钻井队实习报告

1、 实习项目 钻井工程 院（系） 石油工程学院 姓 名 木 可 班 级 油工11-6 学 号 11020309 实习地点 钻井一公司 实习时间 指导教师 年 月 日25目录目录1第1章 绪论1第2章 钻井设备简介22.1 钻机定义22.2 钻机分类22.2.1 钻机八大系统22.2.2 钻机主要设备32.2.3 钻机辅助设备及工具32.3 井控装置3第3章 钻井施工工序53.1 搬家53.2 设备的安装63.2.1 设备的安装顺序63.2.2 安装质量要求73.2.3 设备的保养83.3 开钻83.3.1 一开83.3.2 二开93.4 钻进103.4.1 下钻113.4.2 正常钻进113.4

2、.3 接单根113.4.4 起钻113.4.5 钻进时应注意的问题123.4.6 钻进中特殊情况的处理123.5 测井133.6 固井143.6.1 各层套管的作用143.6.2 套管串的下部组成153.6.3 固井施工工序16第4章 钻井工艺技术及施工作业风险174.1 钻井工艺技术174.1.1 喷射钻井技术174.1.2 防斜打直技术174.1.3 定向钻井技术174.1.4 取芯钻井技术184.1.5 完井技术184.1.6 钻井井控技术184.2 钻井作业施工风险管理194.2.1 钻井作业 HSE危害和影响的确定194.2.3钻井作业HSE应急反应计划22第5章 钻井设计软件及应用

3、225.1 软件主要功能特点225.2 高难度井的设计施工难点23第6章 总结24第1章 绪论我们小组于2014年9月16日前往大庆钻井二公司，进行为期两周的实习工作。我被分到了40017钻井队，由于钻井现场重机械较多，钻井平台复杂，初次实习安全教育是重中之重，也是实习过程取得成绩的良好开端，因此到达钻井队后，首先队长对我进行了安全知识教育。下午，王书记员、向我介绍了井场布置情况以及井队概况，图1-1为井场布置图。在接下来的两周实习生活中，刘技术员给我详细介绍了钻井施工工序，使我对钻井工作有了全新的认识，同时也学到了许多钻井方面的知识。图1-1 大庆钻探钻井三公司40017钻井队离开井队之后，

4、我们来到了下一个实习地点钻井研究院，在这里，我们利用两周的时间，学习了两种钻井设计软件，即LANDMARK公司的COMPASS和WELLPLAN应用软件。第2章 钻井设备简介2.1 钻机定义钻井设备（简称钻机）是指石油天然气钻井过程中所需各种机械设备的总称。钻机主要部件必须相互配合才能完成钻机起升、循环和旋转的3项主要工作。按按动力设备的不同通常可分为机械传动钻机、电动钻机和复合钻机三种。2.2 钻机分类2.2.1 钻机八大系统 1.提升系统：主要作用是用来起、下钻柱（或下套管），以实现钻头的钻进送钻等工作。 2.旋转系统：主要作用是由动力机组驱动转盘，通过转盘方补心带动方钻杆（钻杆和钻铤）、

5、方钻杆再带着钻头旋转进行钻井。 3.循环系统：主要作用是钻井过程中，通过动力机组带动泥浆泵来循环钻井流体，经过立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆和钻铤，将泥浆池的泥浆送到钻头处，以实现钻井流体将井底的钻屑带到地面。 4.动力设备：主要作用是为驱动绞车、转盘、钻井泵等工作机工作提供动力。 5.传动系统：主要作用是把发动机的能量传递或分配给各工作机。 6.控制系统：为了指挥各系统协调地工作，在整套钻机中安装有各种控制设备。 7.底座：包括钻台底座、机房底座和泥浆底座等。 8.辅助设备：主要功能是为了正常钻井作业提供配套支撑。 2.2.2 钻机主要设备钻机所必须具有的主要设备共7大部件：绞车、井架、

6、天车、游车、水龙头、转盘、钻井泵。 2.2.3 钻机辅助设备及工具 1. 发电机 目前，几乎所有电驱动钻机的发电机都用柴油机作动力。 2. 空气压缩机及储气瓶组几乎所有钻机的联动机上都配有小型空气压缩机和带储气设备的电动空气压缩机，以便给气控制装置、气离合器、气动马达、气动工具等提供气源和动力。 3. 泥浆储存设备完整的泥浆循环系统通常都有一套泥浆储存设备：如沉淀罐（或池）、吸入罐（或池）、储存罐（或池）。 4. 钻井仪表钻井仪表系统可单指一个指示表，也可以包括各种仪器。如钻井（多）参数仪、泥浆液面记录（报警）仪、大钳扭矩表、泥浆泵压力表和记录仪等。 5. 刹车机构机械刹车、辅助刹车、其他设施

7、。 2.3 井控装置井控装置指实施油气井压力控制所需的设备、管汇和专用工具仪表。井控装置是在钻井过程中，确保安全生产的重要装备。 一些在井场拍下的设配： 大钳 水龙头 吊车推土机第3章 钻井施工工序井队钻井施工包括搬家、安装设备、开钻及钻进、测井和固井等。3.1 搬家安全注意事项：（1）、拆卸设备前，首先必须切断电源，防止触电伤人。（2）、吊车起吊前检查绳索、吊钩是否牢固保险；检查物件受力情况，绳索不能放置在怕挤压物件上；检查基础是否下沉；注意观察，一切无问题后方可指挥吊装。（3）、起吊任何物件都必须按照吊装安全操作规程进行操作。如严禁伸长吊杆拖拉重物；重物下不准站人；不得进入吊杆旋转范围内，

8、任何人不准随重物升降等。（4）、吊装管材不准斜吊，不准超重，起落转动应平稳，四周严禁站人。（5）、对易燃易爆怕挤压的物资器材，如氧气瓶、电瓶等应放在房子内，并应加固稳定。（6）、吊装任何物品，对于棱角处都应垫东西衬起绳套或隔开和其它物品的直接接触。（7）、对于“三超”（超高、超宽、超长）的大件设备，应按交通规则办理运输行车手续，并在相应部位挂标志（白天挂三角红旗，夜间挂红灯），同时选配责任心强的同志运输。（8）、拉运易滚动和重心超过车箱板的物件四面应绑牢、拉紧。图1-2为40017钻井队搬家图，搬家的场面可以说非常壮观，给我留下了深刻的印象。图1-2 40017钻井队放井架图3.2 设备的安装

9、3.2.1 设备的安装顺序安装工作的主要内容有：设备就位、校正设备、固定设备等。设备的安装工作可在整个井场同时展开。原则上讲，应先基础、底座，后钻机设备；先提升系统，后转盘、绞车和钻台工具；先到井场的设备先安装，做到不压车、不积车，设备就位后，再进行校正和固定。安装顺序可分为上设备顺序和校正顺序。（1）、上设备顺序一般是先组织人力，尽早穿好大绳，安装好游动系统，作为上绞车、转盘的提升动力。电气小绞车也应及早安好，以便提升钻台工具等。然后，再根据分工，各自进行自己的工作。钻台组负责上绞车、转盘和钻台工具；泵房组负责泥浆泵的安装；管线组负责高低压管线和水罐的安装；场地组负责场地所有材料和各临时房屋

10、的摆放；机房组负责柴油机底盘、压风机、联动机和柴油机的安装。（2）、校正顺序校正设备应先找平，后找正及固定。找平：靠水平仪和垫片来完成。现场一般用24水平尺在标准的加工面上找平（应多放几处）。不平时，可在底座四角垫上铁片。对正：是指各传动部分对正（主动轮与被动轮对正）。对正的方法是靠近两传动轮的同一侧拉紧一细线，让这更细线与两传动轮的平面靠近或接触，若细线与两传动轮平面上的四点同时接触或不接触而距离相等，则说明对正了。校正要按一定顺序进行。首先根据井架四条大腿对角线交点来确定转盘中心位置，由转盘的中心再确定天车的中心，使天车的中心、转盘中心、井口中心三者在一条垂线上，最大偏差不超过10毫米。然

11、后通过转盘链轮和绞车过桥链轮的同一端面校正绞车的位置。再通过绞车传动链轮和1号车传动链轮校正1号车位置。依此类推，校正柴油机、联动机、钻井泵、压风机、除砂泵等设备的位置。固定设备时一定要使螺栓紧固牢靠，零部件齐全，保证质量，注意安全。3.2.2 安装质量要求设备的安装质量应达到“七字”标准和“五不漏”要求。“七字”标准是：平、稳、正、全、牢、灵、通。平：主要指设备安装的水平度要符合标准，工作台要铺平。稳：主要指设备安装时不悬空，运转时不振动。正：设备位置要对正，不偏不斜，偏差要符合标准。全：设备零部件、护罩、固定螺丝等要齐全。牢：设备固定要牢固。灵：设备的刹车控制系统要灵活可靠，仪器、仪表要灵

12、敏准确。通：各种管线、电路等要畅通。“五不漏”是指：不漏油、不漏气、不漏水、不漏电、不漏钻井液。3.2.3 设备的保养在设备安装完毕，开始运转之前，都要对设备进行一次保养。各岗位要按保养项、点及要求进行保养，主要内容如下：（1）、清洗设备表面及内腔。（2）、所有润滑点按标准加入机油或注入黄油。（3）、清洗机油、柴油及空气滤清器。（4）、向柴油机、发电机等水箱加入软化冷却水。（5）、再次检查设备的紧固和联接是否符合要求。3.3 开钻3.3.1 一开设备安装完之后，要进行第一次开钻，是为下表层套管而进行的钻井施工。1）、一次开钻前的准备工作（1）、清洗下井钻具及套管丝扣，检查、丈量、编号，并记录清

13、楚。按要求配好钻具，入井钻具必须符合SY/T5369-94要求的质量标准。（2）、按设计要求配足、配好钻井液。（3）、挖圆井和循环沟，冲（钻）大、小鼠洞，下好鼠洞管。（4）、安装好向井内灌钻井液的管线。（5）、接好一开钻头，提出大方瓦，下入钻具。2）、一次开钻的技术要求（1）、按设计的钻井参数钻进，钻进过程中，自始至终有专人在井口和循环沟内捞砂。大井眼口袋控制在3米以内。（2）、打完表层深度后，充分循环钻井液，若表层超过200米，应投测井斜，井斜不得超过0.5度。（3）、起钻时连续向井内灌好钻井液，钻头出转盘前，要提出大方瓦，再上提钻具钻头通过转盘。（4）、严禁套管错扣入井，应双钳紧扣，余扣不

14、超过1扣。把套管鞋及1、2套管连接丝扣各用3个铆钉均匀分布铆好后方可入井。表层套管必须使用联顶节。（5）、套管实际下深与设计下深误差应小于5米。（6）、下完套管井口必须找正固定好再固井。固井时，水泥浆必须返出地面，否则应在井口补打水泥封固。固井替入量要计算准确，不得替空，管内留水泥塞高度不大于10米。3.3.2 二开二开是指封固表层套管后，再次开始的钻井施工。1）、安装井口装置主要是防喷器组及节流压井管汇的安装。2）、高压试运转二开前，对循环系统进行联合高压试运转，用以检查安装质量，保证设备和循环系统在钻进过程中不出现问题。同时发现薄弱环节，以便整改。（1）、高压试运转前做好准备工作：钻井泵、

15、立管、水龙头、水龙带及方补心等保险装置必须齐全可靠。（2）、装佩合适的钻头水眼，使之在确定的排量下，达到在钻进过程中的最高压力。（3）、试压时钻具结构是：钻头钻杆方钻杆，要双钳紧扣。（4）、泵上水良好，排量由小到大，逐渐达到确定排量。（5）、转盘转速由档到档，交替时运转，水龙带不摆不跳，试运转平稳。（6）、高压试运转30分钟，钻井泵、地面高压管线、立管、水龙带、水龙头、泵压表等不刺不漏为合格发现问题及时整改，整改后重新试压，直到合格为止。（7）、试运转开泵时，人员应远离高压区，待钻井泵运转平稳，泵压稳定后再进行检查。3.4 钻进钻进就是使用一定的破岩工具，不断地破碎井底岩石，加深井眼的过程。钻

16、进时应采用多种先进的工艺技术，以便安全、高效、优质、低成本钻达目的层。钻进时各钻井参数应符合设计要求，钻井参数主要包括：钻头类型及参数、钻井液性能、钻进参数、水力参数。钻进参数主要包括：钻压、转速、排量、立管泵压。水力参数主要包括：钻井液上返速度、喷射速度、钻头压力降、环空压耗、钻头水功率等。3.4.1 下钻将由钻头、钻铤、方钻杆组成的钻杆往下入井中，使钻头接触井底，准备钻进。下钻包括下述操作：挂吊卡以高速档提升空吊卡至一个立根高度；二层台处扣吊卡，将立根稍提移至井中心，对扣；拉猫头旋绳上扣；用猫头和大钳紧扣；稍提钻柱，移出吊卡；用机械刹车和水刹车控制下放速度，将钻柱下放一立根距离；借助吊卡将

17、钻柱轻座在转盘上，从吊卡上脱开吊环。再去挂吊卡，重复上述操作，直至下完全部立根，接上方钻杆准备钻进。3.4.2 正常钻进又称纯钻进，启动转盘通过钻杆柱带动井底工具旋转，借用手刹车，给钻头施加适当的压力以破碎岩石。与此同时，开动泥浆泵循环泥浆，冲洗井底，携出岩屑，保护井壁，冷却钻具。只要根据不同的地层情况、钻进深度，选择合适的钻头类型等，并使转速、钻压、排量和泥浆性能处于最佳组合状态，就能获得最快的钻进速度。3.4.3 接单根随着正常钻进的继续进行，井眼不断加深，需不断地接长钻杆柱； 每次接入一根钻柱，此作业称为接单根。包括以下操作：上提钻柱全露方钻杆，并将钻柱座在转盘上；卸开关微提方

18、钻杆移至小鼠洞上方与小鼠洞中的单根对扣；拉猫头旋绳上扣；从小鼠洞中提出单根移至井中钻柱上方，并对好扣；用猫头和旋绳旋上接头丝扣；用猫头，大钳紧扣；稍提钻柱，移开吊卡，下放钻柱至井底，继续钻进。3.4.4 起钻当钻头工作一段时间后便磨损不能再用，需要更换新钻头，为此，要 将井中全部钻柱取出，此称起钻作业。起钻包括以下操作：上提钻柱全露方钻杆，并将钻柱座在转盘上；旋下方钻杆，将方钻杆水龙头置大鼠洞中；提升钻柱至一立根高度，并让钻柱座在转盘上；用大钳和猫头崩扣；上钳卡住公接头，转盘正转卸扣；移立根入钻杆盒和二层台指梁中，摘开吊卡；3.4.5 钻进时应注意的问题(1)、钻进操作要求送钻均匀，

19、防止蹩钻、跳钻、顿钻、溜钻，严防加压启动转盘，禁止打倒车，上提下放钻具要平稳。(2)、钻进时要随时注意泵压和悬重的变化，以及井口返出钻井液情况。如发现泵压下降1兆帕，地面又检查不出原因，应立即组织起钻，检查钻具。(3)、钻进中停泵或倒泵要先通知司钻，待钻具提起后再进行以上操作。(4)、采用双泵钻进时，打完单根先停一台泵，提起方钻杆后再听另一台泵。接好单根后先开一台泵，待钻井液返出井口正常后再开另一台泵。泵压正常后操作人员才能离开气开关，保证钻进安全。(5)、钻头使用到后期，如有蹩钻，转盘负荷增大，转动不均匀，打倒车，钻速明显下降等现象时，应立即循环钻井液，起钻换钻头，不可凑合或反复试钻。3.4

20、.6 钻进中特殊情况的处理(1)、泵压下降原因：泵上水不好；管线、阀门、钻具刺漏或断落造成钻井液短路循环；钻头水眼刺坏或脱落；井漏；钻井液气侵或泵转速降低等。处理：是地面原因的要组织抢修或钻井液除气。是井下钻具原因的应立即起钻，怀疑钻具刺漏应旋绳卸扣，不得猛提、猛刹，防止钻具断落。井漏要进行堵漏工作。(2)、泵压升高原因：井塌；钻速过快，钻井液携砂能力差；钻具水眼堵塞；钻井液密度不均匀；刮刀钻头刀片磨秃或刀片脱落。处理：若是环空不畅通应大排量循环，冲出泥砂，轻压钻进恢复正常；若水眼堵塞应起钻检查钻具；若钻井液性能变化应循环处理正常后恢复钻进。(3)、悬重下降原因：指重表出现故障或断钻具。处理：

21、首先提起钻具检查传压器及传压管线有无泄漏，以及指重表零件是否损坏，然后重新校对悬重。如果指重表工作正常，应立即起钻，根据钻具断口情况决定打捞方法。3.5 测井测井方法的主要分类（1）、电法测井，又分自然电位测井、普通电阻率测井、侧向（聚焦电阻率）测井、感应测井、介电测井、电磁波测井、地层微电阻率扫描测井、阵列感应测井、方位侧向测井、地层倾角测井、过套管电阻率测井等（频率：从直流0-1.1GHZ）。（2）、声波测井，又分声速测井、声幅测井、长源距声波全波列测井、水泥胶结评价测井、偶极（多极子）声波测井、反射式声波井壁成像测井、井下声波电视、噪声测井等（频率由高向低发展，20KHZ-1.5KHZ）

22、。（3）、核测井，种类繁多，主要分三大类：伽马测井、中子测井和核磁共振测井，伽马测井具体如下：自然伽马测井、自然伽马能谱测井、密度测井、岩性密度测井、同位素示踪测井等。中子测井具体如下：超热中子测井、热中子测井、中子寿命测井、中子伽马测井、C/O比测井、PND-S测井、中子活化测井等。发展趋势：中子源记录伽马谱类（非弹性散射、俘获伽马、活化伽马等不同时间测量）（4）、生产测井，主要分为三大类：生产动态测井、工程测井、产层评价测井。生产动态测井方法主要有：流量计、流体密度计、持水率计、温度计、压力计、井下终身监测器等。工程测井方法主要有：声幅、变密度测井仪、水泥胶结评价测井仪、磁定位测井仪、多臂

23、微井径仪、井下超声电视、温度计、放射性示踪等。产层评价方法测井：硼中子寿命、C/O比测井、脉冲中子能谱（PNDS）、过套管电阻率、地层测试器、其它常规测井方法组合等。3.6 固井套管是用不同的钢材轧制而成的无缝钢管。根据在不同受力情况下的强度要求，套管有多种钢级。国产套管D40、D55、和D75等是由三种不同钢级的钢材轧制而成的。API套管H-40、J-55、K-55、C-75、N-80、C-95、和P-110是由七种不同钢级的钢材轧制而成的。套管强度有三个方面即抗拉强度、抗剂强度和套管抗内压强度。根据入井套管的用途不同可分为：表层套管、技术套管和油层套管。3.6.1 各层套管的作用（1）、表

24、层套管其作用是封隔地表部分的易塌、易漏地层和水层，安装第二次开钻的井口装置，控制井喷，支撑技术套管与油层套管的部分重量。其下入深度，根据地表部分松软的易塌、易漏地层和水层的深度而定。一般在100米左右，也有下到几百米深的。表层套管外的水泥通常返至地面。钻高压油气井时，为了防止高压油气沿着疏松岩层的缝隙窜出地面，需要将表层套管适当的下深一些，并且使套管鞋位于渗透性很低和岩石比较坚硬的地层处。（2）、技术套管用于封隔用泥浆难以控制的复杂地层；无法堵塞的严重漏失层；非目的层的油气层；压力相差悬殊，要求泥浆性能互相矛盾的油、气、水层等。技术套管外的水泥返高，一般返至要封隔的复杂地层顶部100米以上。对

25、于高压气井，为了防止天然气窜漏，水泥浆也要返至井口。（3）、油层套管它是用以把不同压力和不同性质的油、气、水层分割开来，建立一条油、气流至地面的通道，保证能长期生产，满足合理开采油、气和增产措施的要求。油层套管的下深根据目的层的深度和不同的完井方法而定。管外水泥浆返至要封隔的油气层顶部100米以上。对于高压油气井，水泥浆要返至地面，以利于加固套管，增强丝扣密封性，提高套管抗内压能力。3.6.2 套管串的下部组成为了套管安全顺利下入预定的井深和提高注水泥质量，有必要在套管柱的下部安装一些附加装置，这部分附加装置通称为下部结构。它包括：引鞋、套管鞋、旋流短节、套管回压凡尔、承托环、套管扶正器、磁性

26、定位套管等。（1）、引鞋引鞋是装在套管柱底部的带循环孔的圆锥形短节，其作用时引导套管入井，防止套管底部插入井壁岩层。引鞋一般用生铁或硬质木料做成，也有用铝做的。（2）、套管鞋套管鞋接在引鞋以上的一个特殊短节。是用套管接箍或护丝做成的，下端车成45度内斜坡。其作用是在起钻时引导钻具进入套管，防止钻具接头、接箍和钻头碰挂套管柱底端。表层套管和技术套管均要装套管鞋，固井后不再钻进的油层套管可以不装。（3）、旋流短节旋流短节是接在套管鞋上的一段带有左螺旋排孔的短节，孔数为89孔。其作用是使水泥浆旋流上返，以提高顶替效率，保证注水泥质量。（4）、套管回压凡尔它是接在旋流短节上部的一个倒装的凡尔。其主要作

27、用是在注水泥结束后，挡住水泥浆回流，以保证套管外水泥浆的上返高度；其次是在下套管过程中阻止泥浆流入管内，以减轻套管柱的重量。回压凡尔一般在技术套管和油层套管中使用。（5）、承托环它的作用是承座胶塞，控制水泥塞的高度。下套管时将它装在水泥塞预定位置处的套管接箍内。在顶替水泥浆的过程中，当胶塞被泥浆推到承托环时即遇阻，泵压突然上升，这时应立即停泵。为了便于钻掉，承托环用生铁做成，所以也称为生铁环。（6）、套管扶正器它是装在套管管体上的一种弹性装置。其作用是使套管在井眼内居中，保证套管周围的水泥浆分布均匀，此外，还刮掉井壁上疏松泥饼的作用。扶正器主要用于油层套管。（7）、磁性定位短节其作用是以它为标

28、准，用磁性定位的方法，测出油层部位套管接箍的位置，为油层准确射孔提供依据。它与普通套管在结构上是一样的，但比普通套管短。一般用35米的套管接在主要油层以上，距主要油层顶界面2050米。磁性定位套管只用于油层套管。3.6.3 固井施工工序下完套管后，就要注水泥进行固井，注水泥工作一般按以下工序进行施工：（1）、套管下至预定井深后，装上水泥头循环钻井液，并接好各台注水泥车的地面管线。（2）、打隔离液，注水泥。（3）、顶胶塞并开始替钻井液。（4）、碰压：替钻井液后期，泵压不断升高，当胶塞座在回压凡尔的生铁圈时，泵压突然升高，即为碰压，此时注水泥工作结束。（5）、候凝：碰压后，说明套管内水泥浆全部替出

29、，这时要候凝。候凝有时采用憋压候凝，有时采用敞压候凝。憋压候凝时要注意由于水泥浆凝固放出的热量会使井口压力增高，这时要按固井施工要求定时、定量在井口进行放压。敞压候凝时，要注意套管内是否有钻井液不断流出，要分析井下回压凡尔的可靠性，以防水泥浆进入套管内，造成“灌香肠”。第4章 钻井工艺技术及施工作业风险 4.1 钻井工艺技术4.1.1 喷射钻井技术 利用钻井液流经钻头喷嘴所形成的高压射流充分地清洗井底，使岩屑免于重复切削，并与机械作用（钻头破岩）联合破岩，从而提高钻速的钻井技术叫喷射钻井技术。从钻头喷嘴喷出的射流具有很高的喷射速度，井底能得到很大的冲击力和水功率，从而有效地净化清洁井底，同时借

30、助于射流的冲击压力作用和漫流横推作用，使机械钻速大大提高。 4.1.2 防斜打直技术 井斜是指井眼轴线偏离了铅垂线。满眼钻具可以有效地预防井斜。井斜后需要纠斜，纠斜方法有两种，一种是钟摆法纠斜：是利用“钟摆”原理纠斜的一种方法，通过使用专用的防斜钻具组合及相应的技术措施来增大钟摆减斜力，以平衡和克服促使井斜的地层力。另一种方法利用动力钻具加弯接头或弯钻杆组合的钻具组合向原井斜的相反方面造斜，以达到纠斜的目的。 4.1.3 定向钻井技术 借助于某种造斜工具，在一定的工艺技术措施配合下，使井眼沿着预先设计的井眼轨迹钻达目的层的钻井方法叫定向钻井。定向井的造斜方法有井底动力钻具造斜，转盘钻造斜以及斜

31、井钻机造斜。 4.1.4 取芯钻井技术 利用专门的取芯工具和一定技术措施，将地下的岩石取到地面上来的一种钻井工艺。取芯工具包括取芯钻头、岩芯筒、岩芯爪、止回阀、扶正器和悬挂轴承等辅助部件。 4.1.5 完井技术 完井方法一般分为套管完井和裸眼完井两大类，共有6种方式：套管射孔完井、尾管射孔完井、先期裸眼完井、后期裸眼完井、筛管完井、砾石充填完井。 图3-1 裸眼水平井完井示意图4.1.6 钻井井控技术在钻井作业中，一旦发生井喷，就会使井下情况复杂化，无法正常钻井，被迫进行压井作业，对油气层造成不同程度的损害。同时，井喷后极易导致失控，井喷失控后，将使油气资源受到严重破坏，还易酿成火灾，造成人员

32、伤亡，设备毁坏，油气井报废，自然环境受到污染。所以，井喷失控是钻井工程中性质严重，损失巨大的灾难性事故。 4.2 钻井作业施工风险管理4.2.1 钻井作业 HSE危害和影响的确定 1.钻井作业风险识别的特征 （1）差异性；（2）严重性；（3）多样性；（4）时间性；（5）隐蔽性；（6）变化性。 2.钻井及相关作业的主要风险 （1） 共同作业风险：井喷及井喷失控可能造成地层碳氢化合物的溢出；火灾及爆炸：地层碳氢化合物的溢出，特别是轻质油、硫化氢等可燃（剧毒）气体溢出，汽油及柴油、润滑油、机油等泄漏造成火灾爆炸危险事故等； （2） 相关作业风险：测井作业风险；录井作业风险；定向井作业风险；固井作业风

33、险；试油作业风险；相关作业产生的废水、废渣、废气对环境的污染。 3.钻井作业中的主要特定危害和影响 破坏植被，火工品危害；生态环境，人身及财产安全 ；造成海洋环境局部破坏，珊瑚礁和海洋生物。 4.井喷失控的原因及危害和影响 （1）井喷失控是钻井工程中性质最严重的灾难性事故，对健康、安全与环境的危害和影响是巨大的，造成井喷失控的直接原因主要有： 1） 起钻抽吸，造成诱喷； 2） 起钻不灌钻井液或没有及时灌满； 3） 未能准确地发现溢流； 4） 发现溢流后处理措施不当或井口不安装防喷器； 5） 井控设备的安装及试压不符合要求； 6） 井身结构设计不合理； 7） 对浅气层的危害缺乏足够的认识； 8）

34、 地质设计未能提供准确的地层孔隙压力资料，使用了低密度钻井液，钻井液柱压力低于地层孔隙压力； 9） 空井时间过长，又无人观察井口； 10） 钻遇漏失层段未能及时处理或处理措施不当； 11） 相邻注水井不停或未减压； 12） 思想麻痹，违章操作。 （2）井喷失控的危害和影响包括以下几个方面： 1） 打乱正常的工作秩序，影响全局生产； 2） 使钻井事故复杂化，处理难度增加； 3） 井喷失控极易引起火灾，危及井场人员及周围居民的生命安全； 4） 喷出的油、气、水及有害物质（如硫化氢）会造成严重的环境污染，危及人员的健康和安全； 5） 伤害油气层，破坏地下油气资源； 6） 井喷着火，造成机毁人亡和油气

35、井报废，带来巨大的经济损失； 7） 涉及面广，在国际、国内造成不良的社会影响。 4.2.2钻井作业HSE风险削减措施 1. 措施内容 制定钻井活动中的风险管理措施，是达到风险控制目标、保证风险削减措施的落实以及顺利实施钻井活动的重要保证，主要包括以下内容： （1） 建立完善的钻井HSE风险防范保障体系和运行机制，保证有关风险削减措施的实施； （2）组织落实风险防范和削减措施必备的人、财、设备等必备条件和手段，并制定有关保护设备、工具的配置和采购计划； （3） 识别钻井活动中各个阶段和不同工艺施工作业中可能产生的HSE风险，制定防止和削减措施； （4） 制定钻井作业中各种险情和危害发生的应急反应

36、计划以减少影响； （5） 钻井安全生产管理措施应形成文件，以规定、制度和条例形式下发，指导钻井安全生产； （6） 制定危害影响和恢复措施； （7） 对提出的风险防范、削减和恢复措施也可能产生的危害进行再识别和评估，以确定这些措施在风险控制目标中的作用； （8） 监控措施。 2. 建立安全生产指南 主要制定以下安全生产指南：钻井作业安全规程、常规钻井安全技术规程、含硫油气田安全钻井法、钻井设备拆装安全规定、关井操作程序、井场动火管理、井场用电安全规程等。 3.钻井HSE管理监测 实施钻井风险削减措施，还必须对有关情况进行监测（包括检查、测试等），并建立和保存相应结果与记录。 （1） 对钻井队现场

37、的监测检查包括但不限于以下范围：HSE管理实施情况；各项安全规程、标准执行情况；各种设备、设施的安全技术性，运行及维护保养情况；自动报警装置及安全防护装置的配置、性能、运行及维护保养情况；应急措施落实情况，应急设备的配置、维护保养情况；员工HSE培训，应急演习情况；医疗设备、药品的配备及使用情况；井场、营地环保规定的执行情况、废物回收、污水处理、环境破坏后的恢复等；宿舍、餐厅、厨房、厕所、浴室的卫生情况。 （2） 检查的对象与内容： 1）对钻井队HSE管理的检查（包括但不限于）：HSE管理机构及职责；HSE管理体系运行；HSE管理的规章制度建立及执行；钻井作业HSE指导书、计划书、检查表；对员

38、工的HSE宣传、教育和培训；危险部位的警示标志或警示牌；例行的HSE检查。 2）对钻井队员工的检查（包括但不限于）：HSE管理知识；特殊岗位的持证情况；HSE方面的培训；紧急情况下控制处理险情的技能；紧急情况下个人防护能力；控制险情的设备、工具（如不同类型的灭火器）的使用；劳保用品的穿戴；是否会使用个人防护器材（如空气呼吸器等）；员工的健康状况等。 3）对钻井及HSE设备、设施的检查（包括但不限于）：设备、设施安装是否符合有关技术、安全规定要求；设备、设施运行是否良好、完整性如何；设备、设施的安全防护装置是否齐全有效；消防设施、灭火器材等是否配备齐全有效。 4）设备、设施具体的检查内容按有关规

39、定进行，对有关的设备装置，如井控设备要进行测试。 5）营地的检查：安全距离、电气线路、消防器材及周边环境等。 6）医疗设施及药械的检查：卫生员资质、常规及急救药品、设施等。 另外，削减钻井作业HSE的风险还包括配备控制和消除危害的设备、仪器、工具、防护装置以及安全劳保用品等硬件的配置和保证钻井设备、设施的完整性及有效使用措施。 4.2.3钻井作业HSE应急反应计划 1. 钻井作业HSE应急分类根据钻井作业的工艺特点和作业环境特点，应急反应可分为5大类 ：（1）钻井作业中的突发事件；（2）人身伤害事故；（3）急性中毒；（4）有害物质泄漏；（5）自然灾害。 2.钻井作业HSE应急计划内容 （1）应

40、急反应工作的组织和职责； （2）参与应急工作的人员； （3）环境调查报告； （4）应急设备、物资、器材的准备； （5）应急实施程序； （6）现场培训及模拟演习计划； （7）紧急情况报告程序、联络人员和联络方法； （8）应急抢险防护设备、设施布置图；（9）井场及营区逃生路线图；（10）简易交通图等。 3.钻井作业过程中紧急情况下的应急程序清单（包括但不限于） （1）火灾及爆炸应急程序； （2）硫化氢防护应急程序； （3）井涌、井喷应急程序； （4）油料、燃料及其他有毒物质泄漏应急程序； （5）放射性物质落井的处理应急程序； （6）恶劣天气应急程序； （7）现场医疗急救程序。 第5章 钻井设计软件

41、及应用随着油田勘探开发对钻井新技术、新工艺的需求和钻井技术的进步,高难度井的数量不断增多,为满足钻井计及现场施工要求,引进了LANDMARK公司的COMPASS、WELLPLAN应用软件。这两套软件功能强大,较好地满足了油田近两年来高难度井的设计及施工要求。提高了钻井设计和现场施工的技术水平,解决了原来存在的钻井难题,提高了生产效率,降低了钻井成本。更重要的是能为领导层提供可靠的决策依据,并将科技转化成生产力。我们小组在钻井研究院工作人员地指导下，利用两周的时间，学习了这两种软件的主要功能特点、设计施工难点、它们在施工中的应用以及效益分析。5.1 软件主要功能特点COMPASS应用软件(计算机

42、辅助设计和测量分析系统)能进行复杂井眼轨迹设计和分析,支持多目标水平井设计,数据编辑、数据输入及图形显示完全一体化。可观察到井眼轨迹动态变化;可根据特定的条件(包括狗腿、连续增斜和扭方位剖面类型)制定好计划,按计划进行施工;测量数据可以用工业标准方法进行输入和处理,该软件提供了井眼轨迹控制功能,用户可据此在早期轨迹设计及施工轨迹跟踪过程中发现问题,帮助现场决策,从而加快钻井速度,降低钻井成本。该软件的设计功能强大,除可进行多目标水平井的设计外,还可进行侧钻井的设计,能用多种方法进行井眼的防碰扫描分析。可进行多种剖面类型和参数的井眼轨道设计,能够进行必要的轨迹优化设计,比如按最小井深或最小钻井成本优选井眼轨迹。可对同一口井预设计出多套设计方案,最终选择一种相对合理的井身剖面。能够在施工中的任何井底位置进行待钻井眼设计,并与上部数据相连