温泉小镇地热水资源勘查施工方案培训资料.doc

温泉小镇地热水资源勘查施工方案培训资料

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2020年4月19日
文档仅供参考
贵州省道真县温泉小镇(暂定名)地热水资源勘探开发工程施工方案

重庆比特利装饰工程有限公司
二〇一六年九月

目录
一、前言 1
(一)任务的由来 1
(二)工作目的及任务 1
(三)设计原则 1
(四)设计依据及执行规范 2
二、钻井设计基本数据及要求 2
(一)设计基本数据 2
1、基本数据 2
2、地层岩性 3
(二)钻井结构设计 5
(三)钻井水文地质要求 6
(四)钻井技术要求 7
三、钻井施工方案及技术措施 8
(一)钻探设备配置情况 8
(二)井身结构设计 9
(三)井身质量要求 10
(四)钻井工艺设计与技术措施 10
1、复杂情况预防及处理措施 10
2、施工重点及注意事项 12
3、钻具组合设计 12
4、钻头选型及钻井参数设计 16
(五)固井设计 16
1、基础数据 16
2、套管串设计 17
(六)钻井事故预防处理 17
1、起钻中遇卡 17
2、井漏判断处理 17
3、键槽卡钻特点、预防及处理 18
4、侧压力黏吸卡钻预防预处理 预防措施: 19
5、沉砂卡钻的预防处理 19
6、卡瓦打捞筒使用 20
四、工程进度计划 21
五、工期保证措施 22
1、施工组织管理 22
2、工期保证措施 23
六、组织管理及保障措施 24
(一)组织管理 24
(二)项目管理机构人员组成 25
(三)管理措施 26
七、质量保障措施 26
1、质量目标 26
2、质量保证体系 27
3、工作制度和工作程序 28
4、质量保证措施 29
八、健康、安全环境管理要求 32
(一)基本要求 32
(二)健康、安全与环境管理体系要求 32
(三)健康管理要求 33
(四)安全管理要求 33
(五)环境管理要求 34
九、安全管理体系、措施及安全管理目标 34
(一)安全管理组织机构 34
(二)安全管理制度 35
(三)安全管理措施 36
(四)安全管理目标 38
十、环境管理体系与措施 38
十一、文明施工体系与措施 40
十二、后续服务的安排与承诺 42
十三、成果资料的提交 42

一、前言
(一)任务的由来
温泉小镇(暂定名)地热水资源勘探开发工程是重庆名豪实业股份有限公司投资兴建的道真”大沙河仡佬文化国际度假区”项目的一部分,贵州省道真县大沙河仡佬国际生态旅游度假区是集旅游、观光、购物、休闲、体验、养老、养生、医疗、教育和生态农业等为一体的国内一流、国际知名建设项目,该项目位于道真县城北部大磏镇文家坝村,直线距离道真县城20km。 5月,受贵州大沙河旅游产业股份有限公司委托,贵州省地质矿产勘查开发局111地质大队承担了贵州省道真县大磏镇地热资源开发可行性论证工作。当前该工程进入招标阶段
我公司积极收集相关资料,查阅相关技术规范、规程的要求,组织相关专业技术人员进行该项目钻井施工方案的编写。
(二)工作目的及任务
本次工作的主要目的:钻取地下地热水资源。
工作任务:钻探一口地热地质井(深度为2560米或1750米),并进行一次最大降深抽(放)水试验。
(三)设计原则
1、表管用Φ400mm钻头钻至井深20m左右,进入完整岩石,下入Φ339mm套管固井。
2、一开用Φ311.2mm钻进,钻至井深400m左右于坚硬岩石上选择固井,下入壁厚8.94mmΦ244.5mm J55石油套管作永久性固井。
3、二开用Φ215.9mm钻进,钻至井深1700m(1000m)*左右下入壁厚8.05mmΦ177.8mm J55石油套管,一开与二开套管重叠20-30m,完钻下管前应进行一次物探测试。
*注:括号外为Zk1,括号内为ZK2,以下同。
4、三开用Φ152.4mm钻进,钻至井深2560m(1750m)*左右下入壁厚6.43mmΦ127mm J55石油套管,与二开套管重叠20-30m,根据出水情况排设筛管。完钻下管前应进行一次物探测试。
(四)设计依据及执行规范
1、<贵州省道真县大磏镇地热水资源开发可行性论证报告>
2、<贵州省道真县大磏镇文佳坝地热勘查综合物探报告>
3、<地热钻探技术规程>(DZ0260- )
4、<地热水资源地质勘查规范>(GB11615- )
5、<地热资源评价方法>(DZ40-1985)
6、<供水水文地质勘查规范>(GB50027- )
7、<水文地质钻探规程>(DZ/T 0148-1994)
8、<地质勘探安全规程>(AQ - )
9、<钻井技术操作规程> (Q／SYCQZ－ )
10、<天然矿泉水地质勘探规范>(GB/T13727-92)
11、<地面水环境质量标准> (GB 3838- )
二、钻井设计基本数据及要求
(一)设计基本数据
1、基本数据 (见表2-1)
表2-1 设计基本数据
井 别
地热资源开发井
井 型
直井
位 置
贵州省道真县城北部大磏镇文家坝村
设计井深
2560m(1750m)
构 造
大阡背斜
开孔层位
第四系全新统Q4
钻井目的层
震旦系含水层(寒武系含水层)
完钻层位
前震旦系灯影组(寒武系金顶山组)
钻进方法
采用三牙轮钻头全面钻进
完井方法
筛管完井
井身质量
井斜控制不大于10°(7°)
2、地层岩性
根据区域地质资料及野外调查成果,工作区出露地层从新到老有第四系(Q);二叠系上统长兴组(P3c)、上统龙潭组P3l、下统茅口组(P2m)、中统栖霞组(P2q)、梁山组(P2l);志留系下统韩家店群(S1hn)、下统小河坝组(S1x)、下统龙马溪组(S1l);奥陶系中上统(O2+3)、下统湄潭组(O1m)、红花园组(O1h)、桐梓组(O1t);寒武系上统毛田组(∈3m)、上统后坝组(∈3h)。推测地层有寒武系中统平井组(∈2p)、中统石冷水组(∈2s)、中统高台组(∈2g)、下统清虚洞组(∈1q)、寒武系下统金顶山组(∈1j)、下统明心寺组(∈1m)、下统牛蹄塘组(∈1n);震旦系上统灯影组(Zbdn);。出露地层由新至老分述如下(地层厚度值引自1:20万南川幅区域水文地质普查报告):
1、第四系(Q):分布于芙蓉江宽谷中及缓坡、洼地底部地带。主要为褐色、枯黄色砂质粘土,砂土、砾石为主,厚0～10m。
2、二叠系上统长兴组(P3c):灰色、深灰色中厚层至块状灰岩含少许燧石团块,厚52～67m。
3、二叠系上统龙潭组(P3l):上部为灰岩夹页岩,中下部为页岩夹薄层粉砂岩,底部为页岩夹煤层,厚98～148m。
4、二叠系中统茅口组(P2m):浅灰至深灰色中厚至厚层灰岩及生物碎屑灰岩,含燧石团块,厚240～335m。
5、二叠系中统栖霞组(P2q):生灰色灰岩及生物碎屑灰岩,含燧石团块,下部夹少许片状灰岩或钙质页岩,厚93～106m。
6、志留系下统韩家店群(S1hn):黄色、黄绿色、灰绿色页岩夹薄层粉砂岩,偶家灰岩透镜体, 厚462m。
7、志留系下统小河坝组(S1x):上部为页岩及粉砂岩,下部为灰岩、泥质灰岩,厚147m。
8、志留系下统龙马溪组(S1l):页岩、粉砂岩夹少量泥质灰岩,厚403m。
9、奥陶系中上统(O2+3):本套地层为下述地层的合并:
(1)五峰组:黑色碳质页岩、粉砂质页岩,厚3.6～8.1m;
(2)临湘组:浅灰色中厚层泥质灰岩,具瘤状构造,厚1.8～3.0m;
(3)宝塔组:灰色中厚至厚层灰岩及生物碎屑灰岩,具龟裂纹构造,厚23～34m;
(4)十字铺组:灰色中厚至厚层生物碎屑灰岩,厚9～17m
10、奥陶系下统湄潭组(O1m):中部为灰色中厚层生物碎屑灰岩,上下部为灰绿色、黄绿色页岩夹粉砂岩,厚305m。
11、奥陶系下统红花园组(O1h):灰色薄至中厚层生物碎屑灰岩夹少量白云岩,厚60～74m。
12、奥陶系下统桐梓组(O1t):上部为灰岩夹页岩、粉砂岩,下部为灰岩、生物碎屑灰岩及白云岩,厚168～217m。
13、寒武系上统毛田组(∈3m):灰、深灰色中厚至厚层灰岩、白云质灰岩与白云岩呈不等厚互层,厚240m。
14、寒武系上统后坝组(∈3h):浅灰、深灰色中厚至厚层白云岩,厚354m。
15、寒武系中统平井组(∈2p):灰色中厚至厚层白云岩夹灰岩,厚418m。

16、寒武系中统石冷水组(∈2s):浅灰、黄灰色中厚层白云岩夹少量粉砂岩及灰岩,厚211m。
17、寒武系中统高台组(∈2g):上部为灰色中厚至厚层灰岩、白云岩;下部为灰、灰绿色页岩、粉砂岩夹薄至中厚层灰岩及其透镜体,厚75m。
18、寒武系下统清虚洞组(∈1q):灰色中厚至厚层灰岩夹白云岩,厚208m。
19、寒武系下统金顶山组(∈1j):中上部为粉砂质页岩及粉砂质泥岩夹少量灰岩,下部为粉砂质页岩及页岩,厚147m。
20、寒武系下统明心寺组(∈1m):石英砂岩、粉砂质页岩、泥岩夹条带状灰岩,厚264m。
21、寒武系下统牛蹄塘组(∈1n):碳质页岩,下部为硅质岩夹含磷结核。厚56m。
22、震旦系上统灯影组(Zbdn):顶为浅灰、灰色厚层粗粒白云岩;下部为浅灰、灰白色厚层细至中粒白云岩,含燧石条带。厚450m。
23、南华系南沱组(Pt32cn):上部为黑色页岩、泥岩、泥质白云岩,局部夹磷块岩;下部为紫红色、灰绿色冰碛砾岩。厚200m。
24、前震旦系上统板溪群(Ptbnbq):紫红色、浅灰白色变余凝灰岩,偶有板岩。厚200m。
(二)钻井结构设计
1、表管用Φ400mm钻头钻至井深20m左右,进入稳定岩层,下入Φ339mm套管P.O 42.5级水泥固井,水泥返出地面。
2、一开用Φ311.2mm钻头钻至井深400m左右于坚硬岩石上选择固井,下入壁厚8.94mmΦ244.5mmJ55石油套管用P.O 42.5级水泥固井,水泥返出地面。
3、二开用Φ215.9mm钻头钻至井深1700m(1000m)左右下入壁厚8.05mmΦ177.8mmJ55石油套管,与一开套管重叠20-30m,用P.O 42.5级水泥固井。
4、三开用Φ152.4mm钻进,钻至井深2560m(1750m)*左右下入壁厚6.43mmΦ127mm J55石油套管,与二开套管重叠20-30m,根据出水情况排设筛管

井深结构示意图
(三)钻井水文地质要求
1、岩屑录井
(1)录井间距:全井段每钻进5m取岩屑样一件,取样重量不少于500g。岩屑袋按井深自上而下顺序排列装箱。钻遇特殊地层井段应加密2m取样。
(2)每钻进100m测量一次岩屑迟到时间,确保岩屑真实性和代表性。
(3)岩屑的观测应采用现场肉眼观测为主,辅以简易工具和化学试剂,力求准确。
2、钻速录井
在钻井过程中,要求真实、准确地进行钻速(时)录井,以便掌握钻井情况和岩性变化情况。
3、简易水文地质观测
(1)与采样同步观测井口泥浆温度、粘度变化及漏失量,并做好观测记录。
(2)详细记录钻探过程中发生的如漏水、涌砂、漏浆(漏失量)、逸气、卡钻、掉块、钻时变化等异常现象的井深、岩性和层位。
(3)井温观测与岩屑录井同步进行(井口钻井液温度),全井段每5米测一次,记录要作为原始资料保存。
4、钻井液消耗量观测
(1)钻井过程每2小时观测记录一次钻井液箱液面的升降变化,相应换算出溢流(漏失)量。
(2)区分正常(加水、添加剂、除砂和钻井容积增加引起的)变化和异常(地质因素引起的)变化。
(3)遇钻井液箱液面下降异常变化时,应首先注意检查循环系统有无漏失。
(4)遇地质因素引起液面异常升降时,应加密观测次数,准确记录各种参数。
5、抽(放)水试验及水质分析
终孔后进行一次最大降深抽(放)水试验,测得水量及温度。
(1)洗井:抽(放)水前必须洗井,直至水清砂净。
(2)抽水设备:采用深井泵抽水。
在最大降深抽水试验结束前采取水样进行水质分析。
(四)钻井技术要求
1、钻井井斜
一开固井前应进行一次物探测井,井斜要求不大于2°;二开固井前应进行一次物探测井,井斜要求不大于7°,完井不大于10°(7°)。
2、物探测井
物探测井主要有:井温、井径、井斜、电阻率、自然电位等项目指标进行测试。
3、孔深校正
每钻进至换径和终孔后应校正井深。校正井深误差不大于1‰。
三、钻井施工方案及技术措施
按照<地热钻探技术规程>(DZ0260- )、<地热水资源地质勘查规范>(GB11615- )、<钻井技术操作规程>(Q/CNPC-CY 97- )、<地质勘探安全规程>(AQ - )、<水文地质钻探规程>(DZ/T 0148-1994)等技术规范、相关规程进行钻井施工。
(一)钻探设备配置情况
选用的钻井设备仪器,必须满足和保证本工程施工进度计划、本工程工作量、工程质量、工程项目施工工艺的要求。该项目钻井设备选用先进RPS3000型水文钻机。
表3-1 RPS3000型地热钻机及配套设备材料表
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
钻机
RPS3000
台
1
张家口
2
柴油机动力组
6135
台
2
钻机动力
3
钻塔
A型(2.2m)高底座
部
1(31m)
张家口
4
游动大钩
125T
台
1
张家口
5
水龙头
CH125T
组
1
张家口
6
方钻杆
133×133×1200mm
组
1
张家口
7
高压胶管
35MPa
根
1(18m)
张家口
8
风压机
2MPa
台
2
张家口
9
储气罐
10立方
套
2
张家口
10
称重表
150T
套
1
油田专用
11
泥浆泵
3NB1000
套
1
油田专用
12
济柴柴油机
12V190
套
1
泥浆泵动力(济柴)
13
钻杆
￠127mm/￠89mm
米
3500
油田专用
15
钻铤
￠229mm/￠203mm
￠178mm/￠159mm/
￠121mm
米
400
油田专用
18
吊环
250T单臂
套
1
油田专用
19
吊卡
18度127mm250T
套
1
油田专用
20
B型吊钳
120-245mm
套
1
油田专用
21
发电机
100KW
台
2
备用
22
柴油机
6105
台
1
发电机动力
23
泥浆罐
38立方
套
2
油田专用
24
直线振动筛
ZS-C88
套
1
油田专用
25
泥浆搅拌机
立式
套
4
普通电机带动
26
钻头
各种尺寸类型
根据施工现场情况配置
(二)井身结构设计
表3-2 井眼结构数据表
开钻顺 序
钻头
套管
水泥返至井深(m)
备注
直径(mm)
钻深(m)
外径(mm)
下深(m)

三开套管根据出水情况排设筛管
表管
400
20
339
20
地面
一开
311.2
400
244.5
399
地面
二开
215.9
1700(1000)
177.8
1700(1000)
重叠20-30m
三开
152.4
2560(1750)
127
2560(1750)
重叠20-30m
(三)井身质量要求
在钻探施工过程中,认真控制井眼轨迹和做好井斜预防工作,井斜度最大不超过10°(10°),井斜不能影响钻具、套管入井;钻探深度应在换径时用钻柱丈量长度校正,允许误差为1‰,超标应以校正测量数据为准更正;超标严重应重复校正,在钻探施工过程中,认真控制井眼轨迹和做好井斜预防工作,保证井斜角在设计允许范围。
(四)钻井工艺设计与技术措施
1、复杂情况预防及处理措施
本井根据地质设计钻遇地层,钻井过程中将对井漏、井斜、防塌、防卡等问题。现就有关情况及技术措施分述如下:
(1)防斜
1)天车、转盘、井口在同一直线上,最大偏差不大于10mm。
2)开钻前认真分析地质情况,了解和掌握地层自然造斜规律,做到心中有数。
3)按工程设计中的钻井参数组织施工。钻压大小根据地层由软变硬逐渐增加,钻压值的大小,既要符合理论防斜原理,又应符合完钻井身质量要求,一般不超过钻铤重量的80%。
4)司钻(副司钻)是防斜技术措施直接执行者,要做到均匀送钻,平稳操作。
a.一开接好钻头后,座好方补心,启动转盘,开泵下放钻头接触井底,把井眼开正领直。
b.二开钻头出套管鞋接触新地层也应按上述程序操作,避免把井眼开斜。
c.二开快速钻进阶段应坚持轻压吊打,保持钻柱垂直,以水力作用为主破碎地层。待钻铤全部出套管后再根据设计参数,逐步提高钻压值。
d.及时校正指重表,保证所加钻压准确。
e.钻进软硬交错地层要做到:地层软变硬,钻压重变轻,找中打窝窝,加压再钻进,地层硬变软,提起到步步跟着走,加压要均匀。
(2)防塌
成井过程中的防塌工作比较突出,应从钻井液防塌性能及钻井工艺的完善,钻井措施、钻井过程中各个环节综合管理入手。强调应做到以下几点:
1)加强地层压力检测及邻井资料对比,调整好钻井液密度,搞好平衡钻进。选用防塌性能力强的钻井液体系,维护好泥浆性能,控制失水量,搞好泥饼质量。
2)加强生产技术管理,设计好排量和转速,维护好钻具,起钻时及时灌浆,严格控制好起下钻速度。
3)加强现场钻井液管理工作,严防维护不到位,测试不及时、操作出纰漏等人为因素影响钻井液质量。
(3)防漏
加强地层压力和破压随钻检测,确定合适的井浆密度,防止压漏地层。长裸眼段分段循环泥浆,控制好下钻速度,防止人为诱发井漏。
维护好钻井液性能,搞好井浆的流动性,避免高粘切带来的压力激动过大,降低循环流动阻力。
(4)防卡
井口操作防止掉物,工具及物件必须安全可靠,有损坏者不可井口使用,易滑着者必须把持或拴固牢靠。
井下出现掉块现象时,要及时调整好钻井液性能,控制其严重程度。
遵守操作规程和复杂情况处理原则,针对井下遇卡性质采取正确的应对措施。
液力设备切记带病工作,必须保持足够的钻井液环空返速,保证井眼内清洁无沉砂。
钻井液要具有良好的润滑性,降低钻井液摩阻系数,减小对钻具的磨损和确保井内的安全。
(5)防钻头磨损、钻具折断
该地层可钻性一般,对钻头、钻具磨损较大。要防止钻头使用过头,出入井的钻头都应认真的检查。
按设计选用钻头,进行出井钻头磨损分析,力求入井钻头技术性能与地层对路。
钻具上扣要紧,丝扣油要保证质量、涂抹均与;井口加强钻具检查,发现磨损严重,外径磨损与丝扣磨损大于规定值的钻具坚决换掉。
钻铤量要加足,钻压值不得大于钻铤钻井内悬重重量的80％。
软、硬、研磨性地层变化时,及时调整钻井液参数。
2、施工重点及注意事项
(1)施工期间应借鉴邻井钻井地质小结,加强技术分析与研究,拟定各阶段的施工技术措施。
(2)施工井队必须严格遵守<钻井工程技术规范、标准、条例>等各项技术规定,力争工程质量达到优良等级。
(3)天车、转盘、井口在同一直线上,最大偏差不大于10mm。
(4)钻前要求对设备安装、调试准备充分,后勤物资供应有保障,井队岗位人员配置合理,保证钻井连续施工作业。
(5)加强井控设备的维修保养,落实具体的井控技术措施,重视非高压条件的井控安全作业。
(6)加强地层压力的检测,搞好平衡钻井和井控工作,注意地热水的发现和保护,防止污染水层。
(7)施工中重视地面环境保护,设置有效的排污池,减少环境污染。
3、钻具组合设计
(1)钻具组合形式(见表3-3)

表3-3 钻具组合
开钻
程序
井眼尺寸mm
井段
m
钻 具 组 合
备注
1
Φ400
0～20
Φ400mm合金钻头或牙轮钻头

2

Φ311.2
20～400
Φ311.3mm钻头+Φ228.6mm钻铤×2根+Φ203.2mm钻铤×6根+Φ177.8mm钻铤×10根+Φ127mm S135钻杆(三牙轮钻进)
常规
钻井

3
Φ215.9
400～1700(1000)
Φ215.9mm钻头+Φ177.8mm钻铤×8根+Φ158.8mm钻铤×12根+Φ127mmS135钻杆(三牙轮钻头)
4
Φ215.9
1750(1000)～2560(1750)
Φ152.4mm钻头+Φ121mm钻铤×20根+Φ88.9mmS135钻杆(三牙轮钻头)

(2)钻井设计说明
设计选用Φ127mm S135×9.19mm规格钻杆,经计算校核,其强度满足该井施工要求。
选用的钻具(钻铤、钻杆、配合接头等)满足技术要求,钻具送往现场前按规范进行探伤检查,入井钻具应做到以下几点:
对入井钻具认真检查去、清洗、丈量,并做好尺寸登记。
加强钻具入井管理,上扣扭矩要达到规范要求,上扣紧、涂油均匀,防止刺坏钻具。
入井钻具要定期错扣起钻检查、倒换,改进其使用条件,特别是入井钻铤要仔细检查。
4、钻井液设计
(1)钻井液设计依据
<钻井液技术手册>;
<泥浆工艺学原理>。
(2)钻井液类型及性能设计
为保证安全、顺利完成该井的钻井施工作业,现结合招标文件地层情况和钻井技术要求设计该井钻井液体系(见表3-4)。
表3-4 钻井液类型
开钻序号
井 径(mm)
井 段(m)
钻井液类型
表管
Ф400
0～20
低固相聚合物钻井液
一开
Ф311.2
20～400
低固相聚合物钻井液
二开
Ф215.9
400～1700(1000)
低固相聚合物钻井液
三开
Ф152.4
1700(1000)～2560(1750)
清水(或聚合物泥浆)或低固相泥浆
1)表管 低固相聚合物钻井液
基本配方:5～6％(膨润土)＋烧碱(调节PH)＋纯碱(促进坂土水化)＋增粘剂＋降失水剂＋抑制、包被剂
难点提示:防漏、垮塌、防斜、防卡
2)一开、二开 低固相聚合物钻井液
基本配方:5～6％(膨润土)＋烧碱(调节PH)＋纯碱(促进坂土水化)＋降失水剂＋抑制、包被剂＋防塌剂＋加重剂(根据实际情况)
难点提示:防漏、防塌、防斜、防卡钻
3)三开400～800 m 清水(或聚合物泥浆)或低固相泥浆
基本配方:
清水(或聚合物钻井液):清水＋增粘剂
低固相聚合物钻井液体系:清水＋4～5％(膨润土)＋NaOH(适量,调节PH值)＋增粘剂＋包被抑制剂、降失水剂
难点提示:防涌、防漏、防塌、防斜、防卡钻
钻井液性能设计(见表3-5)
表3-5 钻井液性能参数表
井 段
一开井段
二开井段
三开井段
钻头直径(mm)
311.2
215.9
152.4
密度(g/cm3)
1.03～1.18
1.05～1.25
1～1.15
漏斗粘度(s)
30～55
30～50
32～45
PH
8～9
8～9.5

含沙量(%)
＜5
＜1

(3)分段钻井液维护处理措施
维护处理要点
表管阶段:
1)配置膨润土必须是清水,这样更能充分预水化
2)泥浆PH值调至8-9;
3)勤于测定泥浆的性能,把LV-CMC、KPAM复配成胶液以细水长流的方式加入循环液中,以维持泥浆良好性能。加入补充CMC,使钻井液具有较强的结构力,保持较高的粘度和切力,满足较低返速情况下携带和悬浮岩屑要求,并具有一定的防漏作用;加入KPAM使钻井液具有较强的抑制性,保持粘土的适当分散、有利于固相控制。
一开阶段:
1)在二开开始扫水泥塞若泥浆污染需转化或配置新浆;
2)泥浆PH值调至8-9;
3)勤于测定泥浆的性能,把LV-CMC、KPAM复配成胶液以细水长流的方式加入循环液中,以维持泥浆良好性能。加入补充CMC,使钻井液具有较强的结构力,保持较高的粘度和切力,满足较低返速情况下携带和悬浮岩屑要求,并具有一定的防漏作用;加入KPAM使钻井液具有较强的抑制性,保持粘土的适当分散、有利于固相控制。
4)钻井中若出现如垮塌等复杂情况,应按一定的比例加入防塌剂,同时严格控制泥浆的失水性能和提高泥浆的流变性能。
二开井段:
1)为了更好的保护好目的层,三开采用清水钻进,若清水钻进不能满足钻井要求,采用聚合物泥浆钻进或低固相泥浆钻进。
2)采用低固相泥浆钻进时,主要是满足钻井中的携岩和井眼稳定效果,把LV-CMC、KPAM复配成胶液以细水长流的方式加入循环液中,以维持泥浆良好性能,保证能安全、快速的完成三开钻井施工。
(4)现场钻井液管理工作
1)提前做好各井段所需的材料计划,做好进场材料的品种、数量、质量的检查和验收工作,杜绝不合格产品入场。对使用温度有要求的材料,应在包装上标明使用温度的范围。
2)认真检查循环系统,并配备一定数量的固控设备易损件,确保循环系统正常使用。
4、钻头选型及钻井参数设计
(1)钻头选型推荐(见表3-6)
表3-6 钻头选型推荐
开次
钻头尺寸mm
进尺
m
拟选钻头
只数
机械钻速
预测m/h
表管
Φ400
20
合金
1
1
一开
Φ311.2
400
三牙轮
2
2
二开
Φ215.9
1300(600)
三牙轮
5(3)
1.5
三开
Φ152.4
860(750)

三牙轮
5(3)
1.5

(2)钻头选型及使用要点
本井钻头选型及设计主要是根据地质设计钻遇地层岩性情况,由此拟定钻头可参考的IADC码;但也不排除实钻地层与设计出现差异的可能,现场可按钻头选型的基本原则,更变与之适应的钻头型号。
严格按照钻井技术操作规程和牙轮钻头生产厂家说明书的使用要求精心操作,力求用好钻头。
钻井参数设计考虑了控制井斜对钻压的要求,现场应遵循直井防斜工艺有关要求执行,及时地调整钻井技术参数或钻柱结构形式。在井斜满足地质要求的前提下,尽可能地解放钻压,提高钻速。
(五)固井设计
1、基础数据(见表3-7)
表3-7 基础数据表
钻头直径
(mm)
固井井深
(m)
套管外径(mm)
管鞋深度
(m)
固井前钻井液密度(g/cm3)
备注
400
20
339
20
1.03～1.18
水泥返至地面
311.2
400
244.5
399
1.05～1.25
水泥返至地面
215.9
1700(1000)
177.8
800
1～1.15
水泥返至重叠部位之上
2、套管串设计(见表3-8)
表3-8 套管串设计表
套管程序
套 管 串 结 构
表层套管
φ339 mm套管+联顶节
一开套管
φ244.5 mm引鞋+φ244.5 mm引鞋+联顶接
二开套管
φ177.8 mm引鞋+φ177.8 mm套管鞋+套管倒扣接头
固井施工按照相关规范要求执行:
1)钻井液性能能满足固井作业要求,井眼必须保持稳定、畅通。
2)各层套管质量必须符合API标准,各层套管均满足相应技术要求、壁厚不小于8.05mm的套管,套管附件符合规范。
3)套管下入设计深度,水泥质量、水泥返高符合设计要求。
4)固井施工单位提前做好现场调查。固井时采取有效措施保证固井施工质量达到有关标准要求。
(六)钻井事故预防处理
1、起钻中遇卡
原因:
井塌、砂桥;井内落物;井眼缩径或钻头泥包;井眼有键槽。
处理方法:
不论是何种原因遇卡,都不能强拉硬拔,应下钻至畅通位置,接方钻杆开泵循环,活动钻具,分析情况,判断准确遇卡原因,制订技术措施。
井下有落物可用边转边下放的办法处理。
缩径和泥包要大排量冲洗,高速转动钻具或倒划眼处理。
键槽遇卡可轻提慢转倒划眼起出。
2、井漏判断处理
井漏的判断:
泥浆池液面下降;井口进多出少,严重时不返钻井液;钻进中钻速突然变快或钻具放空,泵压下降,往往会发生井漏或井涌。
井漏处理:发生漏失量大于5立方米/小时的漏失特别是严重漏失,应立即组织强行起钻,大排量连续灌钻井液,起出后根据井漏情况制定堵漏措施。下钻堵漏前应做好充分的防卡、灌钻井液、强行起钻和堵漏材料准备,然后下钻针对不同漏失情况采取 不同堵漏方法。
堵漏方法:
对渗透性漏失可采用适当降低钻井液密度,减少排量加入聚合物、CMC、单向压力封闭剂等药品,提高钻井液粘度,降低失水和起钻静止的办法处理。
对裂缝、断层漏失要用堵漏材料处理,按漏失速度不同可注入谷壳、锯末、棉子皮、贝壳粉、粘土快(因地制宜、就地取材)或注入胶质水泥、石灰乳进行堵漏。
对溶洞性漏失一般要先填石子、砖头、瓦块、泥球充填后再用速凝水泥堵漏或采取只进不出的办法强穿漏层,然后下套管封漏。
无论用什么方法堵漏,都要以防止卡钻为前提,因为井漏造成钻井液液面下降,会使上部松软地层坍塌卡钻。穿过漏层及堵住以后,一律不准在漏层处开泵。
3、键槽卡钻特点、预防及处理
特点:
卡钻前,下钻畅通无阻;起钻进遇卡位置比较固定,钻具常有偏磨现象;上提遇卡时钻具能下放、能转动、但起不出来。
能循环且泵压正常,卡钻后开泵也不困难,循环泵压正常。
预防措施:
保证井身质量,避免出现急转弯井段;
使用高效钻头,提高钻进速度,减少起下钻次数,在未形成键槽时完钻;
井内全角变化率大的井段应经常划眼,及时破坏键槽;
起钻至键槽井段应低速提起,注意观察指重表,严禁高速拔死;
合理选择钻具结构,尽可能使用破槽器、震击器。
处理措施:
如卡得不死可下砸钻具解卡;然后转动不同方位上提或稍提拉力猛挂转盘使钻具晃动跳出键槽。
严重卡钻应先循环处理好钻井液,然后尽量从键槽处倒开起出钻具。再下钻杆带键槽破坏器和下击器,对好扣,下击解卡,然后利用键槽破坏器破坏键槽起出钻具。
4、侧压力黏吸卡钻预防预处理
预防措施:
采用具有良好防卡性能的钻井液,尽可能的降低粘度和失水量,减小磨阻系数,增强泥饼的可压缩性。
刹把不离人,及时活动钻具;控制好井身质量。
遇特殊情况不能正常活动钻具时,要下压悬重(钻进中)或用气葫芦拉转盘链条等方法预防粘卡。
处理方法:
粘卡初期,在安全的前提下,大力活动钻具(以下砸为主),力求解卡。
采用低粘度无固相钻井液处理,钻井液粘度在30s左右,开泵循环至泥浆返至地面,进行大力活动钻具,力求解卡;
若无效,可用地面震击器进行解卡;
若无效,应大排量洗井,处理好钻井液性能,搞好净化,拉准卡点,计算好泡解卡剂数量,准备注解卡剂、注原油(柴油)注酸(适用于石灰岩地层)浸泡解卡。
仍无效时,则进行套铣倒扣或爆炸松扣填井侧钻。
5、沉砂卡钻的预防处理
预防措施:
保证循环系统、净化系统安装质量,适当增加泵排量;
接单根时组织好人员尽量缩短停泵时间;
发现有沉砂现象,应控制钻速,调整钻井液性能或停钻大排量循环,正常后再恢复钻进。
下部地层剥蚀掉块严重,井径较大时,应配制携带性能好的高粘度的钻井液,带出掉块或形成新井壁,并禁止在此井段开泵划眼。
起下钻遇阻卡不能强拉硬砸,应尽快组织循环和活动钻具。循环失灵,井口不返钻井液,要立即停泵放回水使堆积的沉砂松动,活动钻具,起出后再划眼通井。
当发现有沉砂现象时,适当提高钻井液的粘度和切力,以增加悬浮岩屑、携带岩屑的能力。同时讲究开泵方式方法,以防憋漏地层。
处理方法:一旦沉砂卡钻卡死后,只有套铣倒扣,或爆炸松扣,下部被卡钻具难以套铣或震击无效时,则填井侧钻,处理的方式方法要以经济损失最小来选择。
6、卡瓦打捞筒使用
1)根据井径和鱼头尺寸选择合适的打捞筒和安装合适尺寸的卡瓦。若鱼顶变形或有毛刺,应修好鱼头再打捞。
2)卸开筒体,检查保养各零配件,量好尺寸,绘制草图,上紧丝扣。
3)下至鱼顶0.5米以上循环钻井液,冲去鱼顶周围的积砂。
4)算准和量准打捞方入,校正指重表。
5)停泵下放打捞,若发现遇阻,可轻压慢转或提起换方向打捞,使鱼头进入卡瓦上提钻具,若悬重增加,证明抓住落鱼。
6)起钻前,开泵充分循环钻井液,并将落鱼提高井底1-2米猛刹两次,若悬重未降,证明落鱼已卡劳,方可起钻。
7)起钻完卸卡打捞筒时,可用方钻杆下顿一下,再用吊钳正转退开。
8)如果落鱼卡死,又循环不通时,可下放钻具,给打捞筒加压200-500KN(或用下击器下击),使卡瓦松开落鱼,然后正转退出卡瓦内落鱼,即可起出打捞钻具。
四、工程进度计划
根据本项目施工设备投入和人力资源安排的情况,在充分地利用人、财、物情况下,优化组合形式,确保安全顺利、保质保量的完成钻井施工。ZK1井预计钻井工期120天,ZK2井预计钻井工期90天,工期不包含搬迁安以及抽水试验时间。

图4-1 ZK1井预计钻井工期

图4-2 ZK2井预计钻井工期
五、工期保证措施
1、施工组织管理
项目经理负责整个工程的指挥、调度和对外协调。各管理班组定岗定编,各司其职,为现场施工服务。各施工班组除技术骨干外其它人员不固定,根据各分项工程及各工序进行动态组合调整,做到合理安排工作,以提高功效。
项目副经理全面负责该项目现场的各项工作。技术负责人负责施工技术与质量管理,全面贯彻施工设计和国家、行业的相关技术标准、规范和规程,审查重大的施工技术方案。技术组施工员全面负责现场工作,协调安排各班组的施工工作,保证施工进度。质检组质检员对施工技术方案实施情况进行监控,并负责施工组中原始资料的收集整理,负责取样、送检、试验、测试,负责测试放线、工程地质、日常技术管理,负责施工进度计划和材料采购计划实施情况。安全组安全员认真贯彻安全生产的有关法律法规,负责日常的安全教育、检查和监督,针对各分项工程施工的工序,制定相应的安全技术措施,预防安全事故的发生。各施工班组组长带领施工操作人员进行施工。
(1)技术组及质检组:负责日常的技术管理和质量监督,具体负责项目施工技术和工艺流程制定,制定项目的施工进度计划和材料的采购计划,负责项目施工中各类报表的填写、统计和申报工作。负责施工中原始资料的收集和整理,负责取样、送检、试验、测试,负责竣工资料的整理和报告的编写。
(2)安全组:认真贯彻安全的有关法律法规,负责日常的安全教育、检查和监督,针对各分项工程施工的工序,制定相应的安全技术措施,预防安全事故的发生。
(3)后勤组及财务组:负责整个工程指挥部的管理工作,严格执行建设方的要求、规定,以保证工程按期、保质、有序的进行,负责与甲方、监理的联系工作,负责施工现场的来往人员的接待;负责财务预决算、成本核算、经济分析、执行国家财务制度、控制各项费用和资金的使用;负责实施现场物资采购供应和材料的保管、发放、登记,做好后勤生活服务工作,保证一线生产正常进行。
(4)生产班组:负责机械设备的安装,钻井工程施工、各原始资料的收集、记录、整理、归档,设备维修和保养等。
2、工期保证措施
为保证按工期规定完成任务,必须从组织设计、计划、经济三个方面予以保证。
(1)加强组织领导和同意协调指挥,各级负责人要制定确保工期的具体实施,千方百计地组织落实。
(2)建立技术人员跟班作业制度,根据工程量、设计要求和公司拥有的设备、人员,以及气候等因素,按总的计划工序的安排制定科学的、严密的、可行的具体实施计划。
(3)在保证照明充分的条件下,实行24小时作业制度,按平面流水,立体交叉作业。
(4)安排施工