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創作區名稱: 鑽探小百科-現地版

摘要:
鑽探小百科-現地版
主編:
林銘郎
編輯群:
吳杰祐  
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目錄:
 ◆ 鑽探小百科

◆ 鑽探小百科
 

鑽探小百科---無敵現地版

小紅豆:阿山哥~~~ 怎麼辦?.. 明天公司要我去監工鑽探的作業,可是.. 我對鑽探流程根本沒啥概念

阿山哥:叫你平常多努力,你就不肯.. 現在終於知道學習的重要了吧!!

小紅豆:哎啊!! 快救我啦 >”<

阿山哥:好啦好啦~~ 當然會幫你啊!! 我手邊剛好有ㄧ個工程正在施作鑽探,現在就帶你去看吧!

小紅豆:!  那我們快出發吧~~~

 

 

阿山哥:到了喔!!! 我們快去看吧~~ 我還幫你找一位我們公司相當資深的工程師,待會大家就ㄧ起討論吧!

小紅豆:大感恩捏~~~

阿山哥:幫你介紹一下,這位是本公司的資深工程師『大榔頭』

大榔頭:哈哈~~ 大家別太客氣!! 我們快進去看吧~

 

鑽探流程

阿山哥:先給你看一下我們作鑽探的流程圖吧!!!

小紅豆:感謝啦~~~

阿山哥:你先看看有沒有問題吧!! 不過我們今天的重點應擺在現在施作的部份。

小紅豆:! 那我先看看~~

 

 

 

鑽探流程表


工作流程

      

機具動員準備

1.基地現場巡視觀察

2.原物、料人員配置

3.尋覓水源

 

鑽探場所佈設

1.施鑽前測量記錄表填報

2.標示鑽孔位置

3.整地

4.每日施工完畢巡視安全措施

 

 

 

現 場 鑽 探

1.鑽機組立,接水

2.施鑽

3.土壤及(薄管取樣)岩心取樣

4.依約需於施鑽中配合之試驗

(標準貫入試驗、水壓計及水位

觀測井埋設、滲漏試驗、地物

探測等)

結     果

1.樣本整理,保存及拍照

2.工作日報表填寫

3.現場之清潔及復舊工作

4.報告書編製

 

 

 

組立安裝事宜

小豆子:我看工人在鑽機組立安裝相當熟練耶!! 不過我們應該需注意那些事項啊?

 

阿山哥:~ 不錯喔!! 你很快就問到重點~~ 『鑽機組立安裝包括鑽機組裝、井架架設及抽水機設備。通常先組裝鑽機,於鑽機基礎
                固定後調整鑽機呈水平,再豎立井架,並將井架中心對準鑽機之旋轉機頭,並固定井架,於拉設抽水機及水管,完成鑽機
                組立安裝。』
大榔頭:說的很好! 那我來補充一下~~ 『鑽機組裝的好壞,對整個鑽探工程有很大的影響,鑽機底座必須平穩堅固,如此可減少鑽
               孔偏斜的發生,並確保鑽進工作得以順利。』

 

小豆子:!! 聽到好多陌生的名詞先讓我消化一下 ^^”

阿山哥:哈哈加油吧!!! 有問題的話就提出來吧~~

 

鑽探用水

小豆子:剛剛有提到抽水機設備,但我不懂的地方是施鑽過程中為什麼需要用水,又該如何取得?

 

阿山哥:這問題很簡單!! 『為了冷卻鑽頭,並清除掉落孔底的岩屑,把它帶至地表,施鑽過程中均需用沖洗介質沖洗鑽孔。一般在
                 穩定地層中鑽進時,可用清水作為沖洗介質,若於不穩定的岩層中鑽進,則使用具有保護孔壁功用之泥漿,兩者均需有充
                 沛水源。另為提供施鑽中穩定水量,通常於鑽機附近挖掘臨時蓄水池(或迴水槽),除可將鑽孔迴水循環再利用,亦可避免
                 施作場所太泥濘。尤其是於都會區施鑽時,迴水槽為必要之設備,用於回收鑽探泥水,避免污染環境。』
大榔頭:阿山哥進步很多喔!! 重點都有提到了! 我再補充一下吧~~『於鑽探場所附近覓得水源後,利用抽水機及專用水管,將水接
                 至蓄水池,再利用另一部抽水機抽水,供鑽機使用。敷設路線愈短愈好,且需砍除雜草及樹枝,便於水管之佈設、檢修及

                  撤收。』


保護孔壁

小豆子:要怎麼做才能讓鑽探的過程更穩定啊?

阿山哥:~ 這又是一個很重要的問題囉!! 『為了穩定鑽孔,必須使用套管。而套管還有防止崩孔、防止漏泥等作用,如蓋層、不
                 穩定岩層或深孔之施鑽,還需下套管。』

小豆子:原來是這樣啊!!

大榔頭:『在複雜地層中鑽進時,即使採用了專門的沖洗液(穩定液)也可能出現孔壁坍塌和孔徑縮小,此時只能下套管封隔不穩定
                 的岩層,然後繼續鑽進。』
鑽孔偏斜修正

小豆子:我突然想到一個問題,鑽孔會不會偏斜啊?

 

阿山哥:這也是個不錯的問題喔!! 『施鑽中之鑽孔難免產生偏斜,若鑽孔深度不深,些微偏斜是可被接受而忽略的。惟鑽孔偏斜是
                 鑽探品質指標之一,一旦發生嚴重偏斜,可能帶給施鑽困難,甚至報廢鑽孔。因此經常注意操作技術,使偏斜之程度儘量

                 減少。』

大榔頭:哈~說的不錯喔!! 『深孔鑽探時因地質、器材或操作等因素,造成與原定方向不同,而產生偏斜。因此深鑽孔施工規範會
                 要求施鑽過程中進行鑽孔偏斜量測,若偏斜角度大於施工規範要求,則需利用導斜楔改變鑽孔方向及角度,作鑽孔偏斜修

                 正。』


施鑽效率與品質

小豆子:要怎麼做才能確保施做鑽探過程中的效率跟品質啊?

阿山哥:! 小豆子越來越進入狀況囉~ 又問到另一個重點了! 『施作鑽探的過程中,通常一部鑽機至少2個人,一個為鑽探領班,
                 另一個為助手,可依工作需要再增加人手,而部份重大建設、地質研究、探油()之鑽探團隊則配有專業地質師駐井。有
                 經驗及技術良好的鑽探領班及默契良好的助手為鑽探效率與品質的必要條件,並在監工督導下,確實執行依施工規範定訂
                 施工品質標準,如此在領班與監工密切配合下,達成目標。』
大榔頭:哈哈~~ 說的沒錯『由於鑽探工作是一項專業技術,鑽孔狀況於鑽探過程中隨時改變,領班需具有依地層狀況調整鑽壓、
                 水量、鑽機轉速、於不同地層換用適合的鑽頭等應變能力。』

如何紀錄

小豆子:施做過程我大概了解了!! 不過.. 要如何紀錄鑽探的結果呢?

阿山哥:哈哈~ 我早就知道你會問這個問題!! 我把一些紀錄的表格給你看一下

 

鑽井事故處理

阿山哥:鑽探蠻有可能發生事故的喔千萬要小心啊~~

小豆子:那麼可怕啊 >”< 快跟我說一些事故要怎麼處理吧!!

阿山哥:好啊最常發生的應該是噴井吧~~~

小豆子:什麼叫噴井啊?

阿山哥:受造山運動、地層地溫、海拔高差在連續地層形成之水柱壓力等,均可能造成異常高壓之地層流體壓力,如果未作適當
                 的防範措施,地層流體即可能由井口噴出至大氣中,這個現象稱之為噴井。
大榔頭:造成噴井的原因很多,其原因有:()井口泥漿面未滿、 ()起鑽之抽刷作用、()漏泥漿、()泥漿比重不足、()異常
                 高壓之地層等,因而使泥漿柱壓降至低於地層壓力,致地層流體進入井內造成噴井。

小豆子:這一定要防範才行啊! 但是噴井會有前兆嗎?

阿山哥:當然啊! 以我的經驗,噴井前會有()氣切(GasCut):循環泥漿回流至地面時有氣泡之存在、() 地層流體活動侵入井孔,
                 導致回流泥漿體積增加、()停泵時井口泥漿濫流、()井口衝噴等徵兆,此時如處理失當,最後即可能造成噴(Blowout)
                 之失控狀態。
小豆子:但如果真的發生了,該怎麼處理呢?
阿山哥:噴井時,無論井內有無管串,應利用井口頂端之防噴器將井關閉,必要時在井噴壓力下抽出或擠入管串,以控制油氣、
                水、泥漿、氣切泥漿等之洩壓,並從鑽桿及環孔泵送泥漿,以恢復正常的鑽井工程。
大榔頭:沒錯一旦發生井噴,不只不容易控制,而且造成環境污染,更容易發生火災,導致金錢和設備之損失,嚴重甚至工作人
                員的傷亡。注意井噴之徵兆以及防噴設備功能和操作可降低噴井之發生,確保器材及人員之安全。

阿山哥:謝謝大榔頭的補充喔!! 對了~~ 在施作鑽探的時後,還滿常發生卡機的喔 >”<

小豆子:為什麼會發生卡鑽?

阿山哥:卡鑽可分為差壓黏卡、鑽屑停滯或糊鑽、塌井、急彎匙孔卡鑽四種。其原因分別為 ()差壓黏卡:常發生在滲透率良好之
                 低壓砂層,因井內泥槳柱壓超過地層壓力之差壓,使泥壁對鎮出產生極大的吸附力,致鑽串被卡(圖六)()匙孔卡鑽:為
                 井程發生急彎後再繼續往深部鑽進,到鑽桿大接頭部份磨蝕地層,產生匙孔(圖七)。鑽串受到急彎之影響於起鑽中管串進
                 入匙孔,輕者能下不能上,嚴重者無法上下、旋轉、引起卡鑽。()鑽屑停滯或糊鑽:係由於岩屑之停滯於井眼內所引起
                之卡鑽或鑽串因糊鑽導致。此些原因皆由於泵循環量不足所引起者,欲避免此原因應增加環速及噴速,尤在潤濕性頁岩, 
                糊鑽問題更形嚴重。除開大泵循環外,更須調整泥漿性質,否則很快的增加泥漿比重、黏度、固粒含量及膠黏力,嚴重者
                將引起糊鑽導致卡鑽,鑽屑停滯除泵循環不夠外,最主要之原因為井孔擴大,於井孔擴大部份環速減低,引起滯積鑽屑於
                井孔擴大部份。()引起塌井之原因則係地層中不穩定之困擾性頁岩因其所含水份,礦物成份,離子交換能量(Base- 
                exchange Capacity)吸水量(Inhibition),頁岩所受壓力
(Compaction),硬度,脆度,裂縫程度,地層傾斜度等各種因素,
                使裸孔情況惡劣,鑽井工程受阻。

小豆子
:卡鑽看起來對鑽井工程之安全、進度、經費影響都很大,那麼要如何事先預防呢?
阿山哥:要預防卡鑽就要從事前排除可能引起卡鑽的因素,所以不同的卡鑽原因其預防措施也不同。()差壓黏卡之預防: A. 鑽井
                 前應(A)確定可能引起差壓黏卡之滲透率良好地層,並評估改變套管設計。 (B)事先計劃發生黏卡時使用之潤滑劑。B. 鑽進
                 中應 (A)控制泥漿的固粒 (B)盡量減少鑽鋌與泥餅接觸面積。(C)適當控制泥漿比重,以免造成太大壓差。(D)儘可能在裸孔
                 地層劃出地層壓力與泥漿柱壓關係圖,使差壓愈少愈好。 (E)維持泥漿固粒含量最低的狀況。(F)隨時保持管串活動。(G)
                 免使用管串長時間靜止的測井方法,宜採用隨鑽測井儀(MWD)(H)經常在滲透率良好的地層作抽刷試驗(Wiper Trip)借以
                 刮掉泥壁。()鑽屑停滯或糊鑽之預防:係由於泵循環量不足所引起者,欲避免此原因應增加環速及噴速,尤在潤濕性頁
                 岩,糊鑽問題更形嚴重。除開大泵循環外,更須調整泥漿性質,否則很快的增加泥漿比重、黏度、固粒含量及膠黏力,嚴
                 重者將引起糊鑽導致卡鑽,鑽屑停滯除泵循環不夠外,最主要之原因為井孔擴大,於井孔擴大部份環速減低,引起滯積鑽
                 屑於井孔擴大部份。()塌井之預防:A. 選用適當之泥漿、B. 選用適合泥漿材料、C. 要有適當之泥漿比重值,以克服井眼
                 穩固、D. 要有適當的泥漿流動性質,避免太高環速,但求井孔之鑽屑排淨,清理妥善即可,以避免井壁沖蝕,消除起下鑽
                 之阻礙、E. 泥漿在高溫高壓下脫水儘量減低,以免侵入地層內、F. 串必須保持引張狀態,避免管串之彎曲或衝擊井壁、G.
                 儘可能避免井彎、H. 下鑽速度放慢,避免壓力衝擊、I. 起下鑽時於發生困難的地層段,緩慢起管,以免抽刷,誘致塌井。
小豆子:聽起來好嚴重喔 >”< 那鑽進中發生卡鑽時應如何處理?
阿山哥:發生卡鑽時首先必須先測定管串仍自由的位置,亦即所謂的自由點(FreePoint),以便決定下一步的排阻措施。通常測定自
                 由點的方法有下列二種:(1) 測定管串在不同拉力下伸長量的變化情況,依據下列二個公式予以算出:
                    
                    Lm88.275 XWI/P……………………………(公式一)                     
                         Lm=自由管串的長度,公尺

                           W=管串每呎的重量,磅

                            P=兩次不同拉力之差額,千磅

                            l=管串在兩種不同的拉力下仲長之差額,公分

                             X=卡鑽位置,公尺

                       XAe30104/S…………………………(公式二)
 
                             X=卡鑽位置,公尺

                             A=鑽串之截面積,平方吋

                             e=平均伸長,公分

                             S=拉重,磅
                
                 (2)利用施蘭卜吉(Slumberger)公司之自由點指示儀(Free Point Indicator)下入管串內,依據管串在拉力(Stress)或扭力
                 (Strain)作用下,其鐵分子結構會產生變化,即可測出管串自由點的位置(如圖21-42)。此種方式一般都於準備進行施炸退
                 扣時才採用。就炸退管串的觀點而言,以扭力法所測定的自由點較拉力法所測定者準確。
大榔頭:自由點測定完後,即可依據不同的卡鑽狀況進行排除作業。差壓黏卡之排除方法為(l)U形管法:本法適用於井孔穩定性良
                 好及泥漿差壓不大之情況。其方法為於鑽管內注入低密度液體(一般使用柴油)以置換管內泥漿並將環孔內之泥漿排放至泥
                 漿池,其後再利用管內外之差壓將低密度液體由鑽管內回流至井口排出,進而使環孔內之泥漿面降低,達到降低泥漿柱壓
                 之效果。 (2)浸泡液法:如「U形管法」無法奏效,應迅速改注入活性劑Pipe-Lax等浸泡液,浸泡液量一般為環孔容量的
                 1.2-2.0倍。(3)地層測驗器消除差壓法:如被黏卡管串經使用上述二種排阻方法均無效後,且裸孔井況良好及有合適之地層
                 供坐住填塞器時,則可下地層測驗器開井噴流,消除管串黏卡處之泥漿差壓,使管串恢復自由。 (4)機械排阻法
                 (Mechanical Method):是指利用機械方法來破壞泥壁對鑽串的黏著力,又可分成下列二種:(A)衝打排阻法:鑽串於發生黏
                 卡後,先將鑽串於自由點處炸退起出,然後下跳打器至遺留管頭盲接後,操作跳打器使其對被卡鑽串施以向上衝打,使鑽
                 串恢復自由。(B)套洗排阻法:為利用一只套洗鞋上接大口徑薄管壁之套洗管,下入井內套入遺留管頭後進行套洗,以破壞
                 鑽串與泥壁間的黏著力,套洗某一長度後,即將該段鑽串炸退起出。然後再行套洗、炸退,如此反覆進行,直至撈出全部
                 遺留管串為止。其他如鑽屑停滯或糊鑽、塌井、急彎匙孔等卡鑽之排除,則以衝打排阻法及套洗排阻法二種為主。
小豆子:剛剛有提到匙孔,請問如何防止發生匙孔?
阿山哥:1.井程儘可能保持順直。2.於井彎地區鑽鋌,穩定器等不使用硬金屬耐磨加強物如鎢碳鋼,以便卡鑽時易於磨銑。3
                 鑽鋌使用根數只夠鑽頭加重即可,以免多餘之鑽鋌增加引張力量。4.泥漿中增加潤滑劑。5.發現急彎後於此深度之鑽串
                 接裝匙孔爹孔器終(Key Seat Reamer)於鑽進中同時擴修井眼6.記錄起下鑽遇阻卡位置結合測井資料分析判斷匙孔位置提
                 前處理。

 

 

 
編輯: 吳杰祐  版次: 3  最後更新時間: 2008/3/6 下午 07:46:25 

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