河南永银施工组织设计1

河南永银化工实业有限公司40万吨卤折盐矿山钻井工程

施 工 组 织 设 计

河南省地质工程勘察院

二O一O年二月

河南永银化工实业有限公司40万吨卤折盐矿山钻井工程

施 工 组 织 设 计

院 长：张天增

总 工：邱金波

经 理：潘 峰

编 写：苗军辉 王吉平

审 核：邱金波

河南省地质工程勘察院

二O一O年二月

目 录

一、工程概况 ..................................................................................................... 1

二、主要施工方法............................................................................................. 1

三、主要施工机械设备表及管理 .................................................................... 6

四、资源配备计划............................................................................................. 8

五、工程质量保证措施 .................................................................................. 11

六、钻井技术措施........................................................................................... 19

七、确保工期的技术组织措施。 .................................................................. 20

八、安全文明施工措施 .................................................................................. 22

九、施工现场平面布置图 .............................................................................. 24

十、资料收集与整理 ...................................................................................... 26

一、工程概况

河南永银化工实业有限公司20万吨/年聚氯乙烯项目一期工程：10万吨/年烧碱，12万吨/年PVC项目，由河南永煤集团和河南银鸽集团共同出资，永煤集团控股建设的盐化工项目。工程地点位于河南舞阳县工业园区内，项目估算总投资10亿元。40万吨卤折盐矿山项目系20万吨/年聚氯乙烯项目配套工程，该矿山项目位于舞阳县孟寨镇梅庄村附近，40万吨卤折盐矿山钻井工程设计水平连通井4对8口，其中定向井4眼，直井4眼，采用水平井连通法开采。

地质概况：矿区是一个舞阳凹陷区域构造为背景，倾向北偏东230、倾角60的单斜构造。矿区内没有断层。矿体为多层复式矿床，内部矿层对比性好，厚度变化小，为典型的碎屑岩系硬石膏一石盐型矿床。

井位布置及设计井深：

二、主要施工方法

本项目卤井施工拟采用ZJ30J石油钻机。

2.1 直井施工井身结构（Y1、Y3、Y5、Y7）

全井分三次换径钻进（平均深度2000米）施工。

一开：采用Ф346mm钻头开孔，钻深约280米（根据以往施工地层），

下入Ф273mmⅹδ8.89mm表层套管（材质：J55,API石油油管），固井，候凝72小时。

二开：采用Ф245mm牙轮钻头，全面钻进至顶板以上15米停止，起钻后，下Ф177.8mm技术套管（0-300mδ=9.19mm； 300-2000mδ=8。05mm;材质：L80,API石油油管），固井，候凝72小时。

三开：换Ф152mm牙轮钻头钻进至底板内15米终孔，起钻后，下入Ф89mmⅹδ6.5中心管（材质：L80,API石油油管要求两端外加厚，长圆扣）钻至底板以上1米处。

技术套管、中心采用L80材质API标准石油管材，中心管要求两端外加厚，长圆扣。卤井施工，首先完成直井的施工，用于靶区盐槽扩容。

2.2 定向井施工井身结构（4眼Y2、Y4、Y6、Y8）

定向井施工属于水平定向连通井，4对井地面井距268—355m不等，平均按320m，溶腔中心点间距平均250m，垂直井深2000m左右，定向井施工同直井施工一样，要分三次换径钻进完成。

一开：用Ф346mm钻头，钻至280m左右（根据以往同区地层）下入Ф273mm表层套管，然后固井。

二开：下Ф245mm钻头，钻进至1837m左右，改用定向造斜钻进。以造斜率i=0.40/m钻至井深约2007m,顶角约为640时,下入Ф177.8mm技术套管,约1987m.然后进行二次固井.

三开：换用Ф152mm钻头，钻约260m，井垂深2000m，水平位移约327m，总井深：2247m，水平方位900，水平段长度约200m（穿越靶点7m止）。

靶区概况：直井井底靶区为新扩溶产生的有限靶区，该矿矿层较厚，因此靶区比较理想。为达到理想采矿必须确保第一靶点不超标。防止水平井眼轨迹与设计轨迹误差超标，并钻穿矿层顶、底板，造成溶采时顶板垮塌或采出围岩泥浆。

靶区限制：增斜段（第一靶区限制）

增斜段长度在225米左右，转弯半径在143米左右；增斜率控制在0.40/m，井径扩大率最大不超过20%，靶点设定在直井底板以上1米处,水平段轨迹与靶点偏离线≤±2m，Z方向≤±0.5m。

水平井井身结构的深度是按直井垂深2000米，直井井斜为零进行设计（理想），实际井身结构根据实际直井垂深，直井井斜角进行核应调整。

2.3 固井质量要求

一开固井套管：Ф273mm（J55、长280米、δ=8.89mm）

二开固井套管：Ф177.8mm×2000m（0-300mm井段。L80、δ=9.19mm;300-2000m井段，L80、δ=8.05mm），固井水泥型号及用量：各次固井均采用G级油井水泥，单个井固水泥用量预计为140吨。

表层套管及技术套管全井段封固，直至水泥浆返出地表为止。固井水泥要采用优质油井水泥，水泥浆比重在1.85以上。固井质量含盐段胶结良好率在90%以上，胶结中等小于7%，胶结差小于3%。非含盐段扶正器50米一个，含盐段扶正器10米一个，技术套管固井72小时后试压至12Mpa，30分钟内压力降小于0.5Mpa。

2.4 完井后应进行必要的测井工作，主要有声波时差，自然r电阻率，井径，井温等。

2.5 钻井施工技术要求及质量标准

2.5.1井位：施工的实际井口坐标，与设计井口坐标误差不得超过1米，但测量精度则必须达到毫米级。

2.5.2钻进方法：上部地层采用低固相优质泥浆作钻井液进行钻进。钻进至矿层顶板以上30米左右时，改用饱和盐水泥浆作钻井液进行钻进。

在表套和技术套管固井后，分别候凝72小时，方可继续钻进。钻进过程中，如遇井涌、井喷，应先止涌、止喷再继续钻进，如遇漏失情况比较严重时，应先堵漏，再继续钻进。

2.5.3综合录井

（1）岩屑录井：全面钻进井段进行岩屑录井时，地层分组，分段界面上、下各20米左右，标志层附近，每2米取一个砂样，其余井段每5米取一个砂样编录。精确定深度。

（2）钻时录井：全井段均进行钻时录井，钻时录井间距为：顶板30米以上地层1次/5米；顶板及含盐系地层1次/1米。

（3）水文地质观测，全井应进行简易水文观测。如遇漏水、涌水、涌砂，井喷及掉块，缩径等情况，应记录其地层，岩性起止深度和水位等。

2.5.4地球物理测井

（1）全井需进行地球物理测井，测井分两次进行，一次在表层套管固井以前，一次在技术套管固井以前。

（2）测井项目：2.5米底部梯度电极系视电阻率测井。自然电位测井，自然伽马测井，井斜及井径测量。

（3）下技术套管固井后，需进行声幅测井检查固井质量。

2.5.5直井段质量标准。

（1）井深误差<0.5‰

（2）井斜误差：钻进工艺要求尽量垂直，井斜<50（规范不大于70）。测点间距30米，相邻测点方位角变化不超过450/30米，井斜度变化不超过1.50/30米。

2.5.6定向水平井造斜段及水平段钻井主要参数和质量要求。

（1）钻进至B点，即井斜度约600左右。

（2）造斜井段平均造斜率i=0.3-0.50/m。

（3）造斜井段未端C点，井斜度约850-900，开始转入水平井段，要求中靶误差<1米（即“靶区”控制在Ф2米范围）。

（4）定向水平井直井段尽量垂直钻进，要求井斜<20，并努力使其向直井（目标井）倾斜，为此，需加强测斜和钻井轨迹控制。

（5）钻进至B点下20米，即井斜增至640左右时，下技术套管固井，要求套管鞋下呈圆弧形。

（6）钻进至C点，进入水平井段时，要严密监测钻进轨迹变化，保证水平井段不出“靶区”，在盐层底部与目标井实现对接连通。

2.5.7固井质量检查

（1）注水试压

表层套管固井水泥返出井口，可不进行试压，但固井水泥需候凝72小时后，方可继续钻进。

技术套管固井候凝72小时后，进行管内外试压。先钻水泥塞至最下部一根套管中部时，进行管内试压；然后钻水泥塞出套管鞋0.3-0.5m,进行管外试压.技术套管内外注水试压至12Mpa，30min内压力降幅<0.5Mpa为合格。

（2）声幅测井

技术套管固井后，需进行声幅测井，检查固井质量。根据声幅测井曲线，固井质量分三个等级，套管与井壁间水泥胶结好，胶结中等和胶结差。要求技术套管下部500米的井段，胶结好与胶结中等之和达95%以上；技术套管上部井段胶结好与胶结中等之和达90%以上，视为固井质量合格。

2.5.8盐井完成

（1）完井方式：直井采用后期完井法，定向水平井采用先期完井法。即先钻至造斜点上部，与直井对比，然后确定造斜点深度，再造斜钻进至顶角640以内，造斜长度不超过190米，然后下技术套管。固井后再造斜

钻进及水平段钻进，在盐层底部与直井对接连通。如水平井段己钻达直井底部而未连通，可根据终止点坐标，进行定向喷时建槽，促其尽快连通。

（2）试采：对接连通后，先从定向水平井注水采卤8h左右，观测注水量，出卤量和卤水浓度；采卤正常后试采结束。

三、主要施工机械设备表及管理

3.1 主要生产设备投入配置情况一览表

3.2 设备管理

石油钻机作为我院目前最大的施工机械，也是我院重点投资发展方向。如何使其保持高度完好状态，提高生产效率和利用率，延长使用寿命，以达到设备周期费用最近经济，设备综合效能最高——取得较高的机械化施工效益，必须重视石油钻机设备管理。

任何机械都是通过人的操作才能发挥作用，操作人既是机械设备的保管者，又是机械设备的直接使用者，他们对设备的情况最熟悉，一切管好、用好、维护好机械设备，不是少数专业人员所能解决的，必须充分发挥群众管理的作用，是专业管理建立在群众管理的基础之上，形成专管成线，群管成网的综合管理体系。

群管的主要形式：

建立机械设备责任制，根据责任制的要求把每台设备的每项工作如操作、保养、日常维护，具体落实到每一个人。

建立施工班组“五大员”（计划员、核算员、记录员、工具管理员、统计员）

3.2.1重要管理内容：

（1）使用管理：

①不得违反操作规程以及安全生产的有关规定。

②机械设备不得带“病”作业或超速、超载、超压、超温运行。

③不得任意拆卸机械设备上的零部件和附属设备，尤其是安全保护装置。

④机械设备的燃料和油料必须按规定的牌号使用。

⑤进入冬季施工必须采取防冻防滑措施。

⑥投入使用前，必须使各种运行条件满足工程机械的设计要求。

（2）维护管理：

①整齐：工具、附件齐全，设备摆放整齐，合理。油、电、气管线路安装整齐，安全可靠。

②清洁：设备内外无油垢，锈蚀，无五漏现象（漏油、漏水、漏电、漏气、漏钻井液）。

③润滑：熟悉润滑部位，按时加油话换油，油质符合要求；油枪、油孔、油槽齐全，清洁；油泵压力正常，油路畅通，各部分轴承润滑良好。

④紧固：对于很多可拆卸联接件和依靠自锁联接的部位，由于设备工作时不断振动，有些螺栓可能松动，若不及时紧固轻则造成部件变形，重则造成机械事故。

⑤调整：一些零部件的相对位置和工作参数，需要不断地进行检查和调整，保证机械正常的工作。

⑥防腐： 机械大多是进行野外作业，气候条件恶劣使用过程中不可避免地受到不同程度的腐蚀，必须经常地采取防腐措施，加以保护。

⑦安全：熟悉设备性能，遵守安全技术操作规程，防止人身和设备事故，实行交接班和凭操作证上岗制度。

3.2.2其它：

为了施工安全顺利进行，按照“预防为主，养修并重”的指导思想。，同时做好设备的保养，检查和修理工作。对于一些机械设备附件及专用工具由专业维修人员保管。

为了督促落实工程机械管理的各项规定，规程和制度的认真贯彻和执行，必须进行设备自检互检和定期大检查；同时开展年度评比活动，对于完成任务好，技术状态好，使用好，维护好，保管好安全生产好的给予精神鼓励和精神奖励，以调动广大机械设备和使用人员的积极性。

四、资源配备计划

4.1 人力配备计划

我们拟组建项目部，项目部下辖2个井队，每个井队人员配备40人左右，具体方框图如下：

4.2 材料供应计划

4.2.1直井：

4.2.2定向井：

五、工程质量保证措施

5.1 开钻前质量保证措施

5.1.1招开全体职工大会认真学习，领会设计内容，使每个职工做到心中有数，并制订出相应的技术安全措施。

（1）施工场地准备技术工作：

①根据钻机基础设计图的要求平整井场并夯实，土壤耐压力不低于0.15Mpa。

②以井眼为基准，画出纵向和横向中心线及所有地面设备基础位置线。

③摆放基础。基础上平面允许水平高度偏差不大于3mm；井架、船形底座下必须摆放同一类型基础。

④按设备安装摆放图画出设备安装摆放位置线。

（2）搬迁准备工作

①召开职工大会，进行合理分工，明确任务和质量要求，交待注意事项及安全要求。

②准备好吊装设备的绳套、绑车的铁丝或绳索及其他用具。

③零散物件归类放入材料房或工具箱，并固定牢靠。

④分组搬迁时，宿舍内物品应收藏好，需固定的固定好，关闭电源开

关。

（3）设备吊装顺序：

钻台——绞车——二层台——井架——游车大钩——水龙头——钻台附件——起升支架——传动机组——船型底座——钻井泵——柴油机——压风机——发电机——配电装置——油罐——循环罐——高压管汇——值班房——野营房——其他。

（4）钻机的安装质量要求：

安装质量应达到“七字”标准和“五不漏”要求：

①“七字”标准：平、稳、正、全、牢、灵、通。

②五不漏:不漏油、不漏气、不漏水、不漏电、不漏钻井液。

（5）设备安装顺序

移动导轨——船型底座——钻台——绞车——传动装置——柴油机——井架——二层台——天车——游车大钩——转盘——起升支架——水龙头——压风机——发电机——配电装置——油罐——循环罐——独立机泵组——高压管汇——野营房——其他。

5.1.2安装时要保证天车、游车、井口三点一线，误差不大于10mm。

5.1.3地面高压泥浆管要流动试压，不晃、不跳、不渗漏为合格，各类仪表、工具必须灵敏、齐全、可靠、准确。

5.1.4必须备好一开的所有材料和工具才能开钻。

5.1.5全井应加强钻具管理，防止钻具事故，各类接头使用超过400小时必须更换，入井钻具必须按API标准要求的扭矩紧扣。

5.1.6入井钻具、工具，接头丈量必须精确并认真记录，确保完井深度与电测深度基本吻合。

5.1.7特殊钻具、工具、接头入井要测图并认真记录。

5.2 各工序段质量措施

5.2.1一开井段

（1）钻具组合：Ф346mm牙轮钻头+Ф159mm钻铤+Ф127mm钻杆+133方钻杆。

（2）钻进参数：钻压不超过所加钻铤的50%，最大钻压不超过80KN，转速 60 r/min,排量 26 L/S。

（3）上部地层疏松，钻进中注意开孔要直，轻压慢转，钻压不要超过钻铤重量的50%，适当泵量，维护井壁稳定，保护钻井基础，防止地表水污染。

（4）井孔要垂直，下表层套管要加设扶正器。精确计算钻深，下表层套管时，口袋长度要控制在1米以内。

（5）下表层套管前要将井底沉砂清洗干净，保证下管顺利到位。

5.2.2二开井段

（1）二开直井段

①钻具组合：Ф245mm牙轮钻头+Ф159mm钻铤+Ф127mm钻杆+133方钻杆。

②钻进参数：钻压100－120KN，转速 60－120 r/min,排量 31L/S。

（2）二开造斜段

①钻具组合：Ф245mm牙轮钻头+Ф172mm1.75°单弯头+Ф165mm定向直接头+Ф159mm无磁钻铤+Ф127mm斜坡钻杆。

②钻进参数：钻压0-30KN,转速依马达而定，排量20L/S,泵压13Mpa。

（3）二开按设计装好井口，钻铤出套管鞋前要轻压慢转吊打，保护套管鞋。

（4）司钻要认真判断井下情况，处理好软硬地层交界面，控制好井眼轨迹。

（5）认真配制钻井液，确保性能达到要求，保证孔壁稳定。

（6）钻进中若需停钻检修，有条件时，必须维持循环，且不能长时间在同一深度循环泥浆，以防冲垮井壁。要及时活动钻具，以大幅度上下

活动为主，不充许长时间停止在一个位置空转。

（7）起下钻要注意控制速度，平稳操作，要注意防止阻卡、防止产生压力激动。下钻遇阻，下压吨位不准超过10吨；上提遇卡，上提拉力不准超过原悬重15吨；起钻时如发现环孔泥浆外返，应接方钻杆循环处理，避免井下复杂情况发生。起钻时至井眼曲率较大的井段要用一档慢起，判断有键槽时要及时予以破坏。

（8）开泵时不要过猛，小排量循环正常后再按正常排量开泵，以免憋漏地层。

（9）发现井下垮塌时禁止在垮塌井段高速起下钻及转盘卸扣。

5.2.3三开定向段

（1）钻具组合：Ф152mmPDC钻头+Ф120mm1.5°单弯头+Ф103mm定向直接头+Ф89mm无磁承压钻杆+Ф89mm钻杆。

（2）钻进参数：钻压60KN,转速依马达而定，排量16L/S，泵压16Mpa。

（3）下Ф152mm平底钻头磨鞋磨掉胶塞、阻流环和引鞋，后下入Ф152mmPDC钻头和Ф120mm螺杆钻进水平段。

（4）水平段钻进应严格执行定向技术人员的技术措施，根据井下实际情况适时进行短起下钻，下钻遇阻严禁猛提猛放，应立即开泵顶通划眼，但应防止划出新眼。

（5）水平段起钻一律用一档，在水平段及进技术套管鞋要注意指重表的显示，遇阻不得硬提。

（6）水平段钻进必须注意泥浆性能的维护与净化处理，确保具有良好的携屑性、润滑性和流变性，以满足水平井井壁稳定和携屑要求，以防止钻屑床形成和卡钻事故的发生。

（7）在水平段钻进过程中，应密切观察泥浆涌漏情况，如泥浆有涌漏并有进一步增加趋势时，说明水平井与邻井直井溶腔对接，此时应将钻具起到安全井段，防止井喷、井垮造成井下事故的发生。

5.3 井身质量保证措施

5.3.1各井队施工时，应严格遵守设计方案，针对具体情况可制订更细的方案和措施，并组织落实，确保质量目标实现。

5.3.2配备精良的井身质量控制装备、工具和仪器。采用单分点测斜仪以及有线随钻或“MWD”监测井眼轨迹，确保井身质量万无一失。

5.3.3直井段每50米测一点，定向造斜井段、水平段、每钻一单根测量一次井斜和方位。并及时计算井眼参数，绘制井身水平投影图、垂直剖面图，实行动态控制。

5.3.4项目组严密检查钻进施工，确保钻井队施工过程中的钻具组合，钻进参数，钻井操作，井眼轨迹监控处于受控状态。

5.3.5钻井施工中井眼轨迹偏差必须控制在设计范围。

5.3.6钻井施工中井眼轨迹偏差超过设计要求时，井队要立即停钻，及时向项目部汇报，由项目部向甲方报告。严禁隐满事实真相。

5.4 分段钻井液调配设计措施

本矿区含盐段在1600米以深井段。钻探进入含盐段后，如果继续使用淡水泥浆必将造成盐矿层的溶解，进而造成含盐段超径后的地层垮塌等恶性事件，直接威胁钻井安全。如果全井段都使用盐水泥浆，一方面盐水泥浆维护复杂，成本高；另一方面盐水泥浆对钻井管材腐蚀大。因此在泥浆设计中考虑在不同的井段使用不同的泥浆体系，既可以保证钻井的安全，又可以降低泥浆费用。

5.4.1一开井段钻井液调配。

一开钻进中，钻遇地层大多属于第四系地层，钻井周期短，采用“淡水+粘土+少量处理剂”配制泥浆。

（1）钻井液性能：密度1.05-1.10g/cm3；漏斗粘度30-40S。PH值8。

（2）钻井液配制及维护处理方法。

①开钻前配制70m3膨润土浆。配方：淡水+钠基膨润土8%，按配方

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