鉆井作業(yè)施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目基本信息本工程為某油田開發(fā)井鉆井項(xiàng)目，設(shè)計(jì)井深3883米，采用四開井身結(jié)構(gòu)，全井段預(yù)計(jì)鉆井周期65天。項(xiàng)目位于油氣資源富集區(qū)域，目的層為侏羅系沙溪廟組，設(shè)計(jì)日產(chǎn)原油能力50噸。施工區(qū)域地形以平原為主，地面海拔230-250米，周邊5公里范圍內(nèi)無大型居民區(qū)及敏感設(shè)施，符合井場選址安全距離要求。1.2地質(zhì)條件根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，本井區(qū)地層自地表向下依次為：0-60米：第四系松散土層，主要由砂質(zhì)黏土組成，易垮塌60-700米：白堊系砂巖與泥巖互層，存在3處易漏失層段700-2150米：三疊系灰?guī)r地層，局部含石膏層，存在鹽膏層蠕變風(fēng)險2150-2886米：二疊系玄武巖，巖石硬度達(dá)8-10級，鉆進(jìn)難度大2886-3883米：侏羅系砂巖儲層，孔隙度12-18%，滲透率10-50mD，含硫化氫氣體（預(yù)測含量50-200ppm）1.3工程技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目一開二開三開四開井段(m)0-6060-700700-28862886-3883鉆頭尺寸(mm)349.3311.1215.9152.4套管尺寸(mm)339.7244.5177.8114.3水泥返高地面200m1800m2800m鉆井液體系膨潤土漿聚合物鉆井液油基鉆井液抗鹽鉆井液二、施工組織與管理2.1組織機(jī)構(gòu)設(shè)置項(xiàng)目經(jīng)理部下設(shè)五個專業(yè)部門，實(shí)行三級管理體系：工程技術(shù)部：配備鉆井工程師3人、地質(zhì)工程師2人、泥漿工程師2人，負(fù)責(zé)施工方案編制、技術(shù)交底及現(xiàn)場指導(dǎo)安全質(zhì)量部：設(shè)HSE監(jiān)督2人、質(zhì)量檢查員2人，實(shí)施全過程安全監(jiān)管和質(zhì)量控制設(shè)備物資部：配置設(shè)備管理員3人、材料員2人，負(fù)責(zé)設(shè)備維護(hù)及物資保障生產(chǎn)運(yùn)行部：包含調(diào)度員2人、司鉆4人，實(shí)行24小時輪班作業(yè)制度后勤保障部：負(fù)責(zé)營地管理、醫(yī)療急救及應(yīng)急物資儲備2.2施工隊(duì)伍配置鉆井隊(duì)：定員45人，分3個班組，每班15人（包含司鉆1人、副司鉆2人、鉆工8人、井架工2人、泥漿工2人）技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)：定向工程師2人、測井工程師2人、固井工程師1人，提供專業(yè)技術(shù)支持應(yīng)急小組：由12人組成，包含專職安全員、醫(yī)療急救員及設(shè)備搶修人員2.3施工進(jìn)度計(jì)劃施工階段工期(天)主要工作內(nèi)容鉆前工程7井場平整、設(shè)備安裝、水電接入一開作業(yè)3鉆進(jìn)至60米、下表層套管、固井二開作業(yè)15鉆進(jìn)至700米、下技術(shù)套管、固井三開作業(yè)22定向造斜、水平段鉆進(jìn)至2886米四開作業(yè)15儲層段鉆進(jìn)、完井電測、下生產(chǎn)套管完井作業(yè)6射孔、測試、井口裝置安裝驗(yàn)收撤離2場地恢復(fù)、資料整理、竣工驗(yàn)收三、鉆井作業(yè)流程3.1鉆前工程3.1.1井場布置井場占地面積150m×120m，按功能分區(qū)設(shè)置：鉆井作業(yè)區(qū)：位于井場中央，布置鉆機(jī)、井架及循環(huán)系統(tǒng)，設(shè)置1.5m高防滲圍堰泥漿處理區(qū)：配備5個泥漿罐（總?cè)莘e500m3）、振動篩、除砂器等凈化設(shè)備固控系統(tǒng)區(qū)：安裝四級固控設(shè)備，含2臺離心機(jī)、4臺除砂器、6臺振動篩材料堆放區(qū)：劃分鉆具存放區(qū)、套管區(qū)、水泥區(qū)，各類材料間距不小于3m生活區(qū)：距井口300m處設(shè)置營地，配備宿舍、食堂、浴室等設(shè)施，滿足45人住宿需求3.1.2設(shè)備安裝鉆機(jī)選用ZJ70D電動鉆機(jī)，安裝執(zhí)行以下標(biāo)準(zhǔn)：井架安裝：采用整體起升法，天車、轉(zhuǎn)盤、井口中心三點(diǎn)一線偏差≤10mm底座安裝：水平度誤差≤0.5°，各連接螺栓扭矩達(dá)3500N·m傳動系統(tǒng)：皮帶輪對中偏差≤2mm，皮帶張緊度以按壓撓度15-20mm為宜電氣系統(tǒng)：安裝防爆配電箱，接地電阻≤4Ω，電纜架空高度≥2.5m井控設(shè)備：按SY/T5964標(biāo)準(zhǔn)安裝，含環(huán)形防噴器、雙閘板防噴器及節(jié)流壓井管匯3.2鉆井作業(yè)各階段施工3.2.1一開作業(yè)（0-60m）鉆具組合：Φ349.3mm三牙輪鉆頭+Φ425mm擴(kuò)大器+Φ197mm鉆鋌3根+Φ127mm鉆桿鉆井參數(shù)：鉆壓80-100kN，轉(zhuǎn)速60r/min，排量30L/s，泵壓8-10MPa施工要點(diǎn)：采用清水鉆井液開鉆，逐步加入膨潤土造漿，控制黏度≤30s每鉆進(jìn)2m取樣一次，繪制地層柱狀圖鉆至設(shè)計(jì)井深后循環(huán)洗井30min，確保井眼清潔下入339.7mm表層套管，采用剛性扶正器，間距10m/個固井采用G級水泥，替漿量精確計(jì)算，確保水泥返至地面，侯凝12h后進(jìn)行試壓，試壓值10MPa/30min壓降≤0.5MPa3.2.2二開作業(yè)（60-700m）鉆具組合：Φ311.1mmPDC鉆頭+Φ197mm非磁鉆鋌1根+Φ310mm穩(wěn)定器2個+Φ178mm螺旋鉆鋌3根+Φ127mm加重鉆桿21根鉆井參數(shù)：鉆壓120-150kN，轉(zhuǎn)速80r/min，排量35L/s，泵壓12-15MPa施工要點(diǎn)：采用聚合物鉆井液體系，性能指標(biāo)控制：密度1.15-1.25g/cm3，黏度45-55s，API失水≤5mL每50m測斜一次，井斜超過1°立即采取吊打措施糾斜在350m、520m兩個漏失層段，加入隨鉆堵漏劑（核桃殼+云母片，濃度5-8%）鉆至700m后進(jìn)行電測，確定套管下入深度下入244.5mm技術(shù)套管，固井采用雙級注水泥工藝，水泥漿密度1.85g/cm3，頂部加20m泡沫水泥減輕液3.2.3三開作業(yè)（700-2886m）定向段鉆具組合：Φ215.9mmPDC鉆頭+Φ172mm單彎螺桿（1.25°）+MWD短節(jié)+Φ159mm無磁鉆鋌+Φ127mm加重鉆桿27根鉆井參數(shù)：定向段鉆壓60-80kN，排量28L/s，造斜率控制15°/100m施工要點(diǎn)：轉(zhuǎn)換為油基鉆井液體系，密度1.30-1.45g/cm3，黏度60-70s，切力20/40Pa自2150m開始定向造斜，采用"直-增-穩(wěn)"三段式剖面設(shè)計(jì)每10m測量一次井眼軌跡，全角變化率控制≤15°/100m鉆遇玄武巖地層時，采用孕鑲金剛石鉆頭，降低轉(zhuǎn)速至40r/min，提高鉆壓至180kN下177.8mm套管前進(jìn)行通井，通井規(guī)直徑為套管內(nèi)徑的90%，長度2m固井采用尾管懸掛技術(shù)，水泥漿返至1800m，侯凝48h后試壓15MPa3.2.4四開作業(yè)（2886-3883m）鉆具組合：Φ152.4mmPDC鉆頭+Φ127mm單彎螺桿（1°）+LWD短節(jié)+Φ120mm無磁鉆桿+Φ101.6mm加重鉆桿45根鉆井參數(shù)：鉆壓40-60kN，轉(zhuǎn)速100r/min，排量20L/s，泵壓18-22MPa施工要點(diǎn)：使用抗鹽鉆井液體系，密度1.40-1.55g/cm3，含硫抑制劑濃度≥2%安裝硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)，設(shè)定一級報警值10ppm，二級報警值20ppm儲層段鉆進(jìn)采用"輕壓快鉆"工藝，機(jī)械鉆速控制在1.5-2.0m/h每50m取心一次，心長≥0.8m，收獲率≥90%完鉆后進(jìn)行全套測井，包括電阻率、聲波時差、密度等12項(xiàng)測井項(xiàng)目下114.3mm生產(chǎn)套管，采用套管外封隔器+分級箍固井工藝3.3固井作業(yè)3.3.1固井設(shè)計(jì)水泥漿體系：采用G級高抗硫水泥+微硅+緩凝劑，密度1.90-2.05g/cm3添加劑：加入2%膨脹劑、1%降失水劑、0.5%消泡劑頂替效率：采用紊流頂替，排量≥1.5m3/min，頂替量附加10%施工壓力：控制在套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度的80%以內(nèi)3.3.2固井施工流程下套管前通井、刮管，確保井眼暢通套管串按設(shè)計(jì)組合，每根套管涂抹螺紋脂，扭矩達(dá)到規(guī)定值安裝浮箍、浮鞋，下至預(yù)定深度后循環(huán)鉆井液連接水泥頭，替入前置液（10m3）、水泥漿、后置液（5m3）碰壓后穩(wěn)壓30min，壓力保持在15MPa候凝期間每2h監(jiān)測井口壓力，發(fā)現(xiàn)異常立即處理3.4鉆井液管理3.4.1鉆井液性能控制鉆井階段密度(g/cm3)黏度(s)API失水(mL)動切力(Pa)靜切力(Pa)含砂量(%)一開1.05-1.1025-30≤88-123/5≤1.0二開1.15-1.2545-55≤515-205/10≤0.5三開1.30-1.4560-70≤320-258/15≤0.3四開1.40-1.5555-65≤418-226/12≤0.33.4.2鉆井液處理措施配備5個泥漿罐，實(shí)行"一罐循環(huán)、四罐沉淀"制度固相控制：使用四級凈化設(shè)備，控制鉆井液中固相含量≤15%鉆井液維護(hù)：每班測定性能3次，根據(jù)結(jié)果及時調(diào)整處理劑加量儲備足夠鉆井液材料：膨潤土200t、重晶石500t、各類處理劑50t四、安全控制措施4.1井控管理4.1.1井控設(shè)備配置井口裝置：2FZ35-35型防噴器組（含環(huán)形防噴器1個、雙閘板防噴器2個）節(jié)流壓井系統(tǒng)：配備2套節(jié)流管匯，工作壓力35MPa監(jiān)測系統(tǒng)：安裝泥漿池液面監(jiān)測儀、鉆井液出口流量傳感器鉆井液加重系統(tǒng)：配備2臺自動加重裝置，加重能力≥50t/h4.1.2井控作業(yè)要求鉆開油氣層前進(jìn)行井控演練，每周至少1次，合格率100%進(jìn)入含硫地層前，鉆井液中加入硫化氫清除劑，濃度≥0.5%實(shí)行"坐崗制度"，專人監(jiān)測鉆井液性能及井口壓力變化發(fā)現(xiàn)溢流立即關(guān)井，關(guān)井程序執(zhí)行"四七動作"：發(fā)出警報，停止鉆進(jìn)上提鉆具，使鉆具接頭避開轉(zhuǎn)盤開平板閥，關(guān)防噴器關(guān)節(jié)流閥，試關(guān)井錄取關(guān)井立壓、套壓及鉆井液增量4.2硫化氫防護(hù)監(jiān)測系統(tǒng)：在井口、鉆臺、泥漿池等位置安裝4臺硫化氫檢測儀，量程0-1000ppm防護(hù)設(shè)備：配備正壓式呼吸器20臺，備用氣瓶40個，空氣壓縮機(jī)2臺應(yīng)急措施：硫化氫濃度達(dá)到20ppm時，立即啟動應(yīng)急程序，人員撤離至上風(fēng)方向醫(yī)療準(zhǔn)備：現(xiàn)場配備硫化氫解毒劑（亞硝酸鈉注射液）及心臟除顫儀4.3設(shè)備安全管理4.3.1鉆具管理鉆具入井前進(jìn)行100%探傷檢測，不合格者立即更換鉆桿每使用100h進(jìn)行一次扭矩檢查，絲扣涂抹專用螺紋脂建立鉆具檔案，記錄使用次數(shù)、累計(jì)進(jìn)尺及檢測結(jié)果鉆鋌、加重鉆桿等關(guān)鍵部件，使用期限不超過2000h4.3.2電氣安全井場電氣設(shè)備符合SY/T5727標(biāo)準(zhǔn)，防爆等級不低于ExdⅡBT4實(shí)行"一機(jī)一閘一保護(hù)"，漏電保護(hù)器動作電流≤30mA定期檢測接地系統(tǒng)，接地電阻≤4Ω，防雷裝置每年檢測2次電纜架空高度≥2.5m，穿越道路處加保護(hù)管4.4應(yīng)急管理4.4.1應(yīng)急預(yù)案編制12項(xiàng)專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，包括井噴、火災(zāi)、硫化氫泄漏等配備應(yīng)急物資庫，包含：井控類：液壓剪切器2臺、搶噴工具1套消防類：泡沫滅火器10臺、消防沙20m3、消防水帶500m醫(yī)療類：急救箱5個、擔(dān)架2副、氧氣袋10個通訊類：衛(wèi)星電話2部、對講機(jī)15臺4.4.2應(yīng)急演練每月組織1次綜合應(yīng)急演練，每次演練時長不少于2h演練內(nèi)容包括：井噴處置、人員疏散、醫(yī)療救護(hù)等科目演練結(jié)束后進(jìn)行評估總結(jié)，持續(xù)改進(jìn)應(yīng)急預(yù)案建立應(yīng)急通訊網(wǎng)絡(luò)，確保與當(dāng)?shù)貞?yīng)急救援中心聯(lián)絡(luò)暢通五、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)5.1鉆井質(zhì)量要求井身質(zhì)量：井斜角≤1°/100m，全角變化率≤15°/100m固井質(zhì)量：水泥返高符合設(shè)計(jì)要求，聲幅測井合格率≥90%取心質(zhì)量：收獲率≥90%，巖心描述準(zhǔn)確率100%井口質(zhì)量：套管頭安裝水平偏差≤5mm，試壓合格5.2質(zhì)量檢測措施每100m進(jìn)行一次井徑測量，確保井眼規(guī)則固井后48h進(jìn)行聲波變密度測井，評價固井質(zhì)量完井電測項(xiàng)目齊全，測井曲線合格率≥95%建立質(zhì)量問題整改臺賬，實(shí)行"三不放過"原則六、環(huán)境保護(hù)措施6.1污染防控廢水處理：設(shè)置3級沉淀池（總?cè)莘e300m3），鉆井廢水處理后回用率≥80%固廢處理：巖屑、廢棄泥漿等固廢集中存放，采用固化處理后運(yùn)至指定填埋場廢氣處理：配備2臺火炬燃燒裝置，處理鉆井過程中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w噪聲控制：鉆井設(shè)備安裝隔音罩，場界噪聲控制在晝間≤70dB，夜間≤55dB6.2生態(tài)保護(hù)井場周邊設(shè)置20m寬防護(hù)林帶，種植本地樹種施工期避開當(dāng)?shù)匾吧鷦游锓敝臣竟?jié)（3-5月）作業(yè)結(jié)束后進(jìn)行土地復(fù)墾，復(fù)墾率達(dá)到100%制定環(huán)境監(jiān)測計(jì)劃，定期監(jiān)測土壤、水質(zhì)及空氣質(zhì)量七、施工保障措施7.1物資保障建立物資儲備庫，儲備關(guān)鍵鉆具3套、備用鉆頭10個、各類油料50t與供應(yīng)商簽訂應(yīng)急供貨協(xié)議，確保泥漿材料24h內(nèi)送達(dá)實(shí)行材料驗(yàn)收制