畢業(yè)論文-油氣井噴火災(zāi)撲救措施研究

1、本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） PAGE V畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題目 油氣井噴火災(zāi)撲救措施研究 學(xué) 號(hào) 姓 名 系 隊(duì) 專 業(yè) 指導(dǎo)教師 王 二八年六月摘要隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界各國(guó)對(duì)能源尤其是石油天然氣的需求量日益增加。石油是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)的重要資源，被稱為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的血液。要將地下的石油、天然氣開采出來就需要鉆打采油井、采氣井。鉆井是油氣田開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是一項(xiàng)多學(xué)科、多工種、技術(shù)復(fù)雜、造價(jià)昂貴的地下基建工程。在石油的勘探和開發(fā)過程中，由于地層壓力過大，井眼液柱壓力控制遭到破壞，井口裝置失去對(duì)油氣的控制，油氣流大量噴出井口，在井場(chǎng)形成爆炸或燃燒條件，遇到明火、靜電火花、撞擊火星等引起燃燒，形成井噴

2、火災(zāi)。井噴火災(zāi)，不但有石油化工火災(zāi)的一般特點(diǎn)，而且又有其特殊點(diǎn)，其撲救難度之大、持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)，都是一般火災(zāi)無法比擬的。我國(guó)的石油工業(yè)起步較晚，在石油的開采過程中由于技術(shù)上的不成熟，井噴事故屢有發(fā)生造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。本文在對(duì)石油井噴火災(zāi)的產(chǎn)生原因、特點(diǎn)、危害性以及撲救方法進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上，針對(duì)我國(guó)不同地區(qū)井噴特點(diǎn)，重點(diǎn)分析和論述了油氣井噴火災(zāi)的撲救措施。關(guān)鍵詞 油氣井噴; 火災(zāi); 撲救措施AbstractWith economic development, the demand of energy particularly oil and nature gas in all cou

3、ntries in the world is growing. Oil is an important resource to the development of the national economy and national defense construction, which is known as the blood of the national economy. If the oil and nature gas in the ground floor are wanted to be exploited, they needed to drill oil well and

4、gas well. Drilling of oil and gas field development is the key link and a multidisciplinary, multi-trades, technical complexity, high cost of the underground infrastructure projects. In the process of oil and gas exploitation, due to the large ground pressure the control of liquid column hole pressu

5、re has been damaged, wellhead equipment has been lost the control of the oil and gas and oil and gas wellhead flowed out plentifully to formed exploitation and big fire, and if it meet bright fire and static electricity spark, it may formed a blowout fire. Blowout fire, which is not only has the gen

6、eral characteristics of petrochemical fire, but also has its special point, that is, more difficult to fight and last longer than any other generally fire .Chinas oil industry started relatively late, in the process of oil exploitation, because of the immature technology, there are always some explo

7、itation happened, which resulted enormous economic losses and casualties. In this paper, on the basis of the oil blow-out fires causes, characteristics, dangers and fighting methods, the fire fighting measures were analyzed and discussed.Key words oil and gas blowout; fire; measures to fight the bla

8、ze目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc202146171 中文摘要 PAGEREF _Toc202146171 h I HYPERLINK l _Toc202146172 英文摘要 PAGEREF _Toc202146172 h II HYPERLINK l _Toc202146173 目錄 PAGEREF _Toc202146173 h III HYPERLINK l _Toc202146174 1 引言 PAGEREF _Toc202146174 h 1 HYPERLINK l _Toc202146175 2 井噴火災(zāi)的綜述 PAGEREF _Toc20

9、2146175 h 2 HYPERLINK l _Toc202146176 2.1 產(chǎn)生原因及類型 PAGEREF _Toc202146176 h 2 HYPERLINK l _Toc202146177 2.1.1 井噴火災(zāi)產(chǎn)生的原因 PAGEREF _Toc202146177 h 2 HYPERLINK l _Toc202146178 2.1.2 井噴火災(zāi)的類型 PAGEREF _Toc202146178 h 2 HYPERLINK l _Toc202146179 2.2 井噴火災(zāi)的特點(diǎn) PAGEREF _Toc202146179 h 3 HYPERLINK l _Toc202146180

10、2.2.1 井噴火災(zāi)的一般特點(diǎn) PAGEREF _Toc202146180 h 4 HYPERLINK l _Toc202146181 2.2.2 我國(guó)不同區(qū)域油氣井噴火災(zāi)的特點(diǎn) PAGEREF _Toc202146181 h 5 HYPERLINK l _Toc202146182 3 油氣井噴火災(zāi)的危險(xiǎn)性分析 PAGEREF _Toc202146182 h 6 HYPERLINK l _Toc202146183 3.1 毒害性 PAGEREF _Toc202146183 h 6 HYPERLINK l _Toc202146184 3.2 燒毀設(shè)備造成資源浪費(fèi) PAGEREF _Toc2021

11、46184 h 7 HYPERLINK l _Toc202146185 3.3 燃燒、爆炸危險(xiǎn)性 PAGEREF _Toc202146185 h 7 HYPERLINK l _Toc202146186 4 油氣井噴火災(zāi)撲救措施 PAGEREF _Toc202146186 h 7 HYPERLINK l _Toc202146187 4.1 戰(zhàn)前準(zhǔn)備 PAGEREF _Toc202146187 h 8 HYPERLINK l _Toc202146188 4.2 火情偵查 PAGEREF _Toc202146188 h 9 HYPERLINK l _Toc202146189 4.3 現(xiàn)場(chǎng)警戒 PAG

12、EREF _Toc202146189 h 9 HYPERLINK l _Toc202146190 4.4 戰(zhàn)斗進(jìn)行 PAGEREF _Toc202146190 h 9 HYPERLINK l _Toc202146191 4.4.1 井口清障 PAGEREF _Toc202146191 h 10 HYPERLINK l _Toc202146192 4.4.2 滅火 PAGEREF _Toc202146192 h 10 HYPERLINK l _Toc202146193 4.4.3 滅火后的井口處置 PAGEREF _Toc202146193 h 13 HYPERLINK l _Toc202146

13、194 4.5 戰(zhàn)斗結(jié)束 PAGEREF _Toc202146194 h 14 HYPERLINK l _Toc202146195 5 結(jié)束語 PAGEREF _Toc202146195 h 14 HYPERLINK l _Toc202146196 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc202146196 h 15 HYPERLINK l _Toc202146197 致謝 PAGEREF _Toc202146197 h 16第16頁 共16頁1 引言石油、天然氣是國(guó)名經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)，而大部分的油氣資源都埋藏在地底，要將地下的石油、天然氣開采出來就需要鉆打采油井、采氣井。鉆井是油氣田開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),

14、是一項(xiàng)多學(xué)科、多工種、技術(shù)復(fù)雜、造價(jià)昂貴的地下基建工程。鉆井時(shí)要把泥漿注入井管來平衡地下地層對(duì)油氣的壓力，但是當(dāng)勘測(cè)時(shí)對(duì)地下壓力測(cè)試不準(zhǔn)或注入的泥漿密度太低或出現(xiàn)地層壓力突然變大等情況時(shí)，油或氣就會(huì)噴出地面或流入井內(nèi)的其他地層導(dǎo)致井噴事故的發(fā)生。井噴事故往往伴隨著有毒氣體(硫化氫等)的釋放或燃燒，會(huì)對(duì)環(huán)境和人身安全造成極大的危害。井噴失控將使油氣資源受到嚴(yán)重破壞，易釀成火災(zāi)，造成人員傷亡、設(shè)備損壞、油氣井報(bào)廢和自然環(huán)境的污染（如圖1.1）。20世紀(jì)80年代之前，由于我國(guó)鉆井技術(shù)水平低、設(shè)備性能差，井噴事故經(jīng)常發(fā)生。建國(guó)以來先后發(fā)生過千余起井噴事故，四川盆地1957年至1981年間，發(fā)生嚴(yán)重井噴

15、失控、著火事故達(dá)48起，燒毀鉆機(jī)18臺(tái)，傷亡158人，報(bào)廢14口井。80年代以后隨著過平衡以及欠平衡法等鉆井技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，使我國(guó)在油層保護(hù)和井噴事故預(yù)防方面有很大的進(jìn)步，但是由于各方面的原因，井噴事故仍時(shí)有發(fā)生。國(guó)外各大石油公司自20世紀(jì)50年代以來深入開展鉆頭結(jié)構(gòu)、鉆井液性能等方面的研究，同時(shí)井噴事故的預(yù)防和控制一直是各大公司高度重視的問題但各地的井噴事故仍然時(shí)有發(fā)生，自1983年至2002年美國(guó)在墨西哥灣地區(qū)共發(fā)生井噴事故17起，英國(guó)自1980年至2001年共發(fā)生井噴事故15起給生產(chǎn)、環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響1。近年來，各大公司均實(shí)施嚴(yán)格的安全管理制度,制定了科學(xué)實(shí)用的應(yīng)急救援預(yù)案以及計(jì)算機(jī)

16、輔助控制系統(tǒng)等新技術(shù)的應(yīng)用,可以使事故及時(shí)得到處置，在一定程度上減輕了井噴事故對(duì)人身安全和環(huán)境造成的不利影響2。表 1.1 近年來國(guó)內(nèi)外重大井噴火災(zāi)統(tǒng)計(jì)表時(shí)間地點(diǎn)損失1991年1月21日新疆塔中四油田直接經(jīng)濟(jì)損失419萬元1993年9月28日河北省趙縣造成7人死亡、454人不同程度中毒、22.6萬人被緊急疏散1996年1月11日新疆HY-104井井噴造成120.1萬m2土地被污染，賠償金額441萬元1996年1月28日新疆DW-105井井噴直接經(jīng)濟(jì)損失43萬元1998年3月22日四川溫泉井噴導(dǎo)致在煤礦內(nèi)工作的礦工死亡11人、13人中毒、燒傷1人2003年12月23川東北氣礦羅家16H井事故造成

17、243人死亡、10175人不同程度，10萬群眾被緊急疏散續(xù)表 1.11979年6月3日墨西哥灣南坎佩切灣尤卡坦半島井噴歷時(shí)296天，流失原油45.36萬噸、形成長(zhǎng)480km、寬40km、厚10mm、覆蓋1.9萬km2的原油層1996年8月4日美國(guó)密歇根州帕克代爾導(dǎo)致周圍居住區(qū)內(nèi)11人中毒2001年5月8日墨西哥灣全球海洋鉆井公司未造成人員傷亡，但井噴從5月8日至7月14日，造成大量天然氣損失2001年7月13日德克薩斯“海洋四號(hào)”鉆井井噴持續(xù)8天，現(xiàn)場(chǎng)疏散39名工人，一名失蹤2 井噴火災(zāi)的綜述2.1 產(chǎn)生原因及類型在石油和天然氣的開采過程中，由于種種原因，導(dǎo)致井噴事故時(shí)有發(fā)生，造成人員重大傷亡

18、和設(shè)備嚴(yán)重毀壞。2.1.1 井噴火災(zāi)產(chǎn)生的原因井噴是指鉆井時(shí)鉆開油氣層后，如果井底壓力大于地層壓力，地層流體將進(jìn)入井筒并推動(dòng)泥漿外溢,即發(fā)生溢流。若對(duì)溢流處理不及時(shí)或措施不當(dāng)，將會(huì)發(fā)生井噴，嚴(yán)重時(shí)造成井噴失控，這是發(fā)生井噴的根本原因3。發(fā)生井噴后，大量的石油和天然氣噴出井口，在井口周圍遭遇火源引起燃燒就形成了井噴火災(zāi)。引起井噴火災(zāi)的主要原因有：1金屬工具相互碰擊或雜石、鋁具與井架碰擊打出火花引起的火災(zāi)；2電氣照明系統(tǒng)被氣流夾帶的石塊碰壞引起的火災(zāi)；3井場(chǎng)內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)的柴油機(jī)引起的火災(zāi)；4井場(chǎng)帶電作業(yè)或使用明火成災(zāi)；5井口裝置質(zhì)量不高，引起爆炸起火；6地層被破壞，造成四周冒氣著火；7雷擊起火。2.1.

19、2 井噴火災(zāi)的類型井噴火災(zāi)的類型可以根據(jù)引起井噴火災(zāi)的方式、噴出的物質(zhì)以及地理環(huán)境和工作過程分類。2.1.2.1 按引起井噴著火的方式分類按著火的方式井噴火災(zāi)可分為：1由井場(chǎng)周圍明火引起的井噴火災(zāi)。2雷擊引起的井噴火災(zāi)。此類井噴火災(zāi)是在鉆井過程中發(fā)生強(qiáng)烈井噴，噴出的油氣因雷擊而引起井噴火災(zāi)。3地層巖石或井內(nèi)鉆具飛出撞擊產(chǎn)生火花引起的井噴火災(zāi)。4由井內(nèi)電器引起井噴火災(zāi)。2.2.2.2 按失控井噴出的物質(zhì)成分分類按失控井噴出的物質(zhì)成分可分為：1以噴天然氣為主的井噴火災(zāi)。2同時(shí)噴油、噴氣的井噴火災(zāi)。3同時(shí)噴油、噴氣、噴水的井噴火災(zāi)。4噴出天然氣并含硫化氫的井噴火災(zāi)。2.1.2.3 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)

20、各油田發(fā)生井噴失控著火的油氣井，按所處的地理環(huán)境可以分為：平原、區(qū)、沙漠、丘陵、沼澤等地區(qū)的井噴火災(zāi)。2.1.按作業(yè)過程井噴火災(zāi)可分為：1鉆井過程中發(fā)生井噴著火。2完井后開井放油發(fā)生井噴著火。3修井作業(yè)過程中發(fā)生井噴著火。4在進(jìn)行其他作業(yè)過程中發(fā)生井噴著火。2.2 井噴火災(zāi)的特點(diǎn)我國(guó)地域遼闊，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，油氣田主要分布在平原、丘陵和戈壁沙漠。不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的油氣田其井噴產(chǎn)生的原因不同，噴出的物質(zhì)成分也有區(qū)別，因此不同地域的油氣井噴火災(zāi)不僅具有井噴火災(zāi)的一般特點(diǎn)還具有其自身的特點(diǎn)。2.2.1 井噴火災(zāi)的一般特點(diǎn)2.2.1井噴著火時(shí)，一般火柱高達(dá)50m以上。在距離火柱50m處，車輛、人員不能

21、靠近，尤其是下風(fēng)方向，熱輻射增強(qiáng)更不容易靠近。2.2.1.2高壓噴射出的油氣與空氣混合燃燒，使其火焰與氧乙炔氣割機(jī)噴出的火焰相似，溫度可達(dá)1000-1800，短時(shí)間能能把鉆機(jī)燒紅，井架燒塌，燃燒時(shí)間越長(zhǎng)，井口裝置損壞程度就越嚴(yán)重，從而阻礙和改變油氣流的噴射方向，甚至有時(shí)會(huì)產(chǎn)生多股噴射火焰，巨大的火舌翻卷亂竄，形成不規(guī)則燃燒，使火災(zāi)撲救更加困難。2.2.1.3井下噴出的原油在空中沒有完全燃盡，形成飛火，隨風(fēng)飄落到井場(chǎng)設(shè)備及周圍建筑物上，產(chǎn)生新的火點(diǎn)。井壁塌方，鉆機(jī)和井架陷落地下，原井位形成噴泉，油、氣四處流淌擴(kuò)散，或井口周圍地表冒出天然氣，引起大面積火災(zāi)。大面積火災(zāi)不但嚴(yán)重威脅著現(xiàn)場(chǎng)人員和設(shè)備的

22、安全，同時(shí)增加了火災(zāi)撲救的難度。2.2.1.4一般失控著火井都是壓力高、產(chǎn)量大的油氣井。強(qiáng)大的由氣流夾帶著巖屑高速噴出，沖擊力大破壞力強(qiáng)。壓力50MPa的油氣流會(huì)將井口裝置和一切阻礙噴流的物體刺成千洞百孔，損壞嚴(yán)重。其沖擊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水槍的水流壓力，致使水流難以射準(zhǔn)火點(diǎn)，給清障、滅火帶來困難。2.2.1.5井噴失控著火，井眼內(nèi)高壓油氣流以很大的流速?zèng)_出井口，產(chǎn)生頻率很高的嘯叫聲，吼聲如雷，震天動(dòng)地，噪聲刺耳欲聾，給通信聯(lián)絡(luò)和火場(chǎng)指揮帶來極大的困難。2.2.1.6井噴著火后，燒塌物縱橫交錯(cuò)，集中堆積在井口上，迫使火焰倒卷，四處亂竄，清除這些設(shè)備的工作十分艱巨。2.2.1.7石油鉆井分布區(qū)域廣，一般

23、的井場(chǎng)面積小，公路狹窄，沒有專門的停車場(chǎng)，井噴著火后，由于井場(chǎng)未燃燒完的原油及污水來不及排除或清理，原油浮在水面上使消防車輛和人員難以進(jìn)入。2.2.1.8撲救井噴火災(zāi)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)險(xiǎn)情特點(diǎn)，需要分階段進(jìn)行一系列作業(yè)，因此處理時(shí)間較長(zhǎng)。按照目前國(guó)內(nèi)的技術(shù)水平，處理較大的井噴火災(zāi)，時(shí)間最短是7天；對(duì)于高壓力、產(chǎn)量大、險(xiǎn)情復(fù)雜、條件差的著火井，從井噴開始到處理完畢需要五十天。處理井噴火災(zāi)，水槍陣地多，水槍流量大，井口及部分設(shè)備需要保護(hù)，井口周圍需要冷卻降溫，掩護(hù)人員工作和滅火，都需要大量的消防用水4。2.2.2 我國(guó)不同區(qū)域油氣井噴火災(zāi)的特點(diǎn)2.2平原地區(qū)的油氣田屬于淺氣層，淺氣層埋深一般在50400m

24、，易發(fā)生井噴的多為明水組，該氣層埋藏淺，深度在120220m。由于上部氣層滲透性好,允許壓力波動(dòng)為0.5MPa，相當(dāng)于鉆井液液柱高度50m，故在淺部天然氣層鉆進(jìn)或起下鉆時(shí),井筒內(nèi)鉆井液液柱壓力波動(dòng)易引起井噴。上部地層疏松，發(fā)生井噴后，關(guān)井易憋漏地表，造成井口周圍到處冒泡，因此淺氣層井噴后不能采用常規(guī)方法關(guān)井，不能有效控制井口,往往比常規(guī)井噴更難于處理。淺氣層井噴往往會(huì)造成井塌而停噴，使井眼報(bào)廢因此危害極大5。2.2.2.2我國(guó)的丘陵地區(qū)油田主要集中在西南，其地層構(gòu)造、地層孔洞縫發(fā)育程度及流體分布、地層壓力系統(tǒng)等客觀地質(zhì)情況復(fù)雜，發(fā)生油氣井噴時(shí)具有以下特點(diǎn)：井噴層段的地層壓力具(異常)高壓特征；

25、井內(nèi)液柱壓力具高負(fù)壓特征井噴失控的比例高；井噴處理中井漏明顯；硫化氫含量高,造成大量的人員中毒和傷亡6。2.2.2.3我國(guó)戈壁沙漠油田主要分布在新疆，其中以塔里木盆地為代表。塔里木盆地位于新疆南部，總面積56萬平方千米，是我國(guó)最大的含油氣沉積盆地，具有豐富的油氣資源，油氣總資源量191億噸，其中石油107石億噸，天然氣839萬億立方米，與松遼盆地、渤海灣盆地并列為全國(guó)三大含油氣盆地，被中外地質(zhì)家稱為中國(guó)石油戰(zhàn)略接替地區(qū)。其主要特點(diǎn)是干旱缺水，在發(fā)生井噴火災(zāi)時(shí)，人員和裝備運(yùn)送困難，由于其氣候和地形的原因，對(duì)滅火劑的限制也高。噴出的物質(zhì)主要是石油混合著天然氣，撲救難度較大7。3 油氣井噴火災(zāi)的危險(xiǎn)

26、性分析油氣井噴事故的主要危害物質(zhì)是天然氣和硫化氫。其中燃燒的主要物質(zhì)是天然氣，天然氣的主要成分是甲烷，為無色、無臭氣體，相對(duì)分子質(zhì)量16，相對(duì)空氣密度為0.55，閃點(diǎn)-188 ，爆炸極限為5.3 %15 %，最小引燃能量為0.28 mJ，自燃溫度538 ，最大爆炸壓力為0.717 MPa，燃燒熱889.5 3.1 毒害性天然氣中的有毒物質(zhì)主要是硫化氫，硫化氫中毒癥狀主要表現(xiàn)為:局部刺激癥狀,如流淚、眼部灼燒、疼痛、怕光、結(jié)膜充血、劇烈咳嗽、胸部脹悶、惡心嘔吐、頭暈頭痛,如果中毒過重,會(huì)出現(xiàn)呼吸困難、顏面青紫、狂躁不安的癥狀,甚至出現(xiàn)抽風(fēng)、意識(shí)模糊、昏迷、全身青紫的癥狀。人吸入70150 mg/

27、m3的硫化氫出現(xiàn)呼吸道及眼刺激癥狀，25分鐘后嗅覺疲勞聞不到臭味；吸入1000 mg/m3數(shù)秒鐘后很快出現(xiàn)急性中毒，麻痹死亡8。井噴火災(zāi)按硫化氫的噴出速率其危險(xiǎn)性可分為四級(jí)（如表3.1）表 3.1 油氣田井噴風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別分級(jí)指標(biāo)H2S釋放速度率（m3/s）風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)說明0.9四級(jí)低風(fēng)險(xiǎn)0.93.4三級(jí)中風(fēng)險(xiǎn)3.46.0二級(jí)較高風(fēng)險(xiǎn)6.0一級(jí)高風(fēng)險(xiǎn)3.2 燒毀設(shè)備造成資源浪費(fèi)井內(nèi)油氣壓力高，產(chǎn)量大，火勢(shì)猛，井口障礙物多，難以迅速撲滅。高溫火焰首先燒毀井架、鉆機(jī)、鉆具、井口裝置、柴油機(jī)，接著是泥漿泵、固控設(shè)備、各種管匯等井口周圍的一切設(shè)備、儀器。物資器材被大火燒毀變形，難以修復(fù)使用，對(duì)地層破壞性很大

28、，地下資源損失嚴(yán)重，無控制的敞噴，造成石油、天然氣資源的巨大浪費(fèi)。3.3 燃燒、爆炸危險(xiǎn)性油氣井發(fā)生井噴時(shí)，噴出的天然氣迅速擴(kuò)散，與空氣混合，遇火源隨時(shí)有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)；井噴火柱的溫度高，燃燒面積大，熱輻射強(qiáng)，嚴(yán)重威脅著井口周圍工作人員的安全。未燃盡的灰塵飄落在井場(chǎng)周圍，特別是燃燒產(chǎn)生的一氧化碳二氧化碳以及硫化氫燃燒生成的二氧化硫，隨著風(fēng)向迅速擴(kuò)散，嚴(yán)重污染大氣環(huán)境，造成下風(fēng)方向的家禽、牲畜中毒死亡。井噴火災(zāi)不同于一般的火災(zāi)，火場(chǎng)情況復(fù)雜，處理起來更加困難危險(xiǎn)，設(shè)計(jì)的單位多，影響面大。從歷次處理井噴或在的統(tǒng)計(jì)中不難看出，搶險(xiǎn)費(fèi)用耗資巨大，一般都在十幾萬元以上。4 油氣井噴火災(zāi)撲救措施油氣井噴火

29、災(zāi)撲救難度大參戰(zhàn)力量多，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，在撲救的過程中，前方和后方多工種協(xié)同配合下作業(yè)，因此在撲救油氣井噴火災(zāi)時(shí)一定要有嚴(yán)密的組織采取得當(dāng)?shù)募夹g(shù)、戰(zhàn)術(shù)措施，才能在短時(shí)間內(nèi)控制險(xiǎn)情，撲滅火災(zāi)，制服井噴，完成搶險(xiǎn)任務(wù)。井噴火災(zāi)的撲救一般可分為以下步驟（如圖4.1所示）。戰(zhàn)前準(zhǔn)備戰(zhàn)前準(zhǔn)備火情偵查戰(zhàn)斗進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)警戒井口清障滅 火滅火后的井口處置戰(zhàn)斗結(jié)束圖 4.1 井噴火災(zāi)撲救流程圖4.1 戰(zhàn)前準(zhǔn)備撲救井噴火災(zāi)，滅火力量必須準(zhǔn)備充足，因此，一旦發(fā)生井噴火災(zāi)，要及時(shí)成立滅火指揮部，統(tǒng)一調(diào)集滅火及救援、后勤保障力量，統(tǒng)一指揮，統(tǒng)一行動(dòng)。成立火場(chǎng)指揮部，指揮部一般由石油部門的專家、領(lǐng)導(dǎo)、當(dāng)?shù)卣I(lǐng)導(dǎo)和消防部隊(duì)的最高

30、首長(zhǎng)組成，并明確分工。指揮部下設(shè)技術(shù)組、搶險(xiǎn)組、消防組、后勤生活保障組、安全保衛(wèi)組（如圖4.2所示）?？傊笓]總指揮副總指揮副總指揮技術(shù)組搶險(xiǎn)組消防組后勤生活安全保衛(wèi)組圖 4.2 井噴火災(zāi)滅火指揮部結(jié)構(gòu)圖技術(shù)組：負(fù)責(zé)資料收集、井噴現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、環(huán)境污染監(jiān)測(cè)、通訊調(diào)度、器材供應(yīng)、設(shè)備維修、方案設(shè)計(jì)；勘察井噴流量、井口壓力、井口裝置損壞情況、噴出物、設(shè)備損壞程度、障礙物、井口周圍地裂地陷漏氣情況、地形、水源、道路狀況、搶險(xiǎn)危險(xiǎn)程度、操作困難程度、火焰強(qiáng)度、污染程度、熱輻射強(qiáng)度、風(fēng)向、氣流及天氣情況等。搶險(xiǎn)組負(fù)：責(zé)井口拆裝、切割、吊裝、拖拉、挖掘及聯(lián)絡(luò)等工作。消防組：根據(jù)火勢(shì)大小及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)集足夠的消

31、防、照明、通訊等設(shè)備及操作人員。后勤生活保障組：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和消防所需水量，儲(chǔ)備足夠量的消防用水；設(shè)現(xiàn)場(chǎng)醫(yī)務(wù)室，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的治療與搶救；保證搶險(xiǎn)人員的生活供給。安全保衛(wèi)組：組織危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的家屬、職工及周圍群眾疏散到安全地方。維護(hù)好外部環(huán)境、保護(hù)好救援現(xiàn)場(chǎng)；設(shè)置警戒線，做好現(xiàn)場(chǎng)警戒保衛(wèi)工作。在交通線上設(shè)立檢查站和車輛導(dǎo)向標(biāo)志，限制非有關(guān)車輛和人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)（危險(xiǎn)區(qū)）9。4.2 火情偵查現(xiàn)場(chǎng)滅火指揮部全面了解火場(chǎng)情況是成功撲救井噴火災(zāi)的基礎(chǔ)，因此必須做好井噴火災(zāi)的火情偵察。滅火指揮部首先聽取油田技術(shù)人員對(duì)井噴的地下地質(zhì)狀況，油、氣流的主要成分，所在層、段、井深及井筒內(nèi)的鉆具、油管等狀況的說明，然后

32、由消防部門組織精干力量，成立偵查小組，佩戴個(gè)人防護(hù)裝具，攜帶偵檢儀器進(jìn)入火場(chǎng)，進(jìn)行偵查。井噴火災(zāi)火情偵查的主要內(nèi)容有：1井噴流量、井口壓力、井口裝置損壞情況；2噴出物、設(shè)備損壞程度、障礙物、井口周圍地裂地陷漏氣情況；3地形、水源、道路狀況；4搶險(xiǎn)危險(xiǎn)程度、操作困難程度；5火焰強(qiáng)度、污染程度、熱輻射強(qiáng)度；6風(fēng)向、氣流及天氣情況等。偵查小組在偵查過程中必須做到全方位偵查，避免以點(diǎn)蓋面。而且在整個(gè)處置過程要反復(fù)偵查，保證偵查不間斷，為現(xiàn)場(chǎng)指揮部制定決策提供及時(shí)的信息。 4.3 現(xiàn)場(chǎng)警戒搶險(xiǎn)力量到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，為避免災(zāi)害的進(jìn)一步擴(kuò)大和保障救災(zāi)工作的順利進(jìn)行，在現(xiàn)場(chǎng)偵檢的基礎(chǔ)上劃定警戒區(qū)域，設(shè)置警戒線，做好

33、現(xiàn)場(chǎng)警戒保衛(wèi)工作，疏散危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的群眾。在交通線上設(shè)立檢查站和車輛導(dǎo)向標(biāo)志，限制非有關(guān)車輛和人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)（危險(xiǎn)區(qū)）。進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)施工車輛必須戴好排氣管火花熄滅器。4.4 戰(zhàn)斗進(jìn)行戰(zhàn)斗進(jìn)行是井噴火災(zāi)撲救的主要環(huán)節(jié)。戰(zhàn)斗進(jìn)行階段主要包括井口清障、滅火和滅火后的井口處置等主要環(huán)節(jié)。4.4.1 撲滅井口火災(zāi)前必須清理井場(chǎng)，不清除井場(chǎng)障礙物，滅火力量靠不近井口，火災(zāi)無法撲救，因此在撲救井噴火災(zāi)中清理井場(chǎng)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。大面積井噴火災(zāi)基本形成多點(diǎn)燃燒的狀況，且互相影響，對(duì)于這種類型的火災(zāi)障礙，應(yīng)采取分段清理，集中火場(chǎng)冷卻力量，各個(gè)突破，合理分配組合滅火力量，先外后內(nèi)，先清理油罐及壓力容器，清除爆炸危險(xiǎn)后清理無爆

34、炸、燃燒的設(shè)備。采取上下結(jié)合、左右兼顧、協(xié)同作戰(zhàn)、逐點(diǎn)逐面的方法清理。在清理井場(chǎng)時(shí)，特別注意設(shè)備冷卻和人員保護(hù)，要組織一定數(shù)量的水槍，多層交叉射水，掩護(hù)清場(chǎng)人員安全。在清除井口障礙物時(shí)，應(yīng)對(duì)井口實(shí)施強(qiáng)行冷卻，在地層及井場(chǎng)條件允許的情況下，以井口為中心，攔壩蓄水，淹沒井口。清障應(yīng)先易后難、先外后內(nèi)、先上后下、逐段將井口附近的障礙物切割拖拉出井場(chǎng)。帶火清障作業(yè)時(shí)，消防人員應(yīng)該做到：先壓火降溫，然后根據(jù)地形地貌、火勢(shì)風(fēng)向，選擇搶險(xiǎn)突破口；采用必要手段，集中把火焰壓向一方；同時(shí)集中足夠的直流水槍和流量，噴射密集水流，配合使用噴灑頭及噴淋嘴形成一道水幕，掩護(hù)突擊隊(duì)員進(jìn)行切割、拖拉作業(yè)，直到徹底清除井架底

35、座，使井口完全暴露10。4.4.2 滅火在撲救井噴火災(zāi)時(shí)要注意觀察火勢(shì)的發(fā)展變化情況。井噴的燃燒火焰，由于受油氣層物理性壓力的影響，井噴具有間歇性，致使氣柱火焰也時(shí)大時(shí)小，不斷反復(fù)，井噴壓力大時(shí)火焰高達(dá)數(shù)十米，溫度高、輻射強(qiáng)、噪音大，間歇時(shí)則相反，并有一定的時(shí)間規(guī)律性。火場(chǎng)總指揮要捕捉有力戰(zhàn)機(jī)，采用合理的撲救措施和方法，展開攻勢(shì)，控制和撲滅火災(zāi)。4.4.1利用密集水流撲救井噴火災(zāi)選用大口徑水槍，并保持足夠壓力，對(duì)井噴火焰采取分兩層平行切割的方法。第一層，在井場(chǎng)三面各設(shè)兩支水槍對(duì)準(zhǔn)火焰根部和井口之間噴射，沖擊氣流，隔離未然氣體與火焰的接觸。第二層，也在井場(chǎng)三面各設(shè)兩支水槍（與第一層的水槍交叉）對(duì)

36、準(zhǔn)火焰根部噴射。待水槍攻擊點(diǎn)全部射中目標(biāo)時(shí)，同步緩慢抬高水槍仰角，將火焰掐斷。采用密集水流法滅火時(shí)，應(yīng)根據(jù)火勢(shì)程度及特點(diǎn)，以大于井噴流量的消防水量和高壓密集水流，集中在火焰根部的同一點(diǎn)上噴射，將燃燒的油氣與未燃燒的油氣分隔開，并使密集水流逐漸向上抬高，迫使火焰根部位置逐漸向上移動(dòng)，拉大間距直到火焰熄滅。2空中爆炸爆炸撲滅井噴火災(zāi)(1)爆炸滅火原理爆炸滅火就是將特制的炸藥箱輸送到離井口一定高度的火焰中，利用爆炸時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊波，將油氣噴流下壓，同時(shí)把火焰上推，造成噴流與火焰的瞬時(shí)切斷。另外爆炸產(chǎn)生的二氧化碳等廢氣，又可起到隔絕空氣的作用，造成瞬時(shí)缺氧，使火焰熄滅。(2)爆炸滅火的方法與步驟根據(jù)

37、井口壓力和火勢(shì)大小，確定炸藥量和爆炸高度，一般炸藥箱距井口58m。設(shè)計(jì)制作安裝運(yùn)送炸藥的工具準(zhǔn)備好后，需進(jìn)行一次模擬演習(xí)。一般常采用在井架底座兩旁立扒桿，靠滑輪導(dǎo)向，用鋼絲繩吊上炸藥箱。爆炸實(shí)施前向井口外部噴水20min，每分鐘噴水量10m3輸送炸藥箱到火焰中，按電鈕通電起爆。大火熄滅后，用水槍繼續(xù)冷卻井口及其周圍防止復(fù)燃。(3)爆炸滅火應(yīng)注意的問題炸藥用量必須控制適當(dāng)。藥量過少，不易滅火；藥量過多，則會(huì)破壞井口裝置。對(duì)炸藥箱有特殊要求：撞擊時(shí)或在高溫下不易爆炸，遇水時(shí)不失效；操作方便，易于引爆。 爆炸危險(xiǎn)區(qū)，必須加強(qiáng)安全警戒，嚴(yán)禁人員進(jìn)入。3綜合滅火法撲滅井噴火災(zāi)綜合滅火就是同時(shí)采用多種高效

38、能滅火劑和噴水冷卻降溫井口相結(jié)合撲滅井噴火災(zāi)的方法。這種滅火方法常用的滅火劑是1202和干粉，用高壓水泥車將1202滅火劑沿著壓井管線注入四通井口內(nèi)與天然氣混合，在井口隔絕氣源，在高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到撲滅井口周圍的火焰和噴出井口主火柱的目的。在此同時(shí)，用干粉炮向井口火柱及周圍噴射干粉，覆蓋火焰，使主火焰和井口周圍的火焰同時(shí)熄滅11。具體滅火步驟如下：(1)帶火清除障礙物在水槍掩護(hù)下，帶火清除井障礙物，充分暴露井口，促使油氣流豎直敞噴，集中燃燒。 (2)確定滅火劑用量根據(jù)井口壓力、火勢(shì)大小、燃燒特點(diǎn)，可用以下公式計(jì)算1202滅火劑用量：W=K1K2(1+)Gt （5-1）式中：W是1202滅

39、火用量，kg；K1是滅火難易安全系數(shù)，一般取35；K2是硫化氫含量系數(shù)，其體積含量為8時(shí)取1.08，低含硫量時(shí)取1.00；是滅火系統(tǒng)漏損系數(shù)，一般取0.05；t是噴射時(shí)間，s；G是臨界滅火劑供給強(qiáng)度，kgs。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和數(shù)學(xué)分析，臨界滅火強(qiáng)度G可用以下近似公式確定：G=0.017Q1.13 （5-2）式中：Q是天然氣噴量，104m3干粉滅火劑的用量仍可用式(5-1)和式(5-2)確定，但干粉噴射時(shí)間較長(zhǎng)，一般取為40s，而1202的噴射時(shí)間一般取710s。(3)噴水冷卻，全面降溫滅火前要對(duì)井口、鉆臺(tái)、機(jī)房和井場(chǎng)噴水充分冷卻，特別要注意井口的冷卻，至少全面冷卻到滴水程度，無水泡產(chǎn)生。用直流水槍把

40、井口底部火焰抬至鉆臺(tái)面，而后固定。(4)滅火劑的注入和滅火將4臺(tái)水泥車，兩臺(tái)一組，分別接到特制的1202滅火裝置上，經(jīng)下四通和兩邊等距離的兩條放噴管線，在同一時(shí)間以同樣排量(一般為66Ls)泵注相對(duì)密度為2.2的泥漿，頂替隔離膠塞，將1202滅火劑注入井口，形成中心開花，射出一股灰褐色氣柱。同時(shí)2臺(tái)干粉炮車同時(shí)噴出干粉，在井口上空迅速形成覆蓋層，包圍住強(qiáng)大火焰，使其熄滅11。4利用渦噴消防車撲滅油氣井噴火災(zāi)渦噴消防車是將航空渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)作為滅火劑的噴射動(dòng)力安裝在消防車上，配置常規(guī)消防車的水箱、水泵。渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的高速尾氣射流與注入的直流水發(fā)生撞擊、切割，產(chǎn)生大流量的霧狀水，高速尾氣攜帶大流

41、量的霧狀水形成“尾氣-水霧”射流，實(shí)現(xiàn)了霧狀水的遠(yuǎn)距離、高強(qiáng)度的噴射12。處置井噴事故中主要利用渦噴消防車強(qiáng)大的射流對(duì)燃燒物質(zhì)進(jìn)行切割，斷絕燃燒物的供給，從而破壞燃燒的條件，使火焰熄滅，同時(shí)對(duì)硫化氫進(jìn)行稀釋，減少對(duì)環(huán)境的危害。渦噴消防車能撲救各種井噴火災(zāi)。1991年，在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束時(shí)，為了撲滅科威特727口油井大火，來自10個(gè)國(guó)家的27支消防隊(duì)使用各種先進(jìn)的滅火裝備實(shí)施滅火戰(zhàn)斗。其中，匈牙利使用了2臺(tái)航空渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)并列安裝在坦克上的滅火裝置(其噴射功率大于2104 kW)，渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的高速氣體射流將注入的海水切割成霧狀水射向油井大火，撲滅每口油井大火的時(shí)間從12 s到2 min不等，比

42、其他國(guó)家消防隊(duì)采用的滅火方法快得多13。4.4.2.2我國(guó)的油氣田由于其地理構(gòu)造不同因此不同地域的油氣井噴火災(zāi)應(yīng)該采取不同的方法實(shí)施撲救才能在最小的資源消耗下取得更好的撲救效果。1平原地區(qū)的油氣井噴火災(zāi)，由于其交通便利，人員裝備運(yùn)送以及滅火劑都供應(yīng)都能滿足火場(chǎng)滅火的需要，因此可供選擇的撲救方法較之其他地區(qū)而言也相對(duì)較多。從其噴出物質(zhì)主要為石油而言，選擇密集水流噴射和泡沫（或干粉）覆蓋相結(jié)合的方法比較合適。因?yàn)榕菽母采w能力較強(qiáng)，而且在自然條件下，受天氣條件的約束也比干粉少，在成本上也比干粉便宜，因此在這類火災(zāi)的撲救上應(yīng)選擇密集水流噴射與泡沫覆蓋相結(jié)合的方法實(shí)施撲救。2丘陵地區(qū)由于其道路的原因，

43、人員和裝備的輸送都受到限制，而噴出物又以?shī)A雜高含量硫化氫的天然氣為主，屬于混合類井噴，可采用渦噴消防車實(shí)施滅火，先從井噴分散部位開始，徹底撲救井噴分散部分以后，然后滅火射流再轉(zhuǎn)向井噴密集射流的撲救。如果有兩個(gè)密集射流形態(tài)水平射流和垂直射流時(shí)，先撲救井噴的水平射流，而后撲救垂直射流。如果在如果在15min時(shí)間內(nèi)，未能撲滅井噴火災(zāi)，必須關(guān)閉消防車，查明未撲滅的原因。采取綜合滅火法與渦噴消防車相結(jié)合的方式滅火14。3戈壁沙漠地區(qū)的井噴火災(zāi)受其噴出的物質(zhì)以及天氣情況的限制，應(yīng)從其實(shí)際情況出發(fā)，在撲救的時(shí)候盡可能的避免采用耗水量大的撲救方法。由于其噴出物質(zhì)為石油和天然氣，在滅火的時(shí)候可以采用綜合滅火法和空中爆炸法相結(jié)合，在條件允許的情況下可以采用渦噴消防車驅(qū)散。4.4.3 滅火后的井口處置準(zhǔn)備好滿足現(xiàn)場(chǎng)井口的壓力要求和通徑要求的新井口裝置，若現(xiàn)有井口底法蘭可以利用，在油管頭四通或套管頭四通及壓井管匯完好的情況下，一般可裝高壓閥門或液壓全封防噴器及導(dǎo)流管。若井口裝置全部無法利用，則去掉舊井口裝置，剝出最后一層套管，倒裝防噴器或套管卡緊裝置，再裝配有液、手動(dòng)閘閥的四通，最后裝全封防噴器及導(dǎo)流管。將鋼圈提前固定在新井口裝置底部法蘭上，并在法蘭上固有定位銷及引導(dǎo)裝置。在最后一層套管通孔規(guī)則，井噴壓力較低的情況下，可采用插管壓井的方法。卸完舊井口裝置的全部固定螺栓后撤離井口，拖拉機(jī)（或絞車）配合