钻井井喷事故案例多媒体070922

钻井井喷事故案例吐哈钻井公司培训中心李林2007年9月一、气井井喷，不能长时间关井，不做井口压力控制东2井井喷事故案例东2井松辽盆地北部绥棱背斜带，青岗背斜构造上的预探井（直井）地处：肇东市宣化乡富荣村、富家围子屯西南500m目的层：探扶余、相大城子油层，兼探高台子油层于1988年3月1日开钻，设计井深2200米3月17日钻至775米，起钻中发生第三次井喷3月29日压井成功，报废处理FZ35x21四通井身与井口四系、三系79125210380467530556698774n4n3n2n1y2+3y1q2+3q18-1/2〞13-3/8〞x95m2-7/8〞x30m2-7/8〞x50m1.001.151.201.251.30g/cm3起至490米井喷（1）p=1.12p=1.20p=1.29759775624起至376米井喷（3）起至178米井喷（2）三次井喷钻井液密度发生了三次井喷密度1.12g/cm3钻至624m，起钻至490m井喷，喷高10m，抢接方钻杆，打入1.20泥浆压井成功，划眼到井底。密度1.20g/cm3原井深624m，起钻至178m井涌，抢接方钻杆，边循环、划眼到井底。后钻井液调整到1.29g/cm3，钻至759m，中途完井电测5天,安全。降钻井液密度为1.20g/cm3，钻至775m，起钻至376m井喷，在三次井喷中流体为气体。（收集气泡、气样分析97%以上为甲烷）第三次第一次第二次∮214x78扶正器（1.8m）∮214x78扶正器（1.8m）∮215钻头（0.16m）∮214x78扶正器（1.8m）∮178x57减震器（4m）∮178x78钻挺（9m）∮178x78钻挺（108m）∮159x78钻挺（27m）∮127x109钻杆第三次井喷钻柱结构钻头水眼：9mm*9mm*10mm第三次井喷，由于等候处理时间较长,发生井下井喷，使井喷事故恶化。3月17日5：08起钻至376m，钻具上顶3m，立即抢接方钻杆，循环钻井液，由于喷势越来越严重，5：30关井。钻井队接放喷管线，加重泥浆，并等总工赶到。14:00总工赶到井场时，井喷事故已经恶化（已关井8个半小时）约450m喷坑直径约10米约50m富家围子屯约2m井口西北偏东约500米处有富家围子屯屯西约50米处形成喷坑（直径约10米，喷高约2米），村中多口水井、菜窖冒气有一居民家炕底冒气井口套压为2.8Mpa(地层已蹩漏)本井穿过两个断层，断点分别为155m和465m第一步:堵漏，影响老百姓生命安全的井下井喷第二步:主井筒压井处理1、立即放喷点火，火苗7-8m长（喷出声音象火车开动的声音）2、正注堵漏泥浆（即泥浆中混入锯末和核桃壳）50m3，井口蹩压不超过2Mpa，泥浆漏光，不见效，钻头水眼被堵。3、反注（井口蹩压1.5Mpa）65m3堵漏泥浆及1700袋速凝水泥发生井喷第三天治住了井下井喷，富家围子屯不再冒气，但主井筒喷势不减。第一步第二步1、反注（套压控制1Mpa）50m3堵漏泥浆、1700袋水泥和10m3石灰乳2、反注（井口蹩压0.1Mpa）。清水混配石粉，以最慢速度过四通，使石粉下沉，共注100t石粉钻杆13-3/8〞套管火势变小没有效果分析：反注是无法在环空建立有效的液注或封堵层（因担心蹩漏不敢进行强化施工）3、下切割弹从368m处切割，正注（2次）泥浆26m3，水玻璃6m3，水泥1050袋。治住了井喷，该井报废历时12天，施工12次，共用191m3泥浆，4450袋水泥，100t石粉，6m3水玻璃等物资1、气体来自q2+3高台子油气层，裂缝气。第一次井喷是（密度1.12），由于部分钻开高台子，井喷、井涌气量不大。2、气层压力梯度约1.15左右，因为1.20泥浆起钻时，抽吸压力梯度0.05，在该情况下发生井喷3、井喷的根本原因是：钻井液密度设计太低（1.07-1.15）。当密度为1.29情况下，做到空井5天，电测安全，后来主管部门要求密度降到1.20，起钻时又发生井喷。事后认识该井移井位（新东2井），用1.27-1.29的钻井液，历时15天，顺利完钻教训1、气井发生井涌，不能长时间关井，不做井口压力控制。由于天然气的密度（常压常温下）是水密度的1/1000不到，与钻井液有强烈的置换性，滑脱上升，在关井下气体是带压滑脱上升。该井关井8小时之多，已发生井下井喷，套压2.8Mpa套管鞋处承受压力梯度为2.9（井口处充满气体）155m(断点)处承受压力梯度为1.8(井口处充满气体)地层早已蹩开，不仅威胁着生命安全，使井喷恶化，给压井工作带来较大困难教训2、发生溢流、井涌后，应立即关井，不能敞开井口循环，使气体侵入加剧。该井接完方钻杆后还敞开井口循环22分钟，出现不可收拾的地步才关井。3、压井过程应保护好钻头水眼，使其畅通。4、气体的可压缩性决定，发生溢流到井涌时间较长，从井涌到井喷是瞬间之事。及时检测溢流是井控的重要的第一关。二、发生井喷（尤其是气体井喷），首先坚持井底压力略大于产层压力，严防继续发生流体侵入.----不能盲目的放喷/卸压。本次，集团公司组织的井控检查，看到塔里木油区形成了完整的、先进的关井、压井技术，塔里木油区在极端复杂的地下、地面条件下，今年上半年遭遇了21次井涌/溢流，都正确处理，为中油集团的井控安全做了贡献。这些先进的关井、压井技术来之不易。为了加深印象，回顾一下迪那2井井喷失控事故迪那2井是山前构造带（东秋立塔克构造带）的探井.2000年8月5日，由大庆钻井公司（即第五勘探公司）承钻。发生井喷时间：2001年4月19日4:289-5/8〞技术套管下深4***m(缺资料)钻井液密度1.85g/cm3发生溢流井深4875.59m钻开目的层0.2m第一次发生溢流1.2-4.3m3，关井0:06分钟，立压14Mpa，套压16Mpa开节流阀，套压降为8Mpa，又发生溢流，溢流量22.7m35:15;立压升为27Mpa，套压33Mpa溢流初期应采取压回去的方法，由于溢流量少，井口压力又不高，产层联通性好，可以做到（但要严防压漏）。尽量减少井筒内已流入进来的气，然后采取重泥浆压井。事后评头论足一、开阔视野,准确掌握国际钻井项目HSE管理趋向在HSE方面，委内瑞拉同国际接轨，体系完整、制度健全、措施有力、考核严格，始终围绕着以人为本这一管理理念。三、关井初期准确求立压、套压、溢流量等数据，为确定正确压井提供依据。清溪1井井喷、压井情况清溪1井是中石化胜利黄河钻井三公司70158队承钻的探井，地处四川宣汉县清溪镇七村.构造---四川盆地川东断褶带清溪构造高点设计井深5620米目的层：主探石炭系，兼探嘉陵江组、飞仙关组、长兴组、茅口组及陆相层系4500m4000m3000m2000m1000m13-3/8〞x600m5-1/2〞钻杆4-3/4〞钻铤及旁通阀止回阀7-5/8〞x4260m10-3/4〞x3067m20〞x15m4285m裸眼25m抗内压87Mpa抗内压51.3Mpa3-1/2〞钻杆4194m4275m钻杆内容积:35.32m3环空体积:115.75m3井身结构及钻柱套管程序钻具组合飞仙关组2609m井口FH35-7035-1052FZ35-1052FZ35-105105Mpa5-1/2〞半封3-1/2〞半封剪切全封2006年12月17日第四次开钻(上层套管下深4261m,底脚破压梯度1.92),12月20日2:15用ρ:1.60g/cm3钻至4285m,钻速突然变快,钻进0.38m,发生溢流1.5m3,立即关井,套压20Mpa压力系数高:1.85左右（后来逐渐认识）压力窗口小:（破压系数1.92）产量大:（150-200万m3/日）1600m的3-1/2”钻杆，内阻大10-3/4”套管抗内压强度低（51.3Mpa）阶梯型井眼，在高速气流作用下泥浆容易被分散雾化，很难形成液柱压井难度井喷2914m4261m4285m∮168∮248∮161前期压井1、正注54m3（平均1.75g/cm3），反注100m3泥浆。停泵蹩压19Mpa，再用1.80g/cm3泥浆节流循环35m3，立压变为0，套压16.84Mpa将地层蹩漏2、控制套压8Mpa，正注堵漏泥浆20m3（密度1.70g/cm3），漏失15m3。3、节流循环（套压**)又发生溢流2m3，立即关井套压升为56Mpa，打开三条放喷管线放喷，套压4-5Mpa.前期没有求立压和溢流量，地层压力不清，无法确定压井泥浆密度。压井中把地层蹩漏第一次抢险压井正循环压井正注：ρ:2.05g/cm3泥浆250m3，排量2m3/min，立压30-40Mpa，套压12Mpa，喷出雾状泥浆关井套压42Mpa4条管线放喷正稳或套压降至能从环空挤注的条件下，反注重泥浆并跟紧水泥浆封井目标ρ:2.00—2.05g/cm3泥浆800m3.准备压井（平衡点法）失败原因节流阀冲蚀，套压只能控制到12Mpa钻柱内阻太大，钻杆循环头压力等级只有50Mpa,只能做到压井排量2.0m3/min第二次抢险压井此次压井曾时田等川局资深专家参与经过整改第一次存在的问题，确定强化平衡液注的形成。方案准备2.00-2.40g/cm3泥浆1000m3控制最高泵压49Mpa控制最高套压40Mpa保持3.0-4.0m3/min排量正注2.2g/cm3泥浆380m3，套压由37Mpa降至8-9Mpa，立压13Mpa，压井即将成功时。指挥人员听到放喷器处突然传来两声闷响，便决定打开5条放喷管线放喷。压井第三次抢险压井此次压井孙真纯中石油资深专家任副总指挥正注清水200m3正注2.20g/cm3泥浆500m3控制泵压65Mpa，套压40Mpa排量2.5-4.0m3/min反注1.90-2.20g/cm3泥浆，控制套压40Mpa反注水泥浆90m3（进入7-5/8”套管），排量2.0-3.0m3/min，接着正反注水泥浆进入地层时稠化初凝止，控制套压40Mpa，立压65Mpa方案按施工方案施工，压井、封井成功认识1、关井初期正确求立压、套压、溢流量是关键，可以防止压井的盲目性。在近钻头处安装止回阀时求立压，还要考虑泥浆中压力的传播时间。2、平衡点法建立液注，关键是强化施工（如排量、套压等）。因此，要尽量排除系统中存在的薄弱部位。3、井深结构有缺陷，从井口至3067m之间10-3/4”套管抗内压只有51.3Mpa，不仅为压井中强化施工设立了一道屏障，而且即使压井成功，ρ：1.85时3067m处内压为55.66Mpa，本井也只能以封堵压井报废，对此中石化领导开始还不同意。四、处理井喷严防爆炸与着火葡9-4-47井井喷爆炸案例葡9-4-47井是大庆长垣葡萄花构造（油田）上的一口开发井（今大庆油田公司采油七厂，厂部北）1976年5月，大庆钻井指挥部一大队12100队承钻，于5月9日钻至990m，完钻之后起钻，在浅气层部位抽吸，发生井喷。在抢险中引起爆炸，21人坐“土飞机”，其中18人被烧伤(井口形成喷坑钻机掉入)。中油集团对浅气层，没有明确的说法（规定）可以理解为：比目的层（即开采层）埋藏浅的，没有开采价值的气层（不是成片联通的、稳定的、一定储量的地层）不按埋藏深度，只以相对深度的说法。如四川油区1500m左右的零星气层叫浅气层，而青海油区500m的主力气层不叫浅气层。浅气层是一种叫法，并不等于埋藏深度浅的气层浅气层浅气层分布图例平面上横向上松辽盆地的浅气层埋藏200-700m不等，主要是嫩江组4段-3段的黑帝庙层横向上分布无规律，以岩性（砂体）控制的“土豆”状分布，对钻井而言是“遭遇战”由于埋藏浅，对井筒压力变化敏感，而且反应迅速由于“土豆状”砂体体积有限，所喷的气体刚好够烧毁一部钻机/喷坑够吞没一套钻机48m9m严防抽吸由于浅气层对井筒压力变化敏感，钻头处于浅气层部位或其上一定范围内，抽吸是井喷的主要原因。以葡9-4-47井为例钻头尺寸：∮213钻杆：4-1/2“×10.98mm，即外径114mm，内径92mm。当钻头处于浅气层部位时抽吸9m（即一个单根）1、钻头下部瞬时形成真空，将把气体引入到井内2、钻杆内泥浆顺钻头水眼下去填满钻头下部真空部位，则钻杆