鉆井工程操作手冊(cè)前言本操作手冊(cè)旨在為鉆井工程現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員、技術(shù)人員及管理人員提供系統(tǒng)、規(guī)范且實(shí)用的操作指引，涵蓋鉆井工程全流程的技術(shù)要求、安全規(guī)范與管理要點(diǎn)。手冊(cè)依據(jù)《石油天然氣鉆井工程施工規(guī)范》（SY/T5964）、《鉆井井控技術(shù)規(guī)程》（SY/T6426）等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制，適用于陸地及海洋常規(guī)油氣鉆井、地?zé)徙@井、水井鉆井等工程場(chǎng)景，可作為作業(yè)培訓(xùn)、現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)及質(zhì)量管控的核心參考文件。第一章鉆井工程前期準(zhǔn)備1.1井位勘察與設(shè)計(jì)1.1.1地質(zhì)勘察開展區(qū)域地質(zhì)調(diào)研，分析目標(biāo)地層的巖性、孔隙度、滲透率及壓力系統(tǒng)，明確含油氣（或水源）層位埋深、厚度及鄰層關(guān)系。采用物探（地震、電法）、化探等手段圈定有利構(gòu)造，結(jié)合鄰井資料評(píng)估井漏、井噴、地層蠕變等風(fēng)險(xiǎn)。1.1.2井位選址避開生態(tài)敏感區(qū)（如自然保護(hù)區(qū)、飲用水源地）、地下管網(wǎng)及文物保護(hù)區(qū)，滿足《鉆井工程環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范》（SY/T6788）的距離要求?？紤]地形坡度（≤15°為宜）、交通便利性及設(shè)備進(jìn)場(chǎng)條件，預(yù)留應(yīng)急通道與消防空間。1.1.3鉆井設(shè)計(jì)編制井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)地層壓力剖面，確定表層套管、技術(shù)套管及生產(chǎn)套管的尺寸、下入深度，確保套管鞋坐封于穩(wěn)定地層，滿足井控安全系數(shù)（通?！?.5）。鉆井液設(shè)計(jì)：結(jié)合地層特性選擇鉆井液體系（水基、油基或合成基），明確密度、黏度、失水等關(guān)鍵參數(shù)，兼顧攜巖、護(hù)壁與儲(chǔ)層保護(hù)需求。施工進(jìn)度計(jì)劃：細(xì)化開鉆、二開、固井、完井等節(jié)點(diǎn)工期，預(yù)留復(fù)雜地層（如鹽膏層、破碎帶）的處置緩沖期。1.2設(shè)備選型與調(diào)試1.2.1鉆機(jī)系統(tǒng)依據(jù)井深、最大鉆壓及地層硬度選擇鉆機(jī)型號(hào)（如ZJ30、ZJ50），配套天車、游車、大鉤等提升系統(tǒng)，確保額定載荷≥1.2倍最大鉆柱重量。動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)先采用柴油發(fā)電機(jī)組或電網(wǎng)供電，配備應(yīng)急發(fā)電裝置，保證連續(xù)作業(yè)能力。1.2.2泥漿泵與循環(huán)系統(tǒng)泥漿泵排量需滿足“鉆頭水功率≥地層破巖閾值”，通常選擇雙泵并聯(lián)（如F-1600型），泵壓儲(chǔ)備系數(shù)≥1.2。安裝振動(dòng)篩、除砂器、除泥器、離心機(jī)等固控設(shè)備，確保鉆井液含砂量≤0.5%，固相顆粒≤10μm。1.2.3井控設(shè)備配備與井口尺寸匹配的防噴器組（環(huán)形防噴器+閘板防噴器），壓力等級(jí)≥地層破裂壓力，定期進(jìn)行試壓檢測(cè)（每月一次）。安裝節(jié)流壓井管匯，具備遠(yuǎn)程控制功能，節(jié)流閥調(diào)節(jié)精度≤0.5MPa。1.2.4設(shè)備調(diào)試空載試運(yùn)行：檢查鉆機(jī)起升、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，泥漿泵壓力、排量的線性度，井控設(shè)備的開關(guān)靈活性。帶載測(cè)試：以設(shè)計(jì)鉆壓的80%進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，驗(yàn)證設(shè)備聯(lián)動(dòng)性，記錄關(guān)鍵參數(shù)（如扭矩、泵壓波動(dòng)）。1.3材料與工具準(zhǔn)備1.3.1鉆具與套管鉆桿選用API標(biāo)準(zhǔn)（如E75、S135鋼級(jí)），逐根進(jìn)行無損探傷，絲扣涂抹專用密封脂，庫(kù)存時(shí)避免腐蝕、變形。套管按設(shè)計(jì)要求定尺加工，螺紋采用偏梯形或直連型，出廠前需通過靜水壓試驗(yàn)（壓力≥1.5倍額定工作壓力）。1.3.2鉆井液材料水基鉆井液：儲(chǔ)備膨潤(rùn)土、純堿、降濾失劑（如PAC）、潤(rùn)滑劑（如石墨粉），用量按“鉆井液總量×1.2”儲(chǔ)備。油基鉆井液：準(zhǔn)備基礎(chǔ)油、乳化劑、加重劑（如重晶石粉），設(shè)置專用儲(chǔ)存罐，遠(yuǎn)離火源。1.3.3井下工具鉆頭：根據(jù)地層巖性選擇（牙輪鉆頭頂?shù)貞?yīng)力、PDC鉆頭適用于軟-中硬地層），備用數(shù)量≥2只。隨鉆工具：MWD/LWD設(shè)備需提前標(biāo)定，電池續(xù)航能力≥168小時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸成功率≥95%。第二章鉆井設(shè)備操作規(guī)范2.1鉆機(jī)操作2.1.1起升系統(tǒng)掛合游車大鉤時(shí)，檢查鋼絲繩排列是否整齊，繩卡數(shù)量（≥3個(gè)）及間距（≥10倍繩徑）符合要求。起下鉆時(shí)，速度控制：空井段≤0.5m/s，帶鉆柱時(shí)≤0.3m/s，接近井口/井底時(shí)減速至≤0.1m/s。2.1.2旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)開泵前確認(rèn)轉(zhuǎn)盤鎖定，啟動(dòng)后逐步提鉆壓，避免“頓鉆”（鉆壓突變≤50kN）。鉆進(jìn)時(shí)監(jiān)控扭矩：正常地層扭矩波動(dòng)≤±10%，若超過20%需停鉆檢查（如鉆頭泥包、井下落物）。2.1.3動(dòng)力系統(tǒng)柴油機(jī)啟動(dòng)前檢查機(jī)油、水溫，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)3分鐘后加載，負(fù)荷率≤85%，避免長(zhǎng)時(shí)間滿負(fù)荷運(yùn)行。發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，頻率差≤0.5Hz，電壓差≤5%，同步后逐步轉(zhuǎn)移負(fù)荷。2.2泥漿泵操作2.2.1啟動(dòng)與停泵啟動(dòng)前打開泵腔放空閥，排出空氣，點(diǎn)動(dòng)確認(rèn)活塞運(yùn)行方向，待泵壓穩(wěn)定后關(guān)閉放空閥。停泵前先降低排量，打開回流閥卸壓，嚴(yán)禁帶壓停泵。2.2.2參數(shù)調(diào)節(jié)排量調(diào)節(jié)：通過泵沖次（____沖/分）或缸套直徑（____mm）調(diào)整，確保鉆頭噴嘴流速≥15m/s。泵壓控制：正常鉆進(jìn)時(shí)泵壓波動(dòng)≤±0.5MPa，若驟降需檢查管線刺漏、鉆頭水眼堵塞。2.3固控設(shè)備操作2.3.1振動(dòng)篩篩布目數(shù)根據(jù)鉆井液密度選擇（低密度用100目，高密度用150目），安裝時(shí)張緊度適中（下垂量≤5mm）。每班次清理篩布上的巖屑，避免堵塞，若篩布破損需立即更換。2.3.2離心機(jī)啟動(dòng)前檢查轉(zhuǎn)鼓平衡，進(jìn)料速度≤設(shè)計(jì)值的80%，待分離效果穩(wěn)定后逐步提量。分離出的固相（如重晶石）需回收，液相返回鉆井液罐，確?；厥章省?0%。2.4井控設(shè)備操作2.4.1防噴器開關(guān)環(huán)形防噴器：關(guān)閉時(shí)泵壓≤10.5MPa，開井后需泄壓至0，避免長(zhǎng)期承壓損壞膠芯。閘板防噴器：開關(guān)前確認(rèn)鉆具尺寸與閘板型號(hào)匹配，關(guān)閉后檢查旁通閥是否打開，防止憋壓。2.4.2節(jié)流壓井井涌時(shí)啟動(dòng)節(jié)流閥，控制套壓≤最大允許關(guān)井壓力（MAASP），壓井液密度按“原漿密度+（套壓/9.8）”計(jì)算。壓井過程中每循環(huán)一周，檢測(cè)進(jìn)出口密度差≤0.02g/cm3，確保壓井徹底。第三章鉆井施工核心流程3.1開鉆與鉆進(jìn)作業(yè)3.1.1一開作業(yè)安裝表層套管導(dǎo)向裝置，開鉆時(shí)排量≥設(shè)計(jì)值的1.2倍，確保井眼清潔，鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后循環(huán)洗井30分鐘。下套管前通井，通井規(guī)外徑≥套管內(nèi)徑的95%，下放速度≤0.2m/s，遇阻時(shí)禁止硬壓。3.1.2二開及后續(xù)鉆進(jìn)換鉆頭后先小排量開泵（≤50%設(shè)計(jì)排量），待井眼返出鉆井液后逐步提量，防止井漏。鉆進(jìn)參數(shù)優(yōu)化：軟地層（如泥巖）采用高轉(zhuǎn)速（____rpm）、低鉆壓（____kN）；硬地層（如花崗巖）采用低轉(zhuǎn)速（40-60rpm）、高鉆壓（____kN）。3.1.3井眼軌跡控制定向井：通過MWD實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井斜角（≤3°/100m）、方位角，調(diào)整鉆具組合（如彎螺桿+穩(wěn)定器），確保狗腿度≤6°/100m。水平井：進(jìn)入水平段前提前增斜，造斜率≤10°/100m，水平段井眼軌跡偏差≤±0.5m。3.2固井作業(yè)3.2.1套管準(zhǔn)備套管串按“引鞋+套管+浮箍+套管+聯(lián)頂節(jié)”順序組裝，絲扣上緊扭矩≥設(shè)計(jì)值的90%，浮箍需進(jìn)行密封性測(cè)試（充氣壓力≥3MPa，保壓10分鐘無泄漏）。3.2.2注水泥施工前置液：用量為環(huán)空體積的1.2倍，密度≤水泥漿密度-0.05g/cm3，確保沖洗井壁。水泥漿：采用雙機(jī)供漿，密度誤差≤0.02g/cm3，頂替量精確計(jì)算（套管內(nèi)容積+環(huán)空體積-水泥塞體積），頂替效率≥95%。3.2.3候凝與試壓候凝時(shí)間：油井水泥≥48小時(shí)，氣井水泥≥72小時(shí)，期間禁止碰壓、活動(dòng)套管。試壓：套管試壓壓力為額定工作壓力的1.2倍，穩(wěn)壓30分鐘，壓降≤0.5MPa為合格。3.3完井作業(yè)3.3.1鉆具起出與井筒清理起鉆前循環(huán)鉆井液2周，確保井眼清潔，起鉆速度≤0.3m/s，每柱鉆桿灌鉆井液（量為環(huán)空體積的1.1倍），防止井壁坍塌。通井：采用與生產(chǎn)套管內(nèi)徑匹配的通井規(guī)，通井至人工井底，記錄阻卡點(diǎn)位置。3.3.2完井測(cè)試油井：進(jìn)行產(chǎn)能測(cè)試（如DST測(cè)試），記錄日產(chǎn)液、氣油比、含水等參數(shù)，評(píng)估儲(chǔ)層產(chǎn)能。水井：抽水試驗(yàn)，穩(wěn)定流量下測(cè)量動(dòng)水位、靜水位，計(jì)算出水量與滲透系數(shù)。3.3.3井口裝置安裝安裝采油樹（或井口房），法蘭連接螺栓對(duì)稱上緊，井口壓力等級(jí)與套管一致，安裝后進(jìn)行整體試壓（壓力≥1.5倍工作壓力）。第四章安全操作與應(yīng)急管理4.1安全操作規(guī)范4.1.1井場(chǎng)安全井場(chǎng)布局：值班房、鍋爐房距井口≥30m，油罐區(qū)距井口≥50m，設(shè)置環(huán)形消防通道（寬度≥4m）。用電安全：防爆電器接地電阻≤4Ω，臨時(shí)電纜架空高度≥2.5m，嚴(yán)禁私拉亂接。4.1.2高空作業(yè)2m以上作業(yè)必須系安全帶，使用防墜器，工具放置在工具袋內(nèi)，嚴(yán)禁拋擲。遇6級(jí)以上大風(fēng)、雨雪天氣，停止高空作業(yè)。4.1.3受限空間作業(yè)進(jìn)入泥漿罐、套管倉(cāng)等受限空間前，強(qiáng)制通風(fēng)≥30分鐘，檢測(cè)氧氣含量（19.5%-23.5%）、可燃?xì)怏w濃度（≤爆炸下限的10%）。作業(yè)時(shí)專人監(jiān)護(hù)，配備應(yīng)急逃生繩與氣體檢測(cè)儀。4.2應(yīng)急處置流程4.2.1井漏處置發(fā)現(xiàn)井漏（出口排量＜進(jìn)口排量），立即降低排量（至設(shè)計(jì)值的50%），泵入隨鉆堵漏劑（如核桃殼+纖維+交聯(lián)劑），堵漏后逐步提排量。若漏失嚴(yán)重（日漏失量＞100m3），起鉆至安全井段，注入水泥塞封堵漏層。4.2.2井噴處置一級(jí)井噴（溢流）：關(guān)井，記錄套壓、立壓，啟動(dòng)壓井程序，按“司鉆法”或“工程師法”壓井。二級(jí)井噴（井涌）：?jiǎn)?dòng)應(yīng)急關(guān)井程序，通知周邊人員撤離，向應(yīng)急指揮中心報(bào)告，準(zhǔn)備壓井材料。三級(jí)井噴（井噴失控）：立即撤離井場(chǎng)，設(shè)置警戒區(qū)，調(diào)用專業(yè)壓井隊(duì)伍，采用“壓裂封井”或“定向井救援”技術(shù)。4.2.3火災(zāi)爆炸處置初期火災(zāi)：使用干粉滅火器（≥5kg）、消防砂撲滅，嚴(yán)禁用水撲滅油基鉆井液火災(zāi)。爆炸后：檢查設(shè)備損壞情況，切斷電源，防止次生災(zāi)害，配合專業(yè)隊(duì)伍處置。第五章設(shè)備維護(hù)與故障處理5.1日常維護(hù)5.1.1鉆機(jī)維護(hù)提升系統(tǒng)：每周檢查鋼絲繩磨損（斷絲數(shù)≤總絲數(shù)的10%），每月潤(rùn)滑天車滑輪軸承。旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)：每班清理轉(zhuǎn)盤面油污，每周檢查齒輪嚙合間隙（≤0.5mm），每月更換機(jī)油。5.1.2泥漿泵維護(hù)活塞與缸套：每鉆進(jìn)500m檢查磨損（活塞外徑磨損≤1mm，缸套內(nèi)徑磨損≤0.5mm），及時(shí)更換。凡爾總成：每班清洗凡爾體與凡爾座，檢查密封面（無劃痕、變形），每周進(jìn)行壓力測(cè)試（保壓5分鐘無泄漏）。5.1.3井控設(shè)備維護(hù)防噴器膠芯：每月檢查磨損（厚度減少≤20%），每季度進(jìn)行試壓，確保密封性能。節(jié)流閥：每周清理閥芯結(jié)垢，每月校準(zhǔn)壓力傳感器，確保調(diào)節(jié)精度。5.2常見故障處理5.2.1鉆機(jī)故障絞車剎車失靈：立即啟動(dòng)應(yīng)急剎車（如氣動(dòng)剎車），關(guān)閉動(dòng)力源，檢查剎車帶磨損（厚度≤5mm需更換）。轉(zhuǎn)盤異響：停鉆檢查齒輪嚙合，若有斷齒需更換齒輪，重新調(diào)整嚙合間隙。5.2.2泥漿泵故障泵壓驟降：檢查吸入管漏氣（更換密封墊）、凡爾泄漏（研磨凡爾面）、缸套刺漏（更換缸套）。泵體振動(dòng)大：調(diào)整活塞連桿同心度，更換損壞的十字頭銷，平衡泥漿泵基礎(chǔ)。5.2.3井下故障卡鉆：分析卡鉆類型（黏附卡鉆、坍塌卡鉆、砂橋卡鉆），黏附卡鉆采用“泡油+震擊”解卡，坍塌卡鉆泵入鉆井液提高密度，砂橋卡鉆逐步提高排量沖砂。鉆頭損壞：起鉆后檢查鉆頭牙輪磨損（牙輪轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活、牙齒脫落）或PDC切削齒崩裂，更換鉆頭并優(yōu)化鉆進(jìn)參數(shù)。第六章環(huán)保與職業(yè)健康6.1環(huán)境保護(hù)6.1.1鉆井液處理水基鉆井液：采用“固液分離+生化處理”，固相填埋（符合《危險(xiǎn)廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB____），液相達(dá)標(biāo)排放（COD≤100mg/L，石油類≤5mg/L）。油基鉆井液：密閉收集，送專業(yè)處理廠回收基礎(chǔ)油，殘?jiān)次ｋU(xiǎn)廢物處置（HW08類）。6.1.2廢棄物管理巖屑：分類堆放，含油巖屑采用熱解析或焚燒處理，清水巖屑用于井場(chǎng)平整。生活垃圾：集中收集，送當(dāng)?shù)丨h(huán)衛(wèi)部門處理，嚴(yán)禁就地掩埋。6.1.3生態(tài)恢復(fù)鉆井結(jié)束后，拆除臨時(shí)設(shè)施，恢復(fù)地貌（填方壓實(shí)度≥90%），種植當(dāng)?shù)刂脖?，?yàn)收后移交土地所有者。6.2職業(yè)健康防護(hù)6.2.1個(gè)人防護(hù)鉆井工：佩戴安全帽（抗沖擊）、防砸鞋、護(hù)目鏡，接觸鉆井液時(shí)戴丁腈手套，防塵口罩（KN95級(jí)）。特殊作業(yè)：電焊工穿阻燃服、戴防護(hù)面罩，有限空間作