根钻铤7根钻杆，此时井内仍余∮159钻铤7根，∮178钻铤5根，此时鱼顶位置208m。在扩划眼至208m时下∮219套铣管3根，并进尺26.5米，之后采用倒扣法又倒出∮159钻铤1根。按以上操作步骤再进下∮219套铣管4根，进尺32米，倒出∮159钻铤4根，并带出转换接头，随后下套铣管6根，进尺28米，倒出余下全部钻铤，并正扣钻具对扣，于30日提出井内全部钻具，解卡成功。
4、结论
石油开采钻井施工过程中存在诸多问题与风险，在实际操作过程中要严格按照标准与制度来进行，当发生事故后，应按科学方法补救，事后应认真总结经验教训，提高生产效率，才为我国能源事业更好的服务。
参考文献
[1]徐志明.刍议石油钻井工程项目风险识别及应对措施[J].科技创新导报,2012（1）
[2]中国石油天然气集团公司HSE体系文件[M]
[3]雷华友.陕北复杂地质条件对石油钻井的影响及预防[J].西部探矿工程,2003（1）
【关键词】石油钻井施工问题对策
石油钻井施工的作业面在地面以下几百米至几千米的井洞内，人们对作业面发生的各种情况了解不及时，施工操作往往凭借个人经验，具有一定的不可预测的风险性。特别是当钻井位于地质情况复杂区域内时，由于地层和地质构造等原因经常引起钻井施工中的井塌、井漏以及卡钻、掉钻等事故，需要钻井施工作业人员在现场操作时注意观察，及时发现问题并适当解决，避免经济损失和人身伤害事故的发生。
1、石油钻井施工中的常见问题
1.1井噴
引起井喷的原因有很多，但最根本的原因是钻井内的液压柱压力低于地层孔隙的压力，导致地层中的流体或气体在压差作用下喷出地面。当突遇高压地层，地层中流体进入井筒内导致钻井液的密度降低而又没及时调整钻井液密度，导致压差增大，更加剧了高压地层流体渗出的现象，如此循环导致井喷。此外，起钻时速度过快，钻头的抽汲作用引发孔隙气体溢出或发现溢流时处置措施不当都可能引起井喷。井喷是危害重大，喷出的流体在高压下作用下速度快、喷射高度大，极易造成失控并诱发失火，烧毁钻机、报废油井，浪费油气资源。同时，喷出的流体可能含有对环境造成污染或对人体有危害的气体，造成大面积的环境污染和群体性伤亡事故。
1.2溢流
造成溢流的根本原因也是钻井液的压力不足。当地下压力不是特别高的时候，地层中的流体混入钻井液中，造成其密度下降，影响井内的压力平衡，如不加以控制，易诱发井喷事故。起钻时未灌或钻井液不够、气侵、排气不力、钻井液性能不好、起钻时的抽汲力大等均是造成溢流的原因。
1.3井漏
井漏与井喷或溢流相反，井筒内的钻井液通过岩层孔隙渗入地层中，钻成钻井液漏失。井漏有以下三种类型：
渗透性井漏
某些钻井以砂性岩层为主，由于砂性岩层的胶结程度差，孔隙比较大，渗透性好，钻井液中的自由水极易通过孔隙进入岩层，使钻井液消耗不正常。但渗透性井漏一般速度缓慢，不易发现。
裂隙性井漏
井下的岩层由于构造应力不均，易产生裂缝和破碎，钻井液会从岩层裂隙中漏失，特别是当裂隙贯通时，钻井液漏失速度快，液面下降明显，易诱发事故。
洞穴性井漏
当地层中的碳酸氢盐在地下水的长期作用下产生溶解而形成溶洞或钻至天然溶洞时产生的井漏为洞穴性井漏。
1.4井塌
当地层中的岩石胶结程度差，强度低时，其在钻井液的浸泡下易产生掉块和坍塌。另外一种井塌的形式是钻至泥岩或页岩地层时，这两种地层的岩石遇钻井液中的自由水有膨胀和裂解的现象发生，井壁不稳定，易发生井塌。产生井塌的原因还有构造应力作用形成的断层和表层湿陷性黄土的坍缩性等。发生井塌后产生的岩渣易堵塞循环泵和造成埋钻事故。
1.5井斜
当地下岩层倾角较大时，司钻人员没有按正确的钻具组合和参数来操作，易使钻头在压力作用下顺岩层倾角产生滑移，最终形成的井中心线与设计井中心线产生角度差，造成井斜。
1.6卡钻
造成卡钻的原因很多，通常分为以下几种类型：
（1）泥浆性卡钻
钻头遇到含砂量大的地层，钻井液与泥砂混合形成泥浆，泥浆层层附着在钻头上，并填满钻头与井壁的空隙，形成巨大的摩擦力。
（2）键槽性卡钻
地下岩层倾角较大，产生井斜时，钻杆在井壁上产生细槽，当下钻或起钻时，钻头易在键槽处发生卡钻。
（3）沉砂性卡钻
钻进过程中，钻井液的循环不及时使其中的岩渣沉降到钻头上，埋住钻头。
（4）井塌性卡钻
当发生井塌时，大量岩石落入井内，将钻头埋住卡死，钻具既不能活动，循环系统也被堵塞。
2、应对措施
针对钻井施工中发生的常见问题，施工人员应提高重视，并采用科学的应对方法，避免造成生产事故。
（1）钻井施工中的压力检测与控制
溢流与井喷发生的根本原因都是井内的压力不平衡，因此在钻井的过程中，要时刻注意观测井内的压力变化，对地层中可能的压力异常变化时应及时预报。井身结构的设计应依据准确的地层孔隙压力和破裂压力曲线，选用的节流、压力井管等应根据最高地层压力来选择。当压力异常时，及时分析原因，采取改变钻井液密度等措施来平衡井内压力。在下钻和起钻过程中，还应注意钻头起降的速度不要过快，避免井内的压力波动。
（2）钻井液密度配比与循环
钻井液的在维持井筒内的压力平衡所着非常重要的作用，施工人员应熟练掌握钻井液的配比技能，并对钻井液的正常消耗与非正常消耗进行区分，根据不同的地层压力和孔隙率，向井内添加不同密度和数量的钻井液。例如，当钻至高渗透性地层时，应提高钻井液的粘度和切力，降低渗透性损失。在压力较低的地层可以选用低粘度的钻井液，降低钻机能耗。施工过程中还要注意保持泥浆循环的连续性，及时过滤钻井液中的岩渣，避免沉岩渣的沉降导致卡钻与埋钻事故的发生。
（3）机械操作
钻机及钻具组合的选择应根据设计井的情况来进行，施工中要做好测量工作，保证钻井的中心线与设计中心线偏差的范围符合要求。当发生井斜的现象时，应及时停钻，并采取纠偏措施。另外，钻头、循环泵的开动不宜过猛过快，以减少钻头对井壁及液柱的压力影响。钻头在提升时应注意要不间断灌井，避免井内压力下降。
3、案例分析
新疆油田公司某井设计井深为470米，目的层为八道湾组。该井于2012年4月18日钻至设计井深后进行洗井作业。该井于20日用方钻杆正灌泥浆提单根方法进行提钻，当提至第17根时，悬重突然发生变化，司钻立即刹车，准备下放，但无法下放。司钻悬重45吨，反复活动无效，最高悬重至50吨仍无解卡现象，确认出现卡钻。
解决措施：在司钻人员活动解卡无效果后，决定采用震击解卡法。利用1吨重的砸筒对被卡管桩进行下击，解卡效果不明显，砸筒托盘被损坏，随即修复托盘，再利用该法解卡，但托盘又被砸坏，震击解卡方案失败。第二套方案采用倒扣和套铣解卡法，先倒扣，控制悬重30吨提出井内1根钻铤7根钻杆，此时井内仍余∮159钻铤7根，∮178钻铤5根，此时鱼顶位置208m。在扩划眼至208m时下∮219套铣管3根，并进尺26.5米，之后采用倒扣法又倒出∮159钻铤1根。按以上操作步骤再进下∮219套铣管4根，进尺32米，倒出∮159钻铤4根，并带出转换接头，随后下套铣管6根，进尺28米，倒出余下全部钻铤，并正扣钻具对扣，于30日提出井内全部钻具，解卡成功。
4、结论
石油开采钻井施工过程中存在诸多问题与风险，在实际操作过程中要严格按照标准与制度来进行，当发生事故后，应按科学方法补救，事后应认真总结经验教训，提高生产效率，才为我国能源事业更好的服务。
参考文献
[1]徐志明.刍议石油钻井工程项目风险识别及应对措施[J].科技创新导报,2012（1）
[2]中国石油天然气集团公司HSE体系文件[M]
[3]雷华友.陕北复杂地质条件对石油钻井的影响及预防[J].西部探矿工程,2003（1）