邛崍1井氮?dú)忏@閃爆事故簡(jiǎn)介及對(duì)策(大會(huì)交流稿).doc

1、邛睞1井氮?dú)忏@閃爆事故簡(jiǎn)介及氣體鉆井井控平安對(duì)策天然氣工程工程治理部2021年12月22日中石油西南油氣田分公司的邛睞1井在氮?dú)忏@進(jìn)作業(yè)過(guò)程中發(fā)生了燃爆事故,造成當(dāng)場(chǎng)死亡1人、重傷2人其中一人醫(yī)治無(wú)效死亡、輕傷2人,燒毀50鉆機(jī)一部,井場(chǎng)周邊局部過(guò)火面積約2萬(wàn)平方米,造成重大經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響.雖然我們川東北地區(qū)近幾年沒(méi)有發(fā)生氣體鉆井重大井控事故,但2007年以來(lái)氣體鉆井也發(fā)生過(guò)P303-1井口燃爆和元壩3井、老君1井、大灣101井的井底燃爆事件,及元壩224井空氣鉆環(huán)空堵塞造成排砂管線損壞等事件,只是由于處理及時(shí),沒(méi)有造成較大經(jīng)濟(jì)損失及人員傷亡,當(dāng)時(shí)沒(méi)有引起廣泛關(guān)注.這次中石油的邛睞1井氮?dú)?/p>

2、鉆閃爆事故再次為我們氣體鉆井井控平安敲響警鐘,值得我們反思.現(xiàn)就有關(guān)事故情況和原因分析匯報(bào)如下：一、根本情況邛睞1井是中石油西南油氣田分公司在四川省四川盆地西部雅安-青神地區(qū)部署的一口預(yù)探井風(fēng)險(xiǎn)探井；位于川西南部白馬廟構(gòu)造帶大興潛伏斷鼻隆起北端,四川省大邑縣安仁鎮(zhèn)上安村14組.設(shè)計(jì)井深4680m,設(shè)計(jì)井型：直井；完鉆層位：雷口坡組；目的層：須家河組；鉆探目的：探索川西南部地區(qū)須一、三、五段儲(chǔ)集性、含油氣狀況.鉆井施工單位為中石油川慶鉆探工程公司JI西鉆探公司；氣體鉆技術(shù)效勞單位為中石油JI慶鉆探工程公司廣漢鉆采研究院.二、事故經(jīng)過(guò)2021年12月22日3:26左右邛睞1井實(shí)施三開(kāi)氮?dú)忏@井鉆頭3

3、11.2mm,氮?dú)忏@進(jìn)作業(yè)鉆達(dá)井深2143.91m,地層沙溪廟組,氣測(cè)全烽未見(jiàn)任何異常,副司鉆操作剎把發(fā)現(xiàn)井下蹩鉆,回轉(zhuǎn)盤(pán)釋放扭矩時(shí)鉆臺(tái)煙霧彌漫,氣體鉆井技術(shù)效勞人員立即到司控臺(tái)位置做關(guān)井準(zhǔn)備,副司鉆上提鉆具過(guò)程中發(fā)生閃爆著火,于是鉆臺(tái)無(wú)法實(shí)施關(guān)井作業(yè),隨即鉆臺(tái)作業(yè)人員從鉆臺(tái)通往機(jī)房的梯子向井場(chǎng)前方逃生.同時(shí)在遠(yuǎn)程臺(tái)前方5m左右值守的另一副司鉆忽然聽(tīng)到鉆臺(tái)下方發(fā)生刺爆聲音,發(fā)現(xiàn)鉆臺(tái)面下方井口周?chē)錆M(mǎn)霧狀粉塵并迅速向周?chē)鷶U(kuò)散,準(zhǔn)備沖向遠(yuǎn)控臺(tái)關(guān)井,這時(shí)聽(tīng)到一聲巨大的悶響,井口處發(fā)生閃爆,鉆臺(tái)、井口著火,火焰沖向井場(chǎng)左前方漫過(guò)遠(yuǎn)程限制臺(tái),因火勢(shì)太大無(wú)法靠近遠(yuǎn)控臺(tái),關(guān)并未果.此時(shí)井隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)聽(tīng)到爆炸聲后沖

4、由宿舍,發(fā)現(xiàn)井場(chǎng)、鉆臺(tái)被大火覆蓋,無(wú)法組織關(guān)井,便組織大班人員沿井場(chǎng)兩側(cè)清點(diǎn)搜救人員,并啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)程序.3:35左右隊(duì)長(zhǎng)與駐井工程師分別撥打119、120急救、地方政府應(yīng)急、川慶鉆探工程公司川西鉆探公司應(yīng)急辦公室.3:48左右并架倒塌,現(xiàn)場(chǎng)失蹤1人,受傷4人；4:20消防車(chē)到達(dá)井場(chǎng),對(duì)油罐、氣體鉆井設(shè)備噴水降溫,4:50左右川西鉆探公司相關(guān)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng),進(jìn)行勘察,組織應(yīng)急搶險(xiǎn)救援工作.12月23日在失控29小時(shí)后火焰自動(dòng)熄滅.三、事故調(diào)查組的原因分析邛睞1井發(fā)生氮?dú)忏@井閃爆事故后,國(guó)家平安生產(chǎn)監(jiān)督治理總局及各級(jí)地方政府高度重視事故的調(diào)查處理工作,地方政府聘請(qǐng)了石油石化行業(yè)內(nèi)有關(guān)專(zhuān)家和技術(shù)人員

5、組成了邛睞1井事故調(diào)查組,對(duì)本次事故進(jìn)行了調(diào)查和分析,并就事故原因形成了以下意見(jiàn)：1 .地質(zhì)不確定性是造成事故的主要原因邛睞1井是一口預(yù)探井風(fēng)險(xiǎn)探井,設(shè)計(jì)書(shū)中地層情況提示為：在非目的層的沙溪廟組地層鄰井白馬6井日產(chǎn)氣0.49萬(wàn)方,白馬9井微含氣,在此產(chǎn)氣量情況下,氮?dú)忏@井的平安是足夠保證的.但是,本井在該地層意外鉆遇高產(chǎn)的“氣包著火1小時(shí)后,火焰高度由30米降為7米造成事故發(fā)生.所謂高產(chǎn)是根據(jù)著火初期的火勢(shì)判斷,而“氣包是俗稱(chēng),指供氣范圍小、氣層能量或產(chǎn)量衰竭快的氣層.2 .高產(chǎn)天然氣在氮?dú)忏@井過(guò)程中進(jìn)入井筒,在往上運(yùn)移的過(guò)程中,地面儀器儀表、綜合錄井?dāng)?shù)據(jù)以及排砂管由口無(wú)任何異常顯示,鉆井隊(duì)、

6、錄井隊(duì)以及氣體鉆井值班人員未發(fā)現(xiàn)任何異常.事故發(fā)生前無(wú)預(yù)兆,發(fā)現(xiàn)蹩鉆后迅速發(fā)生鉆臺(tái)煙霧彌漫,隨即發(fā)生閃爆著火20秒內(nèi),沒(méi)有足夠的時(shí)間實(shí)施關(guān)井動(dòng)作.四、我們分析可能造成事故的其他原因根據(jù)我們近年來(lái)在川東北氣體鉆井的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),我們認(rèn)為邛睞1井氮?dú)忏@井施工過(guò)程中可能還有以下方面的原因會(huì)造成此次閃爆事故發(fā)生：1 .井壁垮塌環(huán)空堵塞,忽然解堵氣體膨脹引起刺爆根據(jù)邛睞1井3:26左右副司鉆操作剎把發(fā)現(xiàn)井下蹩鉆,回轉(zhuǎn)盤(pán)釋放扭矩時(shí)鉆臺(tái)煙霧彌漫,鉆具上頂,游車(chē)傾斜,方鉆桿折斷等現(xiàn)象.我們分析認(rèn)為邛睞1井在氣體鉆進(jìn)作業(yè)過(guò)程中,井壁忽然發(fā)生了垮塌,堵塞了井眼環(huán)空,使堵塞點(diǎn)以下形成井底高壓氣體圈閉.由于氣體易壓縮,立

7、壓可能緩慢上升不易發(fā)現(xiàn),但轉(zhuǎn)盤(pán)表現(xiàn)為扭矩增大及蹩鉆.如果沒(méi)有意識(shí)到平安上的風(fēng)險(xiǎn),而采取上提下放鉆具、強(qiáng)行活動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)或用氣體蹩通等方法舉措,一旦環(huán)空忽然解堵,高壓混合氣體急劇膨脹,可能同時(shí)由現(xiàn)鉆具上竄的現(xiàn)象,造成井口和地面排砂管線承受高速的氣流和巖屑流沖擊,如膠芯密封失效,或者地面排砂管線連接、固定不牢固、承壓水平不夠,造成天然氣流泄漏,井口大量天然氣、氮?dú)饣旌峡諝夂蟮竭_(dá)燃爆極限,引起爆炸.這與我們?cè)獕?24井表層空氣鉆井環(huán)空堵塞造成排砂管線損壞情況類(lèi)似.2 .未及時(shí)發(fā)現(xiàn)井口及附近設(shè)施刺漏,引發(fā)閃爆事故通過(guò)分析我們認(rèn)為邛睞1#發(fā)生刺漏原因有三：一是井口安裝不正或固定不牢,排砂管線固定不標(biāo)準(zhǔn)等,在鉆

8、進(jìn)過(guò)程中,造成井口裝置和排砂管線較大晃動(dòng),從而引起聯(lián)接和固定螺栓的松動(dòng),在管線聯(lián)接處氣體泄漏；二是旋轉(zhuǎn)防噴器膠心密封失效.旋轉(zhuǎn)防噴器膠心在使用過(guò)程中,由于既有鉆具的旋轉(zhuǎn),還有上下活動(dòng)的磨擦,很容易造成密封失效.由于施工單位為了節(jié)約本錢(qián)和搶進(jìn)度,在邛睞1井施工前沒(méi)有及時(shí)更換還在繼續(xù)鉆進(jìn),造成井口泄漏.我們中石化在施工中就發(fā)生過(guò)在膠心發(fā)生稍微泄漏后,從而在井口附近形成天然氣積聚情況.三是排砂管線在使用后未及時(shí)探傷檢測(cè)或明知管線有缺陷而繼續(xù)在邛睞1井使用,造成了管線刺漏.另外,邛睞1井可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)儀在使用過(guò)程中,極有可能存在靈敏度達(dá)不到要求,未及時(shí)報(bào)警.固定式氣體檢測(cè)儀可能安裝位置不適宜,探頭損壞沒(méi)

9、有及時(shí)發(fā)現(xiàn),“天然氣在往上運(yùn)移的過(guò)程中,地面儀器儀表、綜合錄井?dāng)?shù)據(jù)以及排砂管由口無(wú)任何異常顯示",我們認(rèn)為氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在重大缺陷不能有效實(shí)施監(jiān)測(cè)報(bào)警.邛睞1井發(fā)生事故正值深夜,氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)未能及時(shí)報(bào)警發(fā)現(xiàn)天然氣泄漏,而當(dāng)班人員也未及時(shí)發(fā)現(xiàn)刺漏,泄漏形成了大量天然氣積聚,噴由巖屑打擊產(chǎn)生火花引發(fā)邛睞1井天然氣燃爆事故.3 .井控崗位人員存在分工不合理現(xiàn)象,造成事故損失加大一是氣體鉆技術(shù)效勞人員立即到司控臺(tái)位置做關(guān)井準(zhǔn)備.根據(jù)井控“四七動(dòng)作的要求和防噴演習(xí)實(shí)際,發(fā)生溢流關(guān)井操作由司鉆在司控臺(tái)實(shí)施,而邛睞1井讓不熟悉井隊(duì)司控臺(tái)的氣體鉆技術(shù)效勞人員做關(guān)井準(zhǔn)備,就不可能實(shí)現(xiàn)快速關(guān)井,到達(dá)限制

10、井口的目的.二是場(chǎng)地工在鉆臺(tái)上記錄數(shù)據(jù).由于場(chǎng)地工大都是參加工作時(shí)間較短,經(jīng)驗(yàn)相對(duì)缺乏,發(fā)生溢流后一般情況場(chǎng)地工主要負(fù)責(zé)井控輔助操作即在節(jié)流管匯處配合關(guān)井或記錄數(shù)據(jù)等,邛睞1井閃爆前鉆臺(tái)上其他工作人員都從鉆臺(tái)上撤到場(chǎng)地,場(chǎng)地工還在鉆臺(tái)記錄數(shù)據(jù),而造成嚴(yán)重事故后果.4 .思想熟悉不到位邛睞1井設(shè)計(jì)及治理部門(mén)思想不重視,麻痹大意,沒(méi)有熟悉到潛在的風(fēng)險(xiǎn).盡管在設(shè)計(jì)中說(shuō)明在非目的層的沙溪廟組地層鄰井白馬6井日產(chǎn)氣0.49萬(wàn)方,白馬9井微含氣,但明確邛睞1井是一口預(yù)探井(風(fēng)險(xiǎn)探井),就說(shuō)明地層及流體有不確定性,沒(méi)有引起有關(guān)部門(mén)的高度重視,把預(yù)探井做為一般開(kāi)發(fā)井來(lái)對(duì)待,造成了本次井噴失控.五、中石化川東北

11、氣體鉆井現(xiàn)狀中石化川東北地區(qū)2005年大量推廣氣體鉆井技術(shù)以來(lái),大大減少井漏次數(shù),明顯提升機(jī)械鉆速,縮短了鉆井周期.為保證氣體鉆平安施工,中石化及時(shí)制定了?氣體鉆井平安技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?(QSH0034-2007).目前,元壩地區(qū)空氣鉆井平均井深3136.50米,即：井口至上沙溪廟的垮塌層,空氣鉆中止的原因大多是井下由水、由氣；普光地區(qū)實(shí)施了空氣鉆井和氮?dú)忏@井,氮?dú)忏@井的井段2864-3765米,即：自流井組至須家河,中止的原因是井下生氣.我們也先后發(fā)生過(guò)P303-1井口燃爆事件、元壩3井井底燃爆事件、大灣101井井底炸斷9時(shí)鉆鋌事件、老君1井井底燃爆情況、P201著火事件、元壩224井表層空氣鉆井環(huán)

12、空堵塞造成排砂管線損壞等等事件.六、下步對(duì)策及建議1 .嚴(yán)格執(zhí)行氣體鉆井平安技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工程設(shè)計(jì)及施工設(shè)計(jì)審批程序.認(rèn)真做好井控裝備的試壓和檢查工作,安裝和配備有效的氣體檢測(cè)儀,保證能及時(shí)發(fā)現(xiàn)氣體泄漏.2 .對(duì)于探井等不確定性大、地質(zhì)情況不清楚的,建議采用液相欠平衡鉆井等相對(duì)較為平安的鉆井方式,假設(shè)采用氣體鉆并應(yīng)進(jìn)行平安風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估.3 .進(jìn)一步明確氣體鉆井井控各崗位責(zé)任,分工明確.氣體鉆井的井控平安治理是一個(gè)綜合治理體系,要明確責(zé)任主體以及現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)施工參與方、應(yīng)急監(jiān)護(hù)機(jī)構(gòu)以及各崗位的井控責(zé)任,做到共同參與相互配合立體的監(jiān)控與治理.4 .要進(jìn)一步研究氮?dú)忏@井危及平安須中止的臨界隨鉆天然氣產(chǎn)量,以及隨

13、鉆天然氣產(chǎn)量監(jiān)測(cè)判定檢測(cè)方法.還要進(jìn)一步研究夾帶巖屑的高速氣流對(duì)井口密封承壓設(shè)備的沖擊和沖蝕影響.5 .實(shí)施氣體鉆進(jìn)時(shí),須保證限制系統(tǒng)平安,建議增加配備安裝井控輔助限制臺(tái),并在限制臺(tái)附近安排專(zhuān)人值守.6 .增強(qiáng)場(chǎng)地工等井控輔助操作崗位人員的井控及應(yīng)急培訓(xùn),應(yīng)取得相應(yīng)的井控培訓(xùn)合格證；加大氣體鉆井防噴演習(xí),保證能快速限制井口.7.建議集團(tuán)公司盡快修訂氣體鉆井企業(yè)標(biāo)準(zhǔn).為了保證氣體鉆井平安、高效,在認(rèn)真總結(jié)和吸取邛睞1井經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)基礎(chǔ)上,我們建議還要采取以下舉措：(1)明確氮?dú)忏@井的適用條件地層穩(wěn)定,不易坍塌.鉆遇的地層流體中天然氣日產(chǎn)量低于8X104m3/d.(2)要適當(dāng)提升旋轉(zhuǎn)限制頭的承壓水平氮

14、氣鉆井要求采用靜壓35MPa,雙膠心旋轉(zhuǎn)限制頭保證井口的承壓水平.(3)對(duì)排砂管線、變徑短節(jié)、彎頭要嚴(yán)格執(zhí)行以下要求：氣體鉆井要求采用抗高壓鋼質(zhì)排砂管線,通徑不小于8寸,抗壓10MPa,必須法蘭連接.(4)對(duì)排砂管線的安裝固定要求排砂管線用水泥基墩進(jìn)行固定,懸空段小于10m,水泥基墩尺寸為800mmX800mmX800mm.螺栓尺寸為M20,需要雙螺母,壓板,膠皮固定(5)旋轉(zhuǎn)限制頭膠心發(fā)生泄漏要及時(shí)更換,鉆進(jìn)過(guò)程中防止非作業(yè)人員由現(xiàn)在危險(xiǎn)區(qū)域.(6)氣體鉆井過(guò)程中發(fā)生井底堵塞,在進(jìn)行氣體憋壓之前,應(yīng)關(guān)閉連接在旋轉(zhuǎn)防噴器由口的液動(dòng)節(jié)流閥或萬(wàn)能防噴器,轉(zhuǎn)換到鉆井隊(duì)放噴流程.(7)為了防止氣體鉆井過(guò)程中,環(huán)空堵塞、憋壓帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn),需在高壓注氣管線增設(shè)注入壓力監(jiān)測(cè)儀器及壓力報(bào)警器,及時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)空通暢情況,如發(fā)生憋壓,及時(shí)報(bào)警.(8)嚴(yán)禁采用氣體鉆水泥塞,防止因殘留水泥環(huán)、水泥未完全固化等造成環(huán)空堵塞.(9)氣體鉆在過(guò)膠芯起下鉆過(guò)程中,嚴(yán)格限制鉆具起下速度.在起下鉆具遇阻情況下,注意拉拔鉆具力度,防止造成斷鉆具事故.(10)明確氣體鉆井緊急關(guān)井條件和操作方法A、關(guān)井條件井口刺漏,排砂管線忽然由現(xiàn)多處刺漏,由現(xiàn)可