井喷着火抢险

1、概述井喷是地层流体失去控制的流动。这种流动可进入裸露（地层压力低且渗漏率高）地层，称为地下井喷，或者在地面失去控制，则称为地面井喷。喷出的油、气往往易引燃着火，造成人员伤亡和设备的毁坏。前言一次井控：在油气井作业过程中，利用井筒液柱压力高于地层孔隙压力，使油、气、水不进入井筒或有控制地进入井筒（如欠平衡钻井）我们称之为一次井控。前言PbPPPbPbPPUBD地面设备流程图二次井控：当钻遇油、气、水层时，地层孔隙压力大于井筒液柱压力，产生连续的溢流或井涌，通过地面井控装置、油气分离系统、加重系统向井筒注入重泥浆（压井液），排除溢流，重新建立液柱压力使油、气、水不再进入井筒，我们称为二次井控。前言PbPp三次井控地层流体失去控制，发生井喷后，需要通过抢险，重新恢复井口的控制，达到制服井喷的目的，我们称为三次井控。前言前言井喷是油气井作业的严重事故，井喷着火或有毒气体大量排放到油气井周围则会造成灾难性事故。2、井喷失控的危害（1）污染环境在有毒气体的情况下，将危及人和生物的生命安全。震惊中外的重庆“12.23”井喷特大事故，由于含H2S天然气的大量溢出，未能及时点火，造成周围居民243人中毒死亡，数千中毒治疗，数万人的大逃亡，其教训是十分沉重尔而令人心痛的。前言2、井喷失控的危害前言1992年9月28日，华北石油管理局井井下作业209队，在位于河北赵县各子乡宋城北700米处的赵48井进行试油时发生井喷，大量含有硫化氢的天然气喷出井口，造成周围居民6人死亡，24人抢救的重大事故。1998年3月22日，四川局温泉4井钻到1869米，发生溢流，关井后在准备压井泥浆和堵漏过程中，含有硫化氢的天然气通过煤层裂隙窜入四川开江县江翰田坝煤矿及乡镇小煤矿，导致在煤矿内作业的矿工死亡11人，中毒13人，烧伤1人有特大事故（地下井喷）。前言（2）严重破坏油、气资源如：苏门答腊的一口失控井，用了三个月重新控制，每天储量损失已超过4.5×109立方英尺/日。前言（4）三次井控重新恢复控制及赔付的费用巨大新851井压井费用上千万元罗16井的赔付费用上亿元四川石油管理局对1957～1981年间的井喷失控统计表项目严重井喷失控次数着火井次烧毁钻机（台）伤亡人数（人）33口放空天然气报废井（口）16口井的抢险费用（万元）喷空泥浆（万元）损失（不完全统计）48311815848.96141051998.4平均损失1.92次/年1.24次/年0.72台/年6人/年1.48亿m3/年0.6口/年65.7万元/年40万元/年前言由于处理工序复杂，施工条件恶劣，若某一环节不周，一人一事有所疏忽，可能引起处理工作的失败，甚至导致不必要的伤亡，因此需要特别严密的组织和统一指挥。对于处理方案的制定，都必须充分讨论，使参加施工的每个人都清楚施工意图和工艺要求，并严格遵守安全规定，使整个工作有条不紊地进行。处理井喷失控的基本做法1、严密组织、统一指挥处理井喷失控的基本做法新851井井深结构示意图95/8″(N80+P110)2854.75m5″P110(4506.56-4870)m57/8″4870m20″J-5591.48m26″94.51m133/8″J-551010.62m16″1119m121/4″2860m7″HP-13Cr-1104544.53m81/2″4550.51m新851井抢险实例新851井隶属新星公司西南石油局新场气田开发有限责任公司，位于四川省德阳新镇五郎村。目的层位：三叠系上统须家河组二段无阻流量达325.9104m3/d。压井前产量为50m3/d。处理井喷失控的基本做法在持续产生15个月中先后发生了井下套管破裂、油管断落等复杂情况，井下近80MPa的高压天然气随时可能无控窜至地表、酿成重大灾害。处理井喷失控的基本做法新851井在组织压井施工前建立了严密的组织机构。（1）成立抢险压井封井现场领导小组（2）成立抢险压井现场指挥部（3）现场指挥部下设施工准备组、泥浆压井组、注水泥浆、地面管汇及压力控制组、技术安全公安消防后勤保障组、资料组。（4）制定专门的施工组织文件，明确各组及岗位职责。在中石化集团公司牟书令副总经理及抢险领导小组的周密组织、指挥下，中石化专家组与新星公司西北局、中石油四川局、四川省及德阳市等多位领导、专家一道，积极投入、密切配合。组织结构框架图现场协调组技术顾问组施工准备组管汇压力控制组泥浆压井组注水泥组突击组资料组现场施工指挥组治安管理组交通管制组消防组综合协调组后勤保障组外围安全指挥组压井施工领导小组新851抢险总指挥部救护组处理井喷失控的基本做法处理井喷失控的基本做法2月25日由川局井控中心实施压井封井成功，胜利完成抢险任务。新851井的压井封井施工，其风险和难度在国内外都是极为少见的，无疑是石油天然气工程中有成功范例。（1）重泥浆及泵入设备的准备压井泥浆密度足以使其形成的静柱压力大于产层原始压力3～5MPa。重泥浆储备量至少3倍于井筒容积。泵入设备的排量根据钻具直径而定，如5〞钻杆要达到3～4m3/min，31/2″钻杆达到1～2m3/min。处理井喷失控的基本做法2、物质器材的调运准备（2）充足的水源和供水能力：井场附近要备有3000m3以上的储水池或可靠的连续向井场的供水条件，确保连续供水需要。大排量供水机泵组，提供1000～2000m3/h的排量。2MPa射程100m,排量100L/S的水炮。处理井喷失控的基本做法（3）清障、灭火用装备近距离切割设备，远距离切割装备。处理井喷失控的基本做法（4）可燃气体，H2S监测仪，空（氧）气呼吸器。（5）抗高温防水服，各种防爆工具。（6）替代损坏井口的井口装置。（7）消防器材（车辆），医务抢救器材（车辆）及人员。（8）压井、注水泥车辆、压裂车辆及管汇根据具体需要组织并安装好。（9）现场警戒区的划定及足够的警戒人员。（10）灭火专用器材和灭火剂。处理井喷失控的基本做法2、物质器材的调运准备（1）摸清情况，制定严密的处理方案。接近井口，观察。资料的分析，弄清井喷情况。测定喷出物特性，特别是天然气组份，在空气中的浓度和H2S等有害气体浓度。制定切合实际的，严密的处理方案。处理井喷失控的基本做法3、基本步骤及注意事项井喷着火，不仅会造成人身伤亡，设备烧毁，还会使事故更为复杂，难处理。被烧毁的井架、钻机、钻具、井口工具杂乱堆集在井口上，喷流和火苗到处乱窜，井口装置很容易损坏，人也难以接近井口。如四川巴9井，井内冲出的钻具与井架撞出产生的火花着火。双九井因3＃柴油机排气管的火星引起着火。合4井因雷击引起着火等。关键在于杜绝引燃物。（3）未着火的失控井应严防着火处理井喷失控的基本做法“如果井喷流体中含有较大量的有毒气体（如H2S），对井里喷出的气体应点燃，以尽量减轻工人和附近居民暴露在毒气中的危险”如：罗16井井喷2003年12月23日21:55发生强烈井喷，24日16:00点火。近18小时井喷喷出含H2S浓度达151g/cm3的天然气大面积扩散，造成2百余人死亡，数千人中毒治疗，数万人的大逃亡，其教训是十分令人痛心的。处理井喷失控的基本做法思考国外，通常把是否决定对喷井点火作为重要的第一步。(5)灭火常用四种方法1）密集水流灭火法1公斤水100oC时可产生1700升水蒸气.空气中含有35%(体积比)的水蒸气,燃烧就会停止.2）突然改变气流方向灭火3）空中爆炸灭火法4）快速灭火剂综合灭火法处理井喷失控的基本做法以上方法都要用密集水流降温配合。尤其是灭火后的冷却，防止复燃。6）设计和换装新的井口装置。原则是：①.应在油气敞喷的情况下安装，新装置的通径应不小于原井口装置的通径。②.尽可能利用原井口可利用的（完好）部分。③.低回压放喷，必要时需增加四通和放喷管线（一般不少于4″）。④.兼顾控制后的作业。方法有：整体（分体）吊装、磨装、扣装等。处理井喷失控的基本做法7）不压井强行起下管柱，压井或不压井完井要专门的液动加压装置：解决好环空密封解决钻具（或油管）的内防喷问题处理井喷失控的基本做法1）地层（裸眼）坍塌停喷灭火法井喷失控后短时间内地层坍塌而停喷灭火地层储量有限，短时间内地层能量释放完而停喷。2)救援井压井停喷法当地面压井无效时，就必须钻救险（援）井。处理井喷失控的基本做法4、停喷、灭火的其它方法1、永69－1井井喷简况：永69－1井位于胜利油田永68－1断块，80年9月5日完井。井深1630.25m，完钻地层为S3段。井身结构：103/8〞表层下深53.17m51/2〞油层套管：J55×7.72mm×1582.69m×水泥返高900m处理井喷失控的基本做法以胜利油田打救援井制服永69－1井井喷为例介绍救援井压井法永69－1井井喷简况：油气顶底：顶1456.2m（为S2第5沙层组,气层）底：1477.1m（为S2第7沙层组）井喷喷层为S2下第5沙层组：1456.2－1464.2m预计气储量1亿m3油储量7万吨83年4月29日0：50分起油管时，将S2沙层组的天然气抽喷，抽油杆喷出，井口失控。从表层周围窜水喷气，井口周围很快形成直径20多米大坑，采油厂组织多次抡装井口，企图强行压井均未成功。处理井喷失控的基本做法2、永69－11救援井情况：①.选择救援井井口位置：季风的上风位置：207.41°方向（喷井的西南上风方向）与喷井有足够的安全距但又不至于太远而延长建井周期，增加施工难度。两井距确定为：356.29m。地面条件适于快速平定井场。处理井喷失控的基本做法永69—11井（喷井）永69—11救援井27.410主季风方向②.定向井剖面设计：采用达到喷层最短距离的剖面设计，使施工周期尽可能短。考虑喷层渗透性好，不用打一段与喷井井眼的平行段。③.轨迹控制精度要高（打准）老井全井井斜数据弄清，并计算出喷井在S25的空间位置。进行磁偏角的校正。及时测量轨迹数据，及时调整井眼轨迹。处理井喷失控的基本做法五段制三段制④.井身结构设计：为了加快建井速度，采用加深表层（450m），81/2〞裸眼钻达目的层的设计。新井配置足够的能平衡地层压力的泥浆。下入51/2〞套管固井完井，用射孔加压裂的办法使两井连通，便于实施压井作业。⑤.制定严密的施工计划和全套措施。⑥.选择有定向井施工经验的专业技术人员和良好素质的井队。⑦.钻井情况：26天钻到井深1581.2m完钻，两井距5.369米，未连通。采用下入51/2〞套管固井完井。处理井喷失控的基本做法⑧.压裂及制喷：83年7月5日，经电测确定位置后，射孔。采用三部1000型，八部700型压裂车从环空注入压裂液，排量达3.2方/分，最高泵压26.0MPa，18分钟后下降到18.3MPa，老井喷势减弱，半小时后停喷。注入水泥浆24方。井喷68天的永69－1井被制服。处理井喷失控的基本做法1、必须牢固树立全员的井控意识从领导者到油气工程施工人员都要认识到井喷失控、失火、有毒气体的漫延是灾难性事故。井喷失控会造成人员、装备、地下资源，环境污染等方面的巨大损失，处理井喷失控是十分费时，费资金的复杂工程。油气井施工要把杜绝井喷失控作为安全的头等大事来抓。罗16井井喷事故告诫我们，井控管理的放松，施工人员井控意识薄弱，操作人员井控能力的不足都可能导致灾难性后果。井喷失控不仅可能发生在高压油、气井，也可能发生在往往被认为是常压、低压的井，只要被忽视，都可能转变成难以控制的灾难局面。必须提高认识，警钟常鸣。认识2、防重于治重视预防工作，做好井控工作要从源头抓起。①.从油气井地质工程设计抓起，包括：尽量提供较准确的地层孔隙压力、破裂压力、漏失压力预测。井身结构合理，能充分满足二次井控的需要。井口装置要满足油气井最高地层压力等级的需要。泥浆密度设计要合理，符合井控管理规定。钻井泥浆密度在地层孔隙压力基础上附加0.07g/cm3，气井附加0.15g/cm3。欠平衡只有在有欠平衡装置的条件下，并控制一定欠压值范围内实施。油层保护工作要靠优质配伍的泥浆体系和屏蔽暂堵技术去实现。认识②.做好施工中的一次井控是根本③.二次井控是关键一旦发现溢流，要做到及时发现，及