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1、井控管理讲座 2012年05月26日,主要内容,二、井喷失控的原因,一、井喷及井喷失控危害,四、井控风险对策,三、典型案例,一、井喷及井喷失控危害,井控：油气井压力控制的简称。 溢流：在井内液柱压力小于对应深度处的地层孔隙压力时，井口返出的液体量大于泵入的液体量或停泵后井口液体仍自动外溢的现象。,井控、井喷及相关定义,井喷：地层流体（油、气、水）无控制地涌入井筒，喷出地面的现象。 井喷失控：井喷发生后，无法用常规方法控制井口而出现敞喷的现象。,井控、井喷及相关定义,“1223”特大井喷责任事故导致243人被高浓度的硫化氢天然气夺去生命，4000多人受伤，造成直接经济损失达6432.31万元的严
2、重后果。 1990年10月11日的王15-33井井喷事故造成直接经济损失368万元。,人员伤害和经济损失,造成的危害,2003年12月23日发生的罗家16H井及2004年12月2日发生的曲2井井喷事故，分别造成60000余人和4600余人的紧急疏散。,造成的危害,人员伤害和经济损失,打乱正常生产生活秩序,人去楼空,造成的危害,人员伤害和经济损失,打乱正常生产生活秩序,油气资源受到严重破坏,1983年2月,伊朗海岸外的瑙鲁滋油田发生井喷，每天7000桶(111.7万升)原油白白地流入海里； 1969年，美国加利福尼亚州圣巴巴拉海湾的海底油田井喷，几天之内，从海底涌出一万多吨原 油，油田被迫封闭，
3、每天仍有两吨原油喷入海里。 1990年10月11日，王15-33井井喷事故中，1063小时的井喷，造成了严重的油气资源损失。,造成的危害,人员伤害和经济损失,打乱正常生产生活秩序,油气资源受到严重破坏,造成环境污染,1979年6月3日，墨西哥石油公司的伊斯托克1号平台，突然发生井喷，井喷造成10毫米厚的原油涌向墨西哥和美国海岸。黑油带长480公里，宽40公里，覆盖1.9万平方公里的海面，使这一带的海洋环境受到严重污染。,造成的危害,人员伤害和经济损失,打乱正常生产生活秩序,油气资源受到严重破坏,造成环境污染,酿成火灾,1984年9月1日，位于印度尼西亚西爪哇的帕西加里笛的PSJ-A探井井喷，几
4、秒中后着火，钻机在10分钟内烧毁，当时的火焰高达130米，在方圆300米内的噪音为100分贝。,造成的危害,人员伤害和经济损失,打乱正常生产生活秩序,油气资源受到严重破坏,造成环境污染,酿成火灾,设备损坏,1990年10月11日，大港油田王15-33井井喷，井架倒塌报废。 1996年10月25日，长庆油田W24-23井，井喷着火，7分钟后井架倒向泵房，进而烧毁井场部分设备和材料。,造成的危害,人员伤害和经济损失,打乱正常生产生活秩序,油气资源受到严重破坏,造成环境污染,酿成火灾,设备损坏,油气井报废,1984年印度尼西亚PSJ-A探井因井喷报废。 1997年新疆玛扎4井井喷，导致井眼报废。 2
5、003年中472井井喷导致该井报废。,井喷是事故 井喷失控是灾难性事故,“1223”特大井喷事故给人民的生命财产造成了巨大损失，给中油集团造成了极坏影响，也给国家造成严重的国际影响。事故再一次警示我们：,据不完全统计， 1985年至今国内陆地共发生井喷失控事故56起，造成直接经济损失23561万元，直接时间损失41854小时，死亡266人，受伤4047人。,井喷事故分级,1.一级井喷事故 1）海上油（气）井发生井喷失控。 2）陆上油（气）井发生井喷失控，造成超标有毒有害气体逸散，或窜入地下矿产采掘坑道。 3）发生井喷并伴有油气爆炸、着火、严重危及现场作业人员和作业现场周边居民的生命财产安全。
6、2.二级井喷事故 1）海上油（气）井发生井喷。 2）陆上油（气）井发生井喷失控；陆上含超标有毒有害气体的油（气）井发生井。 3）井内大量喷出流体对江河、湖泊、海洋环境造成灾难性污染。 3.三级井喷事故 陆上油气井发生井喷，经过积极采取压井措施，在24小时内仍未建立井筒压力平衡，企业自身难以在短时间内完成事故处理的井喷事故。 4.四级井喷事故 陆上油气井发生井喷，企业自身能在24小时内建立井筒压力平衡的井喷事故。,二、井喷失控的原因,井喷、井喷失控原因的粗略分析,1.地质、工程设计有缺陷 1）不提供所钻井周边居民区、工业设施、河流水源等情况。 2）探井不提供三个压力剖面，开发井不提供目的层段孔隙
7、压力数据。 3）不提供所钻井周边的注水井资料。注水井不停注、不泄压。 4）无浅气层预报和井喷事故提示。 5）钻井液密度设计不准确。 当量密度法+压力附加法+经验密度值，综合考虑。,地层孔隙压力,坍塌压力,静液柱压力环空压耗,破裂压力,漏失压力,井壁桥堵后的承压力,6）表层下入深度不够。简化套管层次，同一裸眼段喷漏层同在，井身结构不合理。 7）地质、工程设计不安装防喷器，或防喷器型号、压力等级不符合要求。 8）建设方要求加深，不作风险评估，无应急预案。 9）老井复产设计不测产层套管壁厚、水泥封固质量、油气窜通等情况。 2.井控设备及安装不符合要求 1）井场位置、井场大小、井场布置及井场周边情况无
8、法实施井控。 2）不按规定安装设计要求的防喷装置、司钻控制台、辅助控制台，包括剪切闸板。 3）内防喷工具压力等级不合乎规定，无专用抢接工具。 4）放喷管线长度、条数及固定不符合规定。放喷管线无120 铸钢弯头。 5）气井放喷管线采用由壬连接。 6）不按设计安装气液分离器。除气器安装位置错误，不能正常运转，处理量不符合要求。 7）加重料不合格。加重材料及加重钻井液储备量不够。加重系统加重速度不符合要求。 8）钻井液回收管线多处焊接，材质、内径、固定不符合规定。,9）节流、压井管汇压力表不定期校验，无缓冲接头。节流阀质量差。 10）套管头、套管双公短节压力等级不符合要求。加工质量不合格。 11）井
9、控装置，包括液控管线，下套管前不更换封井器闸板，不按规定试压、维护和修理。 12）储能器选配不合理，压力补偿系统无法满足关井要求。 3.井控措施不完善、未落实 1）起钻抽吸。 2）同一井深大幅度、反复活动钻具。 3）下钻速度快，憋漏地层。 4）起钻不测上窜速度。 5）起钻不认真灌泥浆。 6）下钻不分段循环。 7）钻井液密度不均匀，钻具水眼倒返钻井液。 8）气侵钻井液不除气，多次循环造成井底压力下降。 9）喷漏同一裸眼井段发生井漏时，处置措施失误。 10）发现溢流，盲目起钻、下钻。 11）处理卡钻混油不作井底压力计算。 12）长时间处于空井状态，或空井状态检修设备。,13）相邻注水井不按规定停注
10、和泄压。 14）完井期间不按规定更换防喷器闸板或胶芯。 15）完井期间不按要求处理钻井液，不根据完井时间作压稳试验。 16）水泥浆体系不能满足井控要求。 17）候凝期间措施失误。 4.未及时准确控制井口，关井后复杂情况 处置失误 1）发现告警信号或告急信号不立即关井检查溢流，继续起下钻和钻进作业。 2）井口抢装止回阀、旋塞或防喷单根失败。 3）硬关井或关井压力高造成套管鞋憋窜。 4）关井后，长时间不压井。 5）关井后，井口压力增高，不控制压力放喷，等于诱喷，或因节流阀操作不当造成套管鞋憋窜。 6）节流阀节流时损坏，或因压力表失灵套压控制失败。 7）不装旋塞或其它内防喷工具，水龙带、高压循环系统
11、处于承压状态，造成水龙带、管线蹩坏。 8）旋塞打不开，无法测压或压井作业。 9）使用钻井液回收管线放喷，管线被泥沙刺坏。,5.思想麻痹，存在侥幸心理，作业过程中违章操作。 1）观察井口不到位。 2）没有认真灌泥浆。 3）关井误操作。 4）开关节阀不当，造成节流阀刺坏。 5）不认真检查套管防磨套。,在钻井施工中必须执行四个原则： 1）井筒压力可控的原则。 2）疑似溢流关井检查，发现溢流立即关井的原则。 3）处理井漏与预防井喷同步的原则。 4）井漏与井喷并存，以防喷为主的原则。,三、典型案例分析,四川“12.23” 罗家16H井井喷失控事故,2003年12月23日，中石油重点科技攻关项目罗家16H
12、水平井，发生井喷失控。由于点火不及时，导致硫化氢大量外泄，造成243人被高浓度的硫化氢夺去生命，4000多人受伤，6万多人被疏散，9万多人受灾，造成直接经济损失6432.31万元。,事故原因直接原因,钻具组合中未安装钻具回压阀。现场人员没有制定和采取任何安全措施，也没有汇报就擅自取掉了回压阀，致使起钻至井深209.13m发生井喷时钻杆内无法控制。 钻进中有明显的直接油气显示但未采取任何措施。该井钻进时钻遇快钻时，钻时从34.4min降至最低6.2min ，因本身就在气层中钻进，这是明显的裂缝油气显示征兆。司钻和地质工没有注意到这一情况。,事故原因直接原因,起钻前循环时间严重不够。该井4049.
13、68m井深的循环一周需要97min，循环迟到时间为62min。从录井曲线读值实际循环泥浆时间是35min，即尚有1870m的环空容积钻井液为混气钻井液未排出地面。这些尚在环空的气泡，甚至还可能有气柱，在起钻过程中，不断滑脱，膨胀上升，导致溢流发生，使井内环空液柱压力进一步降低，最后导致井喷。 在气层中钻进没有进行短程起下钻。起钻前没有进行短程起下钻检测油气上窜速度，以确定起下钻作业的安全时间。致使起钻安全时间不够，起钻中途发生溢流，进而导致井喷失控。,事故原因直接原因,起钻时钻具内喷泥浆不作认真分析和处理。钻具起一柱喷一柱，当时现场人员认为，此状况是“钻进时泥浆加了料，没有循环均匀”的错误判断
14、，没有采取处理溢流的措施，失去了安全处理的时间。 起钻过程中修理设备后未下至井底循环。在起钻至井深1849m（而不是9 5/8套管鞋2478.89m），修理顶驱设备时间长达4小时20分钟，修好后又没有下钻至井底循环排出气侵泥浆，而是直接起钻，延长了停止循环泥浆的时间。加之起钻过程又很长，使井内静止时间长达18:21，超过了安全时间，使油气上窜到井口。,事故原因直接原因,起钻不认真灌泥浆，没有及时发现溢流。在实际起钻过程中，并没有落实坐岗制度，也没有按规定灌泥浆，有4次5柱以上才灌一次泥浆，开始起钻就起6柱后才灌一次泥浆，间隙最长的达9柱才灌一次。并且没有灌入量的记录。因为没有灌泥浆记录的文字资
15、料，因此不能准确确定本次起钻的实际溢流量。但从起钻时一直在喷泥浆这一现象分析看，有可能从一开始就灌不进泥浆。再加上起钻喷掉的大量泥浆，实际已经发生了很长时间的溢流，溢流量有可能很大。,事故原因间接原因,对高含硫高产量大斜度水平井的井控风险认识不足。罗家16H井是高产高含硫水平试验井，对于此类油气藏，还没有长水平段钻井的经验。储层暴露段的加长和井筒由垂直变为水平以后，气侵形式、气侵量以及气体在井筒内的聚集可能都发生了变化，这些变化带来了新的井控风险，也造成了油气控制的复杂性。罗家16H井在工程设计和施工中没有进行认真的风险识别，没有制定相应的井控措施是造成井喷失控事故的间接原因。 现场技术人员和
16、操作人员业务素质差。初始采取了不当的技术措施，再接下来操作人员不能尽职尽责，不能发现问题，再就是现场技术人员和司钻等人对溢流的判断失误，都表现出了业务素质的低下和井控意识的不足。,事故原因管理原因,有制度，无落实。从分析井喷失控的直接原因看，有一系列的严重违章操作，但这些操作的规定是明明白白写在钻井井控规定和钻井井控实施细则里的，有章不循是造成事故的重要原因。 监督不到位。从事故调查中可以发现，该队在事故前的施工中就有多处违犯钻井井控实施细则的行为，象坐岗制度不落实、起钻前不检测油气上窜速度等。可是没有得到有效的查处和制止。以致酿成大祸。 应急体系的建立不够完善，以致在紧急情况下不能够有效发挥作用，造成事故扩大，大量人员伤亡。,2003年2月18日1:22，大港中4-72井在起钻时发生井喷，1:24左右着火，2:08井架朝大门方向倒塌，9:20喷势减弱并熄火，9:30停喷。“218”事故造成井架倒塌报废，所幸未造成人员伤亡。,大港“2.18”中4-72井井喷失控着火事故,井筒内钻井液液柱压力低于地层孔隙压力 下钻到1919
