钻井及井下作业井喷事故典型案例

一、钻井过程中发生的井喷事故案例1.双观21井井喷事故1.基本情况双观21井是河南油田双江区块的一口观察井，位于河南省桐柏县江河村，设计井深2550m，实际井深2468.25m，井别为直井，井口未安装防喷器。该井由河南石油会战指挥部32135钻井队承担钻探任务，于1979年7月23日18：40一开，表层设计下深80m，实际表层套管下深74.11m。7月27日0:05二开。2.事故发生及处理经过1979年10月17日0：00钻至井深2449.43m循环开始起钻，7：35起钻完，起钻时连续灌钻井液，7:35～14:00，换钻头后进行下钻作业，因钻头水眼堵塞，不能开泵，14:00～16:30处理憋泵，16：30～17：10起出钻杆4个立柱（钻头位置在井深2339.67m）。17:10～17:15开泵憋通水眼，17:15～17:45发现钻井液池液面上升，且有大量原油、气泡从井口外溢，当班司钻立即发出报警信号，全队职工奔赴井场抢险，当班司钻迅速将方钻杆提至转盘面以上，钻杆座在转盘上，用大钳钳头压在刹把上，进行刹车。17:55发生井喷，喷高3～4m，喷出物为原油、天然气和钻井液，当时东北风3～4级，司钻立即通知机房司机和司助紧急停车，司机立即停1＃、2＃、3＃柴油机，在停运3＃柴油机时，因柴油机空气滤清器吸入的天然气进入燃烧室引起飞车，随即发生爆炸着火。18:00大火蔓延到钻台、机房、钻井液池、1＃、2＃泵.18:00～18:40先后有4台消防车和4台水泥车赶到井场参加灭火，19:30井场灭火结束。10月18日利用水泥车打入1.24～1.27g/cm3的加重钻井液184m3进行循环，没有发现溢流。22日换好各种设备，井下钻具被卡，10月27日，泡油活动解卡，使用1.15～1.20g/cm3的钻井液循环,恢复正常钻进，钻至井深2468.25m完钻。本次井喷共损失时间近11天，烧毁的设备有B2-300型柴油机5台、自动压风机1台、井口工具、水龙带烧毁以及井架和绞车部分部件；当班司钻、司机和司助烧伤。直接经济损失40多万元。3.事故原因分析1）井喷及井喷失控原因⑴当时钻井液密度为1.12g/cm3，而本井该井段设计钻井液密度为1.25～1.27g/cm3,低于设计密度，井底钻井液柱静止时间长达约10h没循环，地层流体不断侵入井筒，是造成井喷的直接原因。⑵井口未装防喷器，发生溢流无法控制，造成敞喷，是造成井喷失控的主要原因。⑶思想麻痹，岗位责任制不落实，对井喷的严重性和危害性认识不足，自始至终没能认识到该井会发生井喷失控着火，是造成这起事故的主观原因。⑷缺乏井控工作经验和相关技术知识，不能针对险情提出有效的井控措施。井队干部和岗位工人技术素质差，工作标准低，在处理水眼堵塞时，坐岗观察不落实，起出部分钻杆期间在灌钻井液等环节未认真落实，不符合井控工作的有关要求。2）着火原因⑴紧急停柴油机措施不当，引起飞车和天然气爆炸，是井喷着火的直接原因。⑵该井设计中，已告知油气层中有天然气存在，井队未引起高度重视，未采取防火措施，是井喷着火的主观原因。4.事故教训⑴加强地层压力及油气特点认识。钻开油气层后，钻井液密度不能低于该井段设计密度,否则会增加发生溢流甚至井喷的风险。⑵按标准安装防喷器。井口不装防喷器，一旦发生溢流无法实现二级井控，造成束手无策。⑶树立“大井控”理念。井控工作是一项系统工程，涉及到钻井设计、钻井施工、组织机构、管理制度、装备配套、人员培训等方面，需要钻井、培训、安全、消防等部门通力合作，密切配合，相互协调。⑷高度重视井控技术培训工作。井控技术培训是正确执行井控技术规定的基础工作,训练有素的人员是贯彻执行好井控技术规定的保证,井控技术培训是一项经常性、长期性的工作，必须本着重点在基层、关键在班组、要害在岗位的原则，分层次施教，要培训钻井队每个班组整体作战能力，真正做到班自为战，战之能胜。⑸认真落实井控岗位责任制，做到早发现早处理。案例2.文72-98井井喷着火事故1、基本情况根据地质设计，文72-98井是一口一次开发井，该井设计井深360Om，钻探目的是落实文72块沙二下和沙三中的含油气情况。根据邻井资料该井地质分层是沙二上290Om,沙二下3200m,沙三上350Om,沙三中360Om,定深完钻。钻井液设计密度：2900m以前为优质轻钻井液，密度为1.20g/cm3；2900～3200m密度为1.40～1.45g/cm3；3200～3600m密度为1.55～1.60g/cm3；钻遇高压油气层提前50～100m加重钻井液，在油气层段钻遇快钻时要循环观察。该井于1985年9月30日12:30一开，1985年10月6日8:00二开，11月19日用φ215.9mm钻头三开，钻至井深2891.30m发生井喷着火。井身结构:φ444.5mm×257.25m+φ311.1mm×2730.62m+φ139.7mm×3600m套管程序:φ339.7mm×257m+φ244.5mm×2715.99m+φ139.7mm×3598m井口装置:35MPa的双闸板液压防喷器,并配有TYK160Z型液压控制系统，三开前钻井队用钻井液泵进行防喷器试压15MPa不刺不漏。2、井喷失火事故经过1985年11月20日18:00井队生产会安排要在11月21日0:00～8:00班边打钻边加重，在2900m以前密度提高到1.40～1.45g/cm3。故司钻接班后在继续打钻的同时组织当班人员加重，钻井液密度由接班时的1.23g/cm3提到1.29g/cm3,钻到4:00时副司钻上钻台扶刹把，在5:25时钻到井深2886m连续出现6m快钻时，钻时分别为5min。5min、1Omin、5min、10min、7min。地质工在5:45时捞取砂样时发现钻井液增多循环罐外溢钻井液和井涌，马上告诉司钻立即上钻台上提方钻杆同时通知机房停泵，当时方钻杆方余为0.3m,当方钻杆下接头提出转盘面，顶出大方瓦，第一个单根出转盘面4～5m时已发生强烈井喷。6:02喷高20m左右，司钻刹住刹把挂上钳头，此时大方瓦已喷出,无法坐吊卡，司钻立即组织加重钻井液，住井干部钻井技术员马上打开放喷闸门，关液压防喷器，油压由15MPa降到零，开后有0.5min又升到15MPa，又关时又降到零。连续四次没关住。副司钻又关几次还是没关住。6:23泥浆工在泵房加重时发现振动筛火光一闪随即钻台上起火，此时队长赶到井场，在失火的情况下又关防喷器，储能罐油压由15MPa又降到零，当队长去关防喷器时方钻杆已溜人井内，闸板已失效。3、事故原因分析1)井队无井控安全意识.在钻遇快钻时的时候,不应继续钻进,应停钻关井观察.2)井队技术素质差，井口安装不完善，交接不清楚。表现在：（1）钻开高压油气层前钻井队没有进行井控学习和井控演习.井喷发生后，钻井队技术员、副司钻未能关住防喷器。当环空停喷以后发现上防喷器芯子卡着方钻杆，说明防喷器和液控管线是好的。（2）井队未能贯彻执行《井控条例》。地质设计2900m进入沙二下高压油气层并提前50～100m加重，井队打到2886m密度仅1.29g/cm3,而地层实际提前14m进入沙二下高压油气层，出现快钻时未及时停钻循环观察，无人观察井涌情况，没有及时关防喷器，最后导致井喷。3)防喷器和液控系统不匹配。由于液控系统容量小，在操作后油压降的幅度大，故工程公司管子站在安装时少装了一个头，防喷器下闸板未接，造成了操作失误一次。4)技术管理较差、岗位不严、不负责任。（1）钻井队在打开高压油气层前，生产会、井队长、井队工程技术员、井队地质对在290Om以前将密度提到设计要求的1.40～1.45g/cm3都有过要求，但没有具体落实到实处。钻至井深2886m密度尚为1.29g/cm3。工程、地质都未严格把关停钻加重，麻痹大意。（2）在出现快钻时时各岗位人员没有坚守岗位。无人观察油气侵，待地质工在5:54捞砂样时才发现严重井涌,井涌量很大，再加上关井太晚，关井中又出现失误，随之引起强烈井喷。对井喷的先期预兆无人发现，管理上十分松懈。（3）钻井公司、钻井大队对钻开高压油气层前的检查、技术组织的落实不认真，思想上不重视，公司对井队的具体要求不够明确，对防喷器试压操作方法没有使队上有关人员真正掌握。5)文南地区的文72块，断块复杂，油气层压力异常，是当时开发的新地区，该井队又缺乏打高压井的经验,思想上麻痹大意，是造成这次井喷的原因之一。4、事故处理经过11月21日早上局、公司领导和有关人员赶到现场,8:00时钻台上有一股火，火势很大，火苗高8m，钻台下在灌钻井液管线处冲出一股火直喷井架大梁，喇叭口和防喷器连接法兰刺出一股火，直烧防喷器；喇叭口一股火火势很大。当时风向是东北风，火烧的是西南方向井架大腿，人无法接近，井架随时有倒塌的可能。10:30研究决定先拉倒井架，第一次用拖拉机拉东北角崩绳，绷绳被拉断井架未倒。第二次拉死绳固定方向绷绳，井架倒在2号大腿方向，随即组织力量清理进场，托出油罐、发电房、机房柴油机、泵及倒塌井架。14:00组织8部消防车进行灭火未成功，在16:10又进行第二次消防车灭火仍未成功。11月22日(第二天)12：40又组织15部消防车灭火未成功。14:00在消防水龙的掩护下开始清理钻台，拉下钻台上的杂物，15:50把烧坏的钻机用2台拖拉机拉下钻台。由于井架倒塌，水龙头鹅颈管与由壬头的焊缝处被折断，从钻杆内喷出的一股天然气从鹅颈管的弯管处直扑钻台，火势很大，为使燃烧的气体向上喷，在消防水龙的掩护下气焊工在钻台上割掉2个鹅颈管法兰螺丝(还剩2个)时，套上钢丝绳拉鹅颈管两次都未拉断，在第二次向后拉时使井架底座向后移动30cm左右，把防喷器与喇叭口的连接法兰拉偏，气体从法兰处向钻台前方剌去。当天研究决定将喇叭口和方钻杆割断，拖出井架底座，让火势集中向上喷再组织灭火换防喷器。研究试验带火切割方法。当天晚上研究后定下两套方案:(1)电弧气暴切割，人在2m以外操作；(2)如第一套方案不行则用电焊割断。第三天(11月23日)9:30时，环空气量减少停喷，在消防水龙的掩护下割断大、小鼠洞、井架底座拉筋和井口喇叭口。从防喷器下四通处接管线向环空灌水70余方，准备割断方钻杆，14:40在防喷器上0.3m处割方钻杆，操作者站在离井口2m处的掩体内。17:03从四通割透方钻杆随之有火苗喷出约0.5m，但未全断。17:25用拖拉机拖出井架底座，同时方钻杆断落。着了2天11h的大火熄灭，天然气从井口喷出，气柱高约5m。第四天(11月24日)11:40换装35MPa全封式液压防喷器及放喷管线，接着打入密度1.60-1.62g/cm3的钻井液40.5m3，15:31，历时3d9h39min的井喷着火彻底制服。本次井喷失火烧掉塔式井架一部，大庆Ⅱ型钻机一台，水龙头、大钩、游动滑车、天车、转盘各一台,钻台工具一套，一号柴油机受到部分损害。5、事故教训1）井控工作要常抓不懈，不能时紧时松，往往是几年不出事人们思想就会麻痹，结果是抓而不严、严而不细，漏洞百出；2）各种井控装备、设施应按照标准进行安装、测试；3）钻井施工中必须遵守各项井控制度；4）从钻井公司到井队对井控工作必须真正在思想上重视，在管理和技术组织注重各项制度和技术措施的落实。案例3.下6—11井井喷事故1.基本情况下6-11井是河南油田沁阳区块的一口生产井，位于河南省泌阳县黄湾村，设计井深1500m，实际井深1208.76m，井口未安装防喷器。该井由河南石油会战指挥部32686钻井队承担钻探任务，于1980年8月7日4:30一开，表层设计井深53m，实际表层套管下深49.87m。8月9日10：45二开。2.事故发生及处理经过8月15日6:50钻至井深974m时，发现架空槽返出钻井液中有油花气泡，钻井液密度由1.07g/cm3下降到1.02g/cm3，当时钻井指挥部要求井队停钻处理钻井液，并送去16t重晶石粉，而井队只卸了5t，退回11t，该队当天没有停钻加重处理钻井液，继续钻进。8月16日12:00～16:00配重浆加重，钻井液密度提至1.05g/cm3，仍发生溢流，未引起