修井作业的危险源辨识与评价研究开题报告.doc

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本科毕业设计（论文）开题报告

题目：

修井作业的危险源辨识与评价研究

学生姓名：

院（系）：

电子工程学院

专业班级：

安全0701

指导教师：

薛朝妹

完成时间：

年月日

1、课题的研究意义

石油被称为“黑金”，也被称为21世纪工业的“血脉”，石油对于经济的推动作用使世界各国普遍的感到石油的重要，而一些国家的经济腾飞最主要得益于石油的推动。

但是不仅在开采石油时要花费大量的金钱，而且随着油田开采时间的延长，各种大小事故也接踵而至。

在运营油井时由于产生各种各样的故障，轻则要花费大量钱去维修，重则直接不能进行采油，造成了重大的经济损失，因此修井作业是油田开发过程中重要的一步，随着科技的不断发展，各种各样的技术用来修井，节约了很多花费。

大家知道，汽车出了小故障，一般的维修点和修理工都能修理，这叫小修。

而出大故障，必须到专门修理厂去做大手术修理，这叫大修。

油气井也一样，一般的简单修理、维护性工作，称作小修作业又叫维护作业。

其主要内容有：

冲砂检泵、清蜡检泵、打捞简单落物、更换井下管柱或井下工具、注水泥、测压、卡堵水、注水井测试、调配等。

承担这些工作的施工队伍叫小修作业队。

小修作业的基本方法是把起下油管作为手段，把井中原来的工具通过油管起出，然后按施工设计进行项目的施工，施工目的完成后，再通过油管把更新的工具或抽油泵下入到井内预定位置，重新开始生产。

油气井出了大故障，就得用专门的大修作业队来修理。

大修作业的特点是：

工程难度大，技术要求高，必须用大型的修井设备，并配备大修钻杆、大修转盘等专用设备工具才能开展工作。

大修作业内容归纳起来主要为下列三大类：

复杂打捞、套管破裂、套管内侧钻。

修井作业是一种以提供设备和劳务为主，以提供技术服务为辅的过程性施工，其产品就是一种过程和服务；整个服务的过程如同制造产品，由各道工序组成，通过每一道工序的施工，最终完成整个服务过程（完井）。

因此，就有了对井下作业施工过程的质量管理与控制。

与其他产品的质量检验与控制相比，井下作业施工质量管理与控制又有其自身的特点。

概括起来，有以下几个特点：

（1）人员流动性大，工作强度高，而在工作人员中，有很多是外雇的农民轮换工，这就注定井下修井作业系统一线操作工人的整体技术水平不高。

（2）井下修井作业的批量性、通用性和标准化程度较差，施工的工序复杂，要求高，而且井下修井作业施工均是以班组为单位，出现了质量问题一般很难准确的落实到某一岗位。

　　（3）作业修井施工队伍分散、工作时间不固定。

由于作业的井位不同导致作业施工队伍十分分散，并且作业队伍施工过程中受到天气、环境和工具等因素约束，导致施工时间不固定，为质量管理带来诸多不便。

（4）可直接检验性差，问题的隐蔽性强。

下井的管杆柱及井下工具不易使用直接的检验方法进行检验，只能通过一道工序完成后或是一定时间后用间接的方法予以证实。

如：

下井管柱的密封性检验，只能用管柱试压的间接方法来验证每根油管丝扣的连接程度是否都能满足质量要求，即在地面上用间接的方法来验证井下的整体情况。

一旦发生问题，当时并不能很明确的指出问题的所在及其发生的原因，往往必须返工才能查明原因。

质量是企业的生命，而修井作业是油田质量的保证，提高修井作业施工质量是一个长期而艰巨的过程，需要领导和广大职工持之以恒，不断探索，建立具有可行性的质量管理体制，为油田工程的长期发展打下坚实的基础。

2、国内外研究现状

2.1国外研究现状

油气井井下作业实际上涉及两个方面，一是作业的工艺技术，二是作业的技术装备。

（1）井下作业工艺技术概况

在世界经济发展对能源需求快速增长、石油市场竞争更加激烈的当代，海洋石油资源日益成为国际大石油公司竞争的热点领域。

海上油气田的开发与陆上油气田开发一样都需要在生产过程中对油、气、水井进行维护、修理，实施各种增产、增注措施作业。

其中，既有对井下工具、泵和井筒进行小修及大修作业，也有对各种井下落物的打捞、磨铣和对油、气、水层封窜、封堵、补孔等作业，在油气田开采后期甚至还需要对水淹的老井进行侧钻，或在预留井槽上再进行钻井作业等等，技术门类甚多，但归纳起来主要是完井技术。

国外海洋油气井完井技术主要有四个技术系列，即，孔斯泊格海洋（Kongsbergsubsea）公司的深水修井完井系统、斯仑贝谢（Schlumberger）公司的深水完井测试工具、Telepeff完井技术以及In-Charge全自动智能完井系统。

其中，Telepeff完井技术使用装满防砂介质的伸缩装置与储层表面接触，可使油气井无需进行射孔作业和砾石充填作业，实现全井防砂服务，从而避免了储层伤害和砂砾运移等事件的发生，有人称之为“防砂完井技术的革命”；In-Charge全自动智能完井系统是由贝克石油工具公司、贝克阿特拉司公司、巴西石油公司、Quantx公司等多家公司联合，历时5年共同完成的，该项技术实现了海上油气井完井技术的远程实时监测。

目前，地层测试技术（DST）是国外海上油田试采技术中较为先进、应用较为广泛的一种标准技术。

这是一种最终确定油气层性质的技术，即在钻井过程中或完井之后对油气层进行测试，获得动态条件下地层和流体的各种特性参数，从而及时、准确地对产层做出评价。

这种技术方法不但具有快速、经济的优点，而且可以从动态角度直接录取油气藏生产状态下的较多的数据参数，是一种比较经济的海洋石油完井技术方法。

海上油气井的投产，目前常用的技术主要是射孔完井投产技术。

该项技术方法有电缆输送射孔和油管（钻杆，连续油管）输送射孔两种方式。

射孔技术包括子弹式射孔技术、聚能式射孔技术、水力喷射射孔技术、机械割缝（钻孔）式射孔技术和复合射孔技术。

国外海上油田应用最广泛的是连续管或电缆输送聚能式射孔技术、复合射孔技术和超正压射孔技术。

国外较先进的海上投产作业技术系列有哈里伯顿公司的连续油管射孔压裂技术、贝克休斯公司的水平井油管送入射孔技术等。

国外海上油田维护性作业主要包括油气井冲砂，洗井及气举排液等措施。

在海上进行维护性作业一般采用连续油管或钢丝绳设备进行，使用这些设备不仅能大幅度地提高作业效率，而且能有效地控制海上修井作业的成本。

国外海上油田应用的增产增注措施主要是酸化、压裂、防砂和注水等几种。

在海上进行增产增注作业，由于海上平台面积小，一般的酸化压裂设备无法在平台上安装，因此需要依靠专门的酸化压裂船进行作业。

国外海上油气井酸化分为基质酸化和酸化解堵两种方式；海上油气井防砂主要有机械防砂和化学防砂两种工艺技术，海上油田注水应用较多的是分层注水工艺。

可膨胀实体管套修复技术是目前国外海上油田大修作业的一种典型的工艺技术。

和J用实体膨胀管技术既可用于老油田深层油藏开发的开窗井，取套井和重钻井眼进行作业，也可用于封堵水平重入井的穿透地层。

目前该工艺已经在钻井液密度达2.17g/cm3，水平井角度大干100o，膨胀深度超过7925.0m的井中应用。

该工艺能够成功地封隔射孔井段，为下部地层的压裂提供可靠的井筒。

国外海上油田广泛应用的生产测试技术为井下永久式电子压力计技术，它可以对油井的压力和温度等参数进行监测。

巴西的Campos油田和英国的北海油田有大面积的应用。

EZ-Gauge永久压力检测系统在越南海上油田井下250℃以上条件下能稳定工作，在稠油开采中对油藏管理和举升优化设计提供压力检测服务，在水深超过1200ft、井深达12000ft的大斜度井眼中可长时间稳定运行。

（2）井下作业技术装备概况

国外海上油田的井下作业装备以作业平台装备为主，主要包括固定平台作业装备、移动式作业装备和其他作业辅助装置等。

主要用于海上卫星式或丛式井平台大修井工程作业，应用最大水深为125ft。

该平台增加一个可移动的顶部驱动装置和成套的钻井工具，扩充钻井液系统，增大功率就可以变成一个小型钻井平台。

所谓驳船式修井作业装置就是利用驳船携带修井装置及支持系统进行海上石油工程作业的装置。

主要应用在水深7～18ft的大陆架浅海海域的钻井或修井作业。

自航式多功能轻型移动作业平台在海上航行和就位过程中无需拖轮辅助作业，故具有简单、机动灵活、工作效率高、安全、费用低的优点，适合干浅水边际油田的修井作业。

这是一种半潜式海上动力定位船，甲板面积大而开阔，特别适合完成多项作业。

可以为水下油井修理、油井解堵以及油井废弃等作业的高效快速进行提供足够大的操作平台；辅助以特制的修井隔水管，在Q4000型船上非常适合于用挠性油管、电力线和平直管线在整个油管范围内进行修井。

B迦OrangeXVIII号作业装备船是一艘按照北海作业环境安全要求建造的功能齐全的增产服务船，可完成包括充填服务和水上压裂服务等海上增产作业。

混合、泵送和存储系统使该船作业具有可靠性和高效性，并满足复合增产作业要求。

为了保证作业质量，所有的增产操作都可以通过远程控制和监视，当发生紧急情况时，可以通过“快速断开”技术安全方便地处置。

贝克休斯海上增产作业船（HRHughes号）具有两个相互独立的支撑剂筒仓，并列装配有两个混掺机；每分钟可泵入60bbl和220X104pang支撑剂，是墨西哥湾最大的压裂船。

该船的动力定位功能、双层船体、船位的矢量推进器及船头的方向推进器，可使其在墨西哥湾恶劣的海况下进行作业。

该船全长270ft，最大宽度56ft，主机功率3420hp，巡航速度12.5节，额定载员32人，具有卫星导航和定位装置，装备有动力定位设备、1000bhpcptunnel推进器以及1200bhp360。

船首矢量推进器，四片Ulstein全方位主螺旋桨。

该装备主要提供压裂充填支撑剂、H20-FRAQSM、H20-PAQSM、水平井砾石充填细砂岩以及酸化压裂、砂岩低于破裂压力酸化和其他的海上泵入作业。

2.2国内研究现状

我国油、气、水井多数已进入中后期。

随着开采年限的增长、作业次数的增多，事故井逐年增多且越来越复杂，修井工作量越来越大，修井费用也越来越高。

因此，快修井、多修井是油田稳定增产的重要措施之一。

油水井井下打捞作业，在该技术领域，随着井深、水平井等复杂井身结构技术的普遍应用，常规修井打捞技术已远远不能适用当前工作需要。

目前中原油田共有各类事故井1467 口，其中落物事故井577 口，约占事故井总数的39%。

针对这一突出问题，工程技术人员进行攻关，逐渐形成了一套成熟的井下复杂落物打捞技术，即：

定向斜井和深井套磨铣捞工艺技术、套管内团状电缆打捞工艺技术、固定复杂落物套磨铣捞工艺技术、套管内团状抽油杆打捞工艺技术、被卡管柱聚能切割技术、被卡钻杆爆炸松扣技术、水泥固定复杂落鱼打捞技术、4"套管内打捞技术。

另外在套管内重叠落鱼打捞、腐蚀油管打捞配套工具及工艺技术研究，也日臻成熟。

套管损坏（主要包括套管变形、破裂、错断和腐蚀穿孔）问题是国内外各大油田在开发中普遍存在的问题，尤其是油田开采到中后期，套管损坏问题越来越突出，造成了油水井停产、停注，甚至报废，已成为油田开发的心腹隐患，大大削弱了油田稳产的基础，造成油气生产成本居高不下。

目前全国油水井套管大修工艺技术主要包括整形技术、扩铣技术、取换套技术、堵漏技术等。

中原油田研制开发的液压套管整形器，对变形套管整形具有修井成功率髙、施工简便、安全、可重复整形等优点，该项技术解决了传统的套管整形技术，修井成功率低、修井周期长问题。

取换套修复技术应用套铣钻头、套铣筒、套铣方钻杆等配套钻具，优化套铣参数，完成对套管外水泥冒、水泥环、岩壁等的分级套铣、钻扩、磨铣，取出被套套管，下入新套管外接对口，最后固井完井。

目前，中原油田技术套管内取换套深度达2640m，裸眼取换套深度达1640m，处于国内领先水平。

复合堵溽技术应用研制的高效低密度水泥，采用插管式注水泥管柱和打工程孔工艺技术，对需要封层、堵漏和窜槽事故井实施修复，收到良好效果。

针对修复不同类型套损井的需要，大庆油田还相继研究应用了一套油、井套管大修工艺技术，主要包括解卡打捞、整形加固、取套换套、电泵井大修、爆燃修井、侧钻和报废处理等项技术。

在井深2200m以内，对套管变形、穿孔、破裂、错断井能进行有效的修复和处理，综合成功率达75%以上，在加快大修技术攻关的同时，努力增强大修配套施工能力，为阶段大修井数超过阶段套损井数，提供可靠保证。

3、毕业设计的主要内容

（1）阅读相关书籍和文献资料,了解国内外修井作业的研究现状及发展趋势。

（2）搜集修井作业的事故资料，并对事故资料进行整理，进行修井作业事故致因分析。

（3）撰写修井作业危险源辨识与评价研究方面的开题报告。

（4）完成修井作业危险源辨识与评价，主要就以下几个方面进行研究：

1）对修井作业中的事故进行统计，采用事故分析法寻找引发事故的原因。

2）在事故分析的基础上，从能量意外释放的角度，分析和辨识修井作业的第一类危险源、第二类危险源，并有针对性地制定安全对策。

3）针对修井作业的作业特点，参考作业条件危险性评价方法，研究并提出了修井作业安全评价法及其危险性半定量计量方法。

4）针对某一特定井，完成该井的修井作业危险源辨识与评价，应用所提出的修井作业安全评价法进行了安全评价，并设计了相应的安全技术措施。

（5）撰写毕业论文，准备答辩。

（6）翻译不低于15000印刷字符的相关外文资料。

4、所采用的方法、手段以及步骤

（1）了解修井作业的基本步骤以及各个步骤的工作原理。

（2）对修井作业中的事故进行统计。

（3）分析修井作业工艺流程，进行危险源的辨识及评价，并对多发事故进行分析。

（4）根据分析情况，针对作业特点，制定安全对策。

（5）应用修井作业安全评价法进行安全评价。

5、阶段进行计划

（1）第1-2周查阅资料，收集并了解国内外修井作业危险源辨识与评价研究的现状及发展趋势。

（2）第3周查找英文资料并完成翻译，撰写开题报告。

（3）第4-6周了解、分析修井作业过程中的危险危害因素，进行危险源的辨识及评价研究。

（4）第7-8周深入研究课题，收集资料。

（5）第9-10周资料整理完善。

（6）第11-14周完成毕业论文。

（7）第15-16周修订毕业论文，上交论文，准备答辩。

6、参考文献

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指导教师意见：

指导教师签名：

年月日

系（教研室）意见：

主任签字：

年月日