鉆井井噴事故案例多媒體

1、鉆井井噴事故案例吐哈鉆井公司培訓(xùn)中心李 林2007年9月一、氣井井噴，不能長時(shí)間關(guān)井，不做井口壓力控制東2井井噴事故案例東2井松遼盆地北部綏棱背斜帶，青崗背斜構(gòu)造上的預(yù)探井直井地處：肇東市宣化鄉(xiāng)富榮村、富家圍子屯西南500m目的層：探扶余、相大城子油層，兼探高臺(tái)子油層于1988年3月1日開鉆，設(shè)計(jì)井深2200米 3月17日鉆至775米，起鉆中發(fā)生第三次井噴 3月29日壓井勝利，報(bào)廢處置FZ35x21四通井身與井口四系、三系79125210380467530556698774n4n3n2n1y2+3y1q2+3q18-1/213-3/8x 95m2-7/8x 30m2-7/8x 50m1.00

2、1.15 1.20 1.25 1.30 g/cm3起至490米井噴1p=1.12p=1.20p=1.29759775624起至376米井噴3起至178米井噴2三次井噴鉆井液密度發(fā)生了三次井噴密度1.12g/cm3鉆至624m，起鉆至490m井噴，噴高10m，搶接方鉆桿，打入1.20泥漿壓井勝利，劃眼到井底。密度1.20g/cm3原井深624m，起鉆至178m井涌，搶接方鉆桿，邊循環(huán)、劃眼到井底。后鉆井液調(diào)整到1.29g/cm3，鉆至759m，中途完井電測5天,平安。降鉆井液密度為1.20g/cm3，鉆至775m，起鉆至376m井噴，在三次井噴中流體為氣體。搜集氣泡、氣樣分析97%以上為甲烷第三

3、次第一次第二次214 x 78扶正器1.8m214 x 78扶正器1.8m215鉆頭0.16m214 x 78扶正器1.8m178 x 57減震器4m178 x 78鉆挺9m178 x 78鉆挺108m159 x 78鉆挺27m127 x 109鉆桿第 三 次 井 噴 鉆 柱 結(jié) 構(gòu)鉆頭水眼：9mm*9mm*10mm 第三次井噴，由于等候處置時(shí)間較長, 發(fā)生井下井噴，使井噴事故惡化。 3月17日5：08起鉆至376m，鉆具上頂3m，立刻搶接方鉆桿，循環(huán)鉆井液，由于噴勢越來越嚴(yán)重，5：30關(guān)井。鉆井隊(duì)接放噴管線，加重泥漿，并等總工趕到。 14:00總工趕到井場時(shí)，井噴事故曾經(jīng)惡化已關(guān)井8個(gè)半小時(shí)

4、約450m噴坑直徑約10米約50m富家圍子屯約2m井口西北偏東約500米處有富家圍子屯屯西約50米處構(gòu)成噴坑直徑約10米，噴高約2米，村中多口水井、菜窖冒氣有一居民家炕底冒氣井口套壓為2.8Mpa(地層已蹩漏)本井穿過兩個(gè)斷層，斷點(diǎn)分別為155m和465m第一步:堵漏，影響老百姓生命平安的井下井噴第二步:主井筒壓井處置1、立刻放噴點(diǎn)火，火苗7-8m長噴出聲音象火車開動(dòng)的聲音2、正注堵漏泥漿即泥漿中混入鋸末和核桃殼50m3，井口蹩壓不超越2Mpa，泥漿漏光，不見效，鉆頭水眼被堵。3、反注井口蹩壓1.5Mpa65m3堵漏泥漿及1700袋速凝水泥發(fā)生井噴第三天治住了井下井噴，富家圍子屯不再冒氣，但主

5、井筒噴勢不減。第一步第二步1、反注套壓控制1Mpa50m3堵漏泥漿、1700袋水泥和10m3石灰乳2、反注井口蹩壓0.1Mpa。清水混配石粉，以最慢速度過四通，使石粉下沉，共注100t石粉鉆桿13-3/8套管火勢變小沒有效果分析：反注是無法在環(huán)空建立有效的液注或封堵層因擔(dān)憂蹩漏不敢進(jìn)展強(qiáng)化施工3、下切割彈從368m處切割，正注2次泥漿26m3，水玻璃6m3，水泥1050袋。治住了井噴，該井報(bào)廢歷時(shí)12天，施工12次，共用191m3泥漿，4450袋水泥，100t石粉，6m3水玻璃等物資1、氣體來自q2+3高臺(tái)子油氣層，裂痕氣。第一次井噴是密度1.12，由于部分鉆開高臺(tái)子，井噴、井涌氣量不大。2、

6、氣層壓力梯度約1.15左右，由于1.20泥漿起鉆時(shí)，抽吸壓力梯度0.05，在該情況下發(fā)生井噴3、井噴的根本緣由是：鉆井液密度設(shè)計(jì)太低1.07-1.15。當(dāng)密度為1.29情況下，做到空井5天，電測平安，后來主管部門要求密度降到1.20，起鉆時(shí)又發(fā)生井噴。事后認(rèn)識(shí)該井移井位新東2井，用1.27-1.29的鉆井液，歷時(shí)15天，順利完鉆 教訓(xùn)1、氣井發(fā)生井涌，不能長時(shí)間關(guān)井，不做井口壓力控制。由于天然氣的密度常壓常溫下是水密度的1/1000不到，與鉆井液有劇烈的置換性，滑脫上升，在關(guān)井下氣體是帶壓滑脫上升。該井關(guān)井8小時(shí)之多，已發(fā)生井下井噴，套壓2.8Mpa套管鞋處接受壓力梯度為2.9井口處充溢氣體1

7、55m(斷點(diǎn))處接受壓力梯度為1.8 (井口處充溢氣體)地層早已蹩開，不僅要挾著生命平安，使井噴惡化，給壓井任務(wù)帶來較大困難 教訓(xùn)2、發(fā)生溢流、井涌后，應(yīng)立刻關(guān)井，不能敞開井口循環(huán)，使氣體侵入加劇。該井接完方鉆桿后還敞開井口循環(huán)22分鐘，出現(xiàn)不可拾掇的地步才關(guān)井。3、壓井過程應(yīng)維護(hù)好鉆頭水眼，使其暢通。4、氣體的可緊縮性決議，發(fā)生溢流到井涌時(shí)間較長，從井涌到井噴是瞬間之事。及時(shí)檢測溢流是井控的重要的第一關(guān)。 二、發(fā)生井噴尤其是氣體井噴，首先堅(jiān)持井底壓力略大于產(chǎn)層壓力，嚴(yán)防繼續(xù)發(fā)生流體侵入.-不能盲目的放噴/卸壓。 本次，集團(tuán)公司組織的井控檢查，看到塔里木油區(qū)構(gòu)成了完好的、先進(jìn)的關(guān)井、壓井技術(shù)，

8、塔里木油區(qū)在極端復(fù)雜的地下、地面條件下，今年上半年遭遇了21次井涌/溢流，都正確處置，為中油集團(tuán)的井控平安做了奉獻(xiàn)。這些先進(jìn)的關(guān)井、壓井技術(shù)來之不易。為了加深印象，回想一下迪那2井井噴失控事故迪那2井是山前構(gòu)造帶東秋立塔克構(gòu)造帶的探井.2000年8月5日，由大慶鉆井公司即第五勘探公司承鉆。 發(fā)生井噴時(shí)間：2001年4月19日4:28 9-5/8技術(shù)套管下深 4*m(缺資料) 鉆井液密度 1.85g/cm3 發(fā)生溢流井深 4875.59m 鉆開目的層0.2m 第一次發(fā)生溢流1.2-4.3m3，關(guān)井0:06分鐘，立壓14Mpa， 套壓16Mpa 開節(jié)流閥，套壓降為8Mpa，又發(fā)生溢流，溢流量22.

9、7m3 5:15;立壓升為27Mpa，套壓33Mpa事故惡化的緣由根據(jù)初次關(guān)井立壓,產(chǎn)層壓力應(yīng)為：102.4Mpa壓力系數(shù)2.14環(huán)空氣柱高110m左右，環(huán)空泥漿柱回壓86.4Mpa由于井筒欠壓8Mpa25Mpa情況下卸壓，又產(chǎn)生了17.7m3溢流，總溢流量到達(dá)22.7m3，使環(huán)空井底處構(gòu)成1050m的氣柱由于欠壓泄壓，呵斥溢流量大，井口壓力過高，為以后的處置添加難度?？梢粤私猱?dāng)事人的心態(tài)：防噴器安裝為70Mpa，遇到102.4Mpa氣層，心里荒了神。 溢流初期應(yīng)采取壓回去的方法，由于溢流量少，井口壓力又不高，產(chǎn)層聯(lián)通性好，可以做到但要嚴(yán)防壓漏。盡量減少井筒內(nèi)已流入進(jìn)來的氣，然后采取重泥漿壓井

10、。事后評(píng)頭論足一、開闊視野,準(zhǔn)確掌握國際鉆井工程HSE管理趨向 在HSE方面，委內(nèi)瑞拉同國際接軌，體系完好、制度健全、措施有力、考核嚴(yán)厲，一直圍繞著以人為本這一管理理念。三、關(guān)井初期準(zhǔn)確求立壓、套壓、溢流量等數(shù)據(jù)，為確定正確壓井提供根據(jù)。清溪1井井噴、壓井情況 清溪1井是中石化勝利黃河鉆井三公司70158隊(duì)承鉆的探井，地處四川宣漢縣清溪鎮(zhèn)七村. 構(gòu)造-四川盆地川東斷褶帶清溪構(gòu)造高點(diǎn) 設(shè)計(jì)井深5620米 目的層：主探石炭系，兼探嘉陵江組、飛仙關(guān)組、長興組、茅口組及陸相層系4500m4000m3000m2000m1000m13-3/8x 600m5-1/2鉆桿4-3/4鉆鋌及旁通閥止回閥7-5/8

11、x 4260m10-3/4x 3067m20 x 15m4285m裸眼25m抗內(nèi)壓87Mpa抗內(nèi)壓51.3Mpa3-1/2鉆桿4194m4275m鉆桿內(nèi)容積:35.32m3環(huán)空體積:115.75m3井身構(gòu)造及鉆柱套管程序鉆具組合飛仙關(guān)組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日第四次開鉆(上層套管下深4261m,底腳破壓梯度1.92),12月20日2:15用:1.60g/cm3鉆至4285m,鉆速忽然變快,鉆進(jìn)0.38m,發(fā)生溢流1.5m3,立刻關(guān)井,套壓20Mpa壓力系數(shù)高:1.85

12、左右后來逐漸認(rèn)識(shí)壓力窗口小:破壓系數(shù)1.92產(chǎn)量大:150-200萬m3/日 1600m的3-1/2鉆桿，內(nèi)阻大10-3/4套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度低51.3Mpa階梯型井眼，在高速氣流作用下泥漿容易被分散霧化，很難構(gòu)成液柱壓井難度井噴2914m4261m4285m1682481612022/8/2721前期壓井1、正注54m3平均1.75g/cm3，反注100m3泥漿。停泵蹩壓19Mpa，再用1.80g/cm3泥漿節(jié)流循環(huán)35m3，立壓變?yōu)?，套壓16.84Mpa將地層蹩漏2、控制套壓8Mpa，正注堵漏泥漿20m3 密度1.70g/cm3，漏失15m3。3、節(jié)流循環(huán)套壓 *)又發(fā)生溢流2m3，立刻關(guān)井

13、套壓升為56Mpa，翻開三條放噴管線放噴，套壓4-5Mpa. 前期沒有求立壓和溢流量，地層壓力不清，無法確定壓井泥漿密度。壓井中把地層蹩漏2022/8/2722第一次搶險(xiǎn)壓井正循環(huán)壓井正注： :2.05g/cm3泥漿250m3，排量2m3/min，立壓30-40Mpa，套壓12Mpa，噴出霧狀泥漿關(guān)井套壓42Mpa4條管線放噴正穩(wěn)或套壓降至能從環(huán)空擠注的條件下，反注重泥漿并跟緊水泥漿封井目的:2.002.05g/cm3泥漿800m3.預(yù)備壓井平衡點(diǎn)法失敗緣由節(jié)流閥沖蝕，套壓只能控制到12Mpa鉆柱內(nèi)阻太大，鉆桿循環(huán)頭壓力等級(jí)只需50Mpa , 只能做到壓井排量2.0m3/min2022/8/2

14、723第二次搶險(xiǎn)壓井此次壓井曾時(shí)田等川局資深專家參與經(jīng)過整改第一次存在的問題，確定強(qiáng)化平衡液注的構(gòu)成。方案預(yù)備2.00-2.40g/cm3泥漿1000m3控制最高泵壓49Mpa控制最高套壓40Mpa堅(jiān)持3.0-4.0m3/min排量正注2.2g/cm3泥漿380m3，套壓由37Mpa降至8-9Mpa，立壓13Mpa，壓井即將勝利時(shí)。指揮人員聽到放噴器處忽然傳來兩聲悶響，便決議翻開5條放噴管線放噴。壓井2022/8/2724第三次搶險(xiǎn)壓井此次壓井孫真純中石油資深專家任副總指揮正注清水200m3正注2.20g/cm3泥漿500m3控制泵壓65Mpa，套壓40Mpa排量2.5-4.0m3/min反注

15、1.90-2.20g/cm3泥漿，控制套壓40Mpa反注水泥漿90m3進(jìn)入7-5/8套管，排量2.0-3.0m3/min，接著正反注水泥漿進(jìn)入地層時(shí)稠化初凝止，控制套壓40Mpa，立壓65Mpa方案按施工方案施工，壓井、封井勝利2022/8/2725認(rèn)識(shí)1、關(guān)井初期正確求立壓、套壓、溢流量是關(guān)鍵，可以防止壓井的盲目性。在近鉆頭處安裝止回閥時(shí)求立壓，還要思索泥漿中壓力的傳播時(shí)間。2、平衡點(diǎn)法建立液注，關(guān)鍵是強(qiáng)化施工如排量、套壓等。因此，要盡量排除系統(tǒng)中存在的薄弱部位。3、井深構(gòu)造有缺陷，從井口至3067m之間10-3/4套管抗內(nèi)壓只需51.3Mpa，不僅為壓井中強(qiáng)化施工設(shè)立了一道屏障，而且即使壓

16、井勝利，：1.85時(shí)3067m處內(nèi)壓為55.66Mpa，本井也只能以封堵壓井報(bào)廢，對(duì)此中石化指點(diǎn)開場還不贊同。 四、處置井噴嚴(yán)防爆炸與著火葡9-4-47井井噴爆炸案例 葡9-4-47井是大慶長垣葡萄花構(gòu)造油田上的一口開發(fā)井今大慶油田公司采油七廠，廠部北 1976年5月，大慶鉆井指揮部一大隊(duì)12100隊(duì)承鉆，于5月9日鉆至990m，完鉆之后起鉆，在淺氣層部位抽吸，發(fā)生井噴。在搶險(xiǎn)中引起爆炸，21人坐“土飛機(jī)，其中18人被燒傷(井口構(gòu)成噴坑鉆機(jī)掉入)。 中油集團(tuán)對(duì)淺氣層，沒有明確的說法規(guī)定可以了解為： 比目的層即開采層埋藏淺的，沒有開采價(jià)值的氣層不是成片聯(lián)通的、穩(wěn)定的、一定儲(chǔ)量的地層 不按埋藏深度

17、，只以相對(duì)深度的說法。如四川油區(qū)1500m左右的零星氣層叫淺氣層，而青海油區(qū)500m的主力氣層不叫淺氣層。 淺氣層是一種叫法，并不等于埋藏深度淺的氣層淺氣層 淺氣層分布圖例平面上橫向上 松遼盆地的淺氣層埋藏200-700m不等，主要是嫩江組4段-3段的黑帝廟層橫向上分布無規(guī)律，以巖性砂體控制的“土豆?fàn)罘植?，?duì)鉆井而言是“遭遇戰(zhàn)由于埋藏淺，對(duì)井筒壓力變化敏感，而且反響迅速由于“土豆?fàn)钌绑w體積有限，所噴的氣體剛好夠燒毀一部鉆機(jī)/噴坑夠淹沒一套鉆機(jī) 48m9m嚴(yán)防抽吸 由于淺氣層對(duì)井筒壓力變化敏感，鉆頭處于淺氣層部位或其上一定范圍內(nèi)，抽吸是井噴的主要緣由。 以葡9-4-47井為例鉆頭尺寸：213鉆桿

18、：4-1/2“10.98mm，即外徑114mm，內(nèi)徑92mm。當(dāng)鉆頭處于淺氣層部位時(shí)抽吸9m即一個(gè)單根1、鉆頭下部瞬時(shí)構(gòu)成真空，將把氣體引入到井內(nèi)2、鉆桿內(nèi)泥漿順鉆頭水眼下去填滿鉆頭下部真空部位，那么鉆桿內(nèi)泥漿下移35m。3、設(shè)淺氣層埋深500m，等同于鉆井液密度減少0.087g/cm3 (設(shè)計(jì)鉆井液密度1.25g/cm3).以葡9-4-47井為例鉆頭尺寸：213鉆桿：4-1/2“10.98mm，即外徑114mm，內(nèi)徑92mm。當(dāng)鉆頭處于淺氣層部位時(shí)抽吸9m即一個(gè)單根500m抽吸時(shí)很難發(fā)現(xiàn)溢流,溢流只需229L 抽吸緣由井筒某處縮徑縮徑緣由1、地層塑性流動(dòng)2、高浸透層結(jié)厚濾餅3、水敏地層，水化

19、膨脹 大慶長垣嫩四、嫩三地層正是易膨脹的水敏性泥巖層 葡9-4-47井井噴1976年5月6日開鉆 打?qū)Ч?m。土池子,泥漿循環(huán) 鉆頭外徑213mm，下三個(gè)扶正器外徑206mm 淺氣層位置：396512m 完鉆井深：990m 設(shè)計(jì)鉆井液密度：1.201.25g/cm3 5月9日完鉆，起至500m左右，因抽吸，管內(nèi)井噴，噴高15-20m導(dǎo)管2m396m512m500m990m213 爆炸當(dāng)日晚6:30正是鉆井隊(duì)開消費(fèi)碰頭會(huì)，主要骨干集中在隊(duì)部開會(huì)，聽到“井噴，骨干來不及穿工衣、工鞋，就直奔鉆臺(tái)。搶接方鉆桿多次，均沒有對(duì)上扣。由于多次急殺車，離井口6米處的總離合器惰性剎帶冒火星，鉆臺(tái)頓時(shí)發(fā)生爆炸。鉆

20、臺(tái)21名骨干及當(dāng)班人員，全部飛掉。其中18名燒傷住院。防爆 天然氣特性決議。天然氣在空氣中濃度體積5-15%為爆炸，即低于5%不燃不爆，高于15%只燃不爆因此APIRP54和SY/T6228“油氣井鉆井及修井作業(yè)職業(yè)平安的引薦做法中明確了：以井口及泥漿罐面1.5m以內(nèi)為1級(jí)1區(qū)以井口及泥漿罐面3m以內(nèi)為1級(jí)2區(qū)目前最大危險(xiǎn)是司鉆控制室內(nèi)的SCR操作箱、頂驅(qū)操作箱、變頻鉆機(jī)PLC插接箱、儀表箱的正壓防爆被人忽視 淺氣層部位抽吸很難發(fā)現(xiàn)一是 由于縮井段是松軟地層，懸重?zé)o明顯添加為防止抽吸鉆井措施上： 1、防止構(gòu)成縮井段。能夠淺氣層上部井段稍大一點(diǎn)鉆頭鉆井,留有地層膨脹余地；能夠淺氣層上部易縮井段，反復(fù)劃眼。 2、察看抽吸從轉(zhuǎn)盤口往下看環(huán)空液面變化認(rèn)識(shí)二是 溢流量只需幾百升，很難計(jì)量(本井只需224L). 管內(nèi)