石油修井作业过程的主要危险及安全技术措施

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石油修井作业过程的主要危险及安
全技术措施
（一）石油修井作业概述
石油修井作业是石油工程的主要组成部分之一。

石油修井作业是石油开采和生产过程中最主要的工程。

1．石油修井作业的特点
（1）环境恶劣。

（2）地域辽阔。

（3）条件艰苦。

（4）工程复杂。

（5）流动性大。

（6）危险性大。

（7）多兵种联合作战，装备、设施类型多。

上述特点决定了石油修井作业生产过程中事故的复杂性、多变性、突发性和危险性，易发生井喷、中毒、人身伤亡、火灾及爆炸等事故。

2．石油修井作业的主要工程
石油修井作业的主要工程包括：试油、中途测试、工程测试、小修、射孔、大修、侧钻、封串、压裂、酸化、防砂、堵水、调剖、解堵等。

本书主要介绍试油、小修、大修、压裂、酸化等工程。

（二）石油修井作业主要工程的技术方法及安全技术要求
1．石油修井作业主要工程的技术方法
（1）试油工程的技术方法。

试油是石油工业中测试、验证和落实地层流体性质（油、气、水）、产能、压力、温度等资料的工程过程。

它在钻井工程之后，在油井采油生产之前，是勘探工作的成果鉴定，是开发工作的前期开始，是采油工程的重要组成部分。

试油的技术方法可分为套管井试油和裸眼井试油。

套管井试油是在下套管井中，经过（包括）射孔使油气层与套管井筒连通后进行的。

裸眼井试油是在地层裸露条件下进行的，它包括在钻井过程中裸眼井中的试油和钻井、完井后的裸眼井段的试油。

套管井试油的技术方法是地层射孔后，下油管用清洁水替出井筒内的压井液，替喷，诱喷，自喷井试采求产、测压（包括压力恢复曲线）、测温、落实产液性质和产量；非自喷井经诱喷排液后，下取样器、温度计及压力计，取得温度及压力资料，取地层产出流体样，进行室内实验分析，确认产出流体性质及产量。

裸眼井试油的技术方法包括在钻井过程中裸眼井中的试油
和钻井完井、固井后的裸眼井段的试油。

在钻井过程中裸眼井中的试油通常是通过中途测试来实现的；钻井完井、固井后的裸眼井段的试油，不需要射孔，可直接下油管用清水替喷后试油。

（2）小修工程的技术方法。

小修是为维护油气水井正常生产的井下作业工程。

小修工程的技术方法包括：作业准备（井架安装、作业设备安装、压井液选择、压井）、起下油管、起下抽油杆、起下泵、检泵、起下封隔器、起下隔热管、热洗、清蜡等。

（3）大修工程的技术方法。

大修是清除套管内的落物及对套管损坏进行修复的井下作业工程。

大修工程的技术方法包括：井下故障诊断、落物打捞、解卡、套管扩胀、套管整形、套管补贴及加固、换取套管、套管内的钻、磨、铣、打通道、钻水泥塞、查封窜、找堵漏、挤灰封存层等。

（4）压裂、酸化工程的技术方法。

压裂是油气水井的增产增注措施，是低渗透油田的战略进攻措施。

它既能解除地层的污染伤害；又能改造地层，使油气层形成人工裂缝，从而增加油、气、水井的产量和注入量。

压裂工程的技术方法是把压裂液用高压柱塞泵，按设计的高压和大排量，注入地层，压裂液劈开地层形成人工裂缝，支撑剂由压裂液携带，随压裂液进入地层中的人工裂缝，待压裂液破胶和人工裂缝闭合后，压裂液返排出地层，支撑剂支撑地层中的人工裂缝，从而形成了人工油流通道，提高了油井产量。

当压裂液是酸液时，叫酸压。

酸化是油气水井的增产增注措施。

酸化工程的技术方法是用高压柱塞泵，按设计的压力和排量注入地层，酸液进入地层，与地层岩石和其他堵塞物反应，解除地层堵塞，使油流通道畅通，油井恢复或增加产量。

酸化分基质酸化和解堵酸化。

当酸化按设计的高压和大排量注入地层并劈开地层形成人工裂缝时，这种酸化，叫酸压。

2．石油修井作业主要工程的安全技术要求
石油修井作业主要工程的安全技术要求包括：
（1）防止井喷、井喷失控、井喷失控着火和爆炸，以及有害气体的泄漏等事故的发生。

（2）防止射孔中雷管、射孔枪弹爆炸等事故的发生。

（3）防止因物体打击、高空坠落、油气火灾爆炸、触电、淹溺、砸塌、灼烫、机械伤害、冻伤、烧伤等人身伤害事故的发生。

（4）防止硫化氢、一氧化碳、盐酸、氢氟酸、二氧化碳、氮气等中毒窒息事故的发生。

（5）压裂施工是高压（最高达80 Mpa以上）危险施工，易爆、易燃、
易伤人。

其中，高压设备、高压管汇高压大排量施工时，易井口抬起，易管线爆飞，易机械伤人；氮气泡沫、二氧化碳压裂施工时，液氮、液态二氧化碳易引起冻伤、灼烫、窒息和中毒；用油基压裂液压裂时，易爆，易燃。

（6）酸化是高压危险施工。

酸化时使用的盐酸、氢氟酸、硝酸等强基酸及添加剂易灼烫、窒息和中毒；酸化后酸液与地层及地层流体的反应物排出油井时，易灼烫、窒息和中毒。

压裂、酸化工程中，还应注意预防机械伤害事故。

（三）石油修井作业主要设备、设施基本性能
1 ．石油修井作业的主要设备、设施
目前，在石油修井作业生产过程中，使用的设备设施可分为4大类。

一是井口设施。

包括采油树、抽油机、电机、水套炉、分离器、及地面油气水管网；二是井下设备及设施。

包括套管、油管、隔热管、防砂管、井下仪器、工具及装置、射孔枪弹、雷管等；三是人井流体。

包括压井液、洗井液、完井液、钻井液、压裂液、酸液、堵水调剖液、解堵液、清蜡液等，这些人井流体均由各种化学晶配制而成；四是地面主要施工设备及设施。

地面主要施工设备及设施包括：
（1）起下作业提升设备：井架、游动系统、动力系统、作业机、修井机等；
（2）电力设备：发电机、输电线路、变压器、照明等；
（3）采暖设备：锅炉（地面的采暖锅炉、工业用水、用蒸汽锅炉）等；
（4）生活设施：野营房、厨房、库房、值班房、油气水等；
（5）泵注循环系统设备：泥浆泵、泥浆池、固井车、灰罐车、水泥车、热洗车、高压空气压缩机、水罐车、油罐车等；
（6）井控设备设施；
（7）射孔、试油、小修、测试设备：作业机、射孔车、电缆车、仪器车、测试车、气举排液设备、抽吸及提捞设备等；
（8）压裂酸化设备：压裂车、酸化车、管汇车、仪表车、拉砂车、液氮泵车、液罐车及高压管汇等。

2 ．石油修井作业的主要设备、设施的特点
石油修井作业的主要设备、设施的特点是负荷重、功率大、体积大、承压高、工作压力大，在石油修井作业生产过程中，设备、设施随施工周期而不断地运输、搬迁、装卸、安装、立放，容易造成对设备、设施的损坏。

（1）负荷重，大修及侧钻工程的提升负荷达100t以上，井架的负荷在200t以上；
（2）功率大，压裂车的台上柴油机功率为7 000马力（5 148．5kW）以上（单机）；
（3）体积大，原钻机施工井架48m，修井井架为29m、18m；原钻机侧钻搬家用运输车30辆；
（4）承压高，压裂车的台上压裂泵及地面高压管汇的承压压力达100MPa以上；
（5）工作压力高，压裂施工的泵压的施工压力达80MPa以上。

（四）石油修井作业生产过程中的主要危害及预防
1．生产过程中的主要危害
在石油修井作业生产过程中，存在着井喷、中毒、人身伤害、火灾和爆炸等主要危害事故。

（1）井喷事故：包括井喷、井喷失控、井喷失控着火和爆炸，以及有害气体严重泄漏失控事故；
（2）中毒事故：由硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、盐酸、氢氟酸等引起的中毒事故；
（3）人身伤害事故：因物体打击、高空坠落、油气火灾爆炸、触电、淹溺、砸塌、灼烫、机械伤害、冻伤、烧伤、窒息等造成的人身伤害事故；
（4）火灾和爆炸事故：井场明火、电器打火及落地油、井喷后火灾及爆炸、苇场、森林、草地火灾、隔热管爆炸等事故。

2．主要事故的预防
（1）井喷事故应在以下几方面进行预防：
①井控设计；
②井控设备；
③射开油层前的准备工作；
④油层射开后的起下作业过程中防井喷制度；
⑤井控技术；
⑥井控的井控操作制度及管理制度；
⑦防井喷装置的配备、安装、检修、试压、演练；
⑧井喷事故的应急处理措施；
⑨井喷失控后的紧急处理。

（2）中毒事故应在以下几方面进行预防：
①硫化氢中毒事故的预防、现场防护及应急处理措施；
②一氧化碳、二氧化碳中毒事故的预防、现场防护及应急处理措施；
③盐酸中毒事故的预防、现场防护及应急处理措施；
④氢氟酸中毒事故的预防、现场防护及应急处理措施；
⑤其他中毒事故的预防、现场防护及应急处理措施。

（3）人身伤害事故应在以下几方面进行预防：
①物体打击人身事故的预防；
②高空坠落事故的预防；
③油气火灾爆炸事故的预防；
④触电事故的预防；
⑤淹溺事故的预防；
⑥砸塌事故的预防；
⑦灼烫事故的预防；
⑧机械伤害事故的预防；
⑨冻伤事故的预防；
⑩烧伤事故的预防；
11各类人身伤害事故的现场防护手段及设备；
12各类人身伤害事故抢险措施及应急处理措施；13建立预防各类人身伤害事故的管理制度。

（4）火灾事故应在以下几方面进行预防：
①井喷后火灾事故的预防；
②因井场明火、电器打火引起的火灾事故的预防；
③火灾事故的现场防护手段及设备；
④火灾事故灭火抢险措施及应急处理措施；
⑤井喷后防火紧急处理；
⑥建立防火制度；
⑦执行消防条例。