浅层气井喷失控事故案例分析施琮桥.2.21安全经验分享

浅气层井喷事故简介 2006年10月1日一开，下入339.7mm套管129.28米。 10月4日215.9mm钻头钻至井深1294.24米。10月5日零点班接班起钻（完钻）。 0:15，起至第5柱钻杆时（钻头在1152m），液压大钳打滑。 0:45，修理液压大钳。同时，上提下放活动钻具30分钟。1:20，起第12柱钻杆时发现钻具上升时环空钻井液外溢，司钻判断为拔活塞，上提下放活动钻具（正确方式应接方钻杆循环钻井液)。 华北泉320-1X井喷事故简况（经过）浅气层井喷事故简介 1:30，卸掉第12柱。在起第13柱时，发现环空继续外溢钻井液，上提下放活动钻具。 1:40，起出第14柱第一个单根时，发生井涌，司钻立即发出井喷警报，同时下放钻具。 1:43，钻井液从钻具水眼内喷出约30厘米，两次抢接回压凡尔失败，内防喷失控。 队长听到警报从井场住房内赶到远控房时，喷出的液柱已超过二层台。由于不能确定紧靠四通的闸门的开关状态，未敢关闭封井器，环空井喷失控。华北泉320-1X井喷事故简况（经过）浅气层井喷事故简介10月5日天亮后，经靠近钻台处近距离观察，发现5吊卡和近7米长5钻杆已被刺断喷出，挂在井架右侧大腿上，其余钻具落井。 现场研究决定下步采取打开3#闸阀后关全封的处理措施，并安排人员清理3#闸阀处淤积泥砂（经清理证实3#闸阀在开位）。 华北泉320-1X井喷事故简况（经过）刺断钻刺断钻杆杆浅气层井喷事故简介 8:50，井喷呈间歇状态，喷出物为少量气体、水和泥砂。 9:40，停喷时间大于井喷时间，喷高降到10米以下。 9:47关全封闸板防喷器，有控制地进行放喷。 9:55井喷停止。井喷失控8小时15分钟。该井三次打水泥塞、弃井。 华北泉320-1X井喷事故简况（经过）泉泉320-1X320-1X井喷的直接原因分析：井喷的直接原因分析： 起钻时，环空循环压耗丧失和上提钻具抽吸作用，抵消了部分钻井液静液柱压力，致使压力失衡，地层气体大量侵入井筒； 起钻中途修液压大钳时，在未接方钻杆循环情况下，上提下放活动钻具30分，直接对地层气体抽吸诱喷； 起至第1214柱时(钻头井深952 886m)拔活塞抽吸(井涌先发生在钻杆水眼内)，导致钻杆内液面快速下降，钻杆内的液柱压力也快速降低，使得800 1000m 的浅气层气体压力失衡，从钻杆内涌出，导致井喷。拔活塞导致钻杆内井喷！浅气层井喷事故简介泉泉320-1X320-1X井喷的间接原因分析：井喷的间接原因分析： 地质部门事后分析，该区块在8001000m有浅气层。 钻井液密度未达到设计要求。1151 3020米井段，地质设计钻井液密度为1.18 1.20 g/cm3；工程设计为1.10 1.20 g/cm3。现场钻进至井深1294.24米的实际钻井液密度为1.08 g/cm3。 处理拔活塞和溢流措施不当。本井从起至第12柱钻杆开始有拔活塞现象并出现溢流，现场人员未按处置拔活塞操作规程处理（接方钻杆循环钻井液），也未按处理溢流程序处理（关井循环）；而是上提下放活动钻具，并起出第14柱钻杆；共费时20多分钟，失去了现场处置最佳时间。浅气层井喷事故简介泉泉320-1X320-1X井喷的管理原因分析：井喷的管理原因分析： 人员不足，无人检测钻井液液面。事故当班人员，副司钻、内钳工请假不在岗，钻台大班上钻台顶班，钻井液工顶替内钳工起钻，无人计量和校核钻井液灌入量和溢流量。 井队管理混乱，基本制度不落实。 技术员安排白班司钻将四通两侧闸门打开，司钻未向下一个班交接，技术员也未核实。井喷事故发生后，技术员一直认为闸门处于关位，影响了正确决策。 队长未按规定在现场值班（在井场住房内），出现复杂未在现场组织指挥。 副司钻请假不在岗，远程控制台无人操作。 内钳工、场地工没有及时核对四通两侧闸门开关状态，延误了井控有利时机。浅气层井喷事故简介2 2闸门闸门3 3闸门闸门泉泉320-1X320-1X井喷的管理原因分析：井喷的管理原因分析： 人员素质低，发现不了溢流和井涌预兆，在浅气层部位上提下放钻具半小时，直接诱喷地层。 井队班组人员应急处置能力不强，出现紧急情况，惊慌失措，应对无方。 地质设计无浅气层提示，地质设计数据不全。该井地质设计只提供了主力油层的压力系数，没有提供全井地层孔隙压力曲线，使全井钻井液密度设计缺乏科学依据。浅气层井喷事故简介浅气层井喷事故规律1 1井喷均发生在起钻工况，井较浅。井喷均发生在起钻工况，井较浅。钻进和循环工况下井下正常，证明当时的钻井液静液柱压力加上钻进和循环工况下井下正常，证明当时的钻井液静液柱压力加上环空循环压耗可以平衡地层压力。环空循环压耗可以平衡地层压力。2 2地质设计均未进行浅气层或油顶气提示。没有汲取曾经发生过地质设计均未进行浅气层或油顶气提示。没有汲取曾经发生过溢流、井涌和井喷的教训。溢流、井涌和井喷的教训。3 3事故反应时间短，从井涌到井喷只有几分钟。事故反应时间短，从井涌到井喷只有几分钟。4 4出口溢流是最直接的井喷显示出口溢流是最直接的井喷显示, , 体积检测难以及时发现溢流体积检测难以及时发现溢流。5 5井控装备没有发挥作用。井控装备没有发挥作用。6 6值班干部和当班司钻对溢流显示判断失误、措施不当。值班干部和当班司钻对溢流显示判断失误、措施不当。7 7当班人员新、素质差，出现井涌及井喷险情后，应急处置不当。当班人员新、素质差，出现井涌及井喷险情后，应急处置不当。8 8实钻钻井液密度偏低，钻井液密度设计方法存在认识误区。实钻钻井液密度偏低，钻井液密度设计方法存在认识误区。 防止浅气层井喷的针对性措施 1 1牢记浅气层的井控特点牢记浅气层的井控特点 浅气层本性活跃，一旦发生溢流，发展为井喷的速度快，来势猛，反应时间短，控制难度大且极易着火。 浅气层对井筒压力特别敏感，起钻是浅气层井喷概率最大的工况（钻进安全、起钻井喷），在浅气层井段附近拔活塞或上提下放活动钻具（停泵）易于激活诱喷气层。 井口溢流是最直接的浅气层井喷显示。 现场浅气层井控工作的要点是及时发现溢流和正确快速关井。防止浅气层井喷的针对性措施 2地质设计要对目的层含气情况和浅气层及其潜在风险给予明确提示，减少钻井队打遭遇战的机会 大部分浅气层在横向上不连续、呈“土豆状”分布，储量有限、能量有限，无开采价值。地质研究易忽视和轻视，但对钻井安全危害大。 埋藏较浅的气层对钻井安全的危害和不独立成藏的浅气层一样大。 底油顶气储层的气顶对钻井安全的危害同样大。防止浅气层井喷的针对性措施 3对浅气层的密度设计要综合采用三种方法 采取当量密度附加法：气井为0.070.15 g/cm3。对于浅井此法确定的钻井液密度值小，安全底线是钻井液密度足以平衡环空压耗和起钻抽吸的共同作用，保证起下钻安全。 采取井底压差附加法：按气井井底压差3.0MPa5.0MPa确定 当量密度。这种方法对于浅井设计出的钻井液密度值大，足以抵消环空压耗和上提钻具的抽吸力。但是，要防止钻井液密度过大压漏地层，造成先漏后喷。 采取经验法：参考已完钻井的实际钻井液密度。防止浅气层井喷的针对性措施 4高度重视浅气层的内防喷工作 要配置钻头浮阀，防止内防喷失控。钻台上要配有处于开位和快装手柄的旋塞，一旦钻杆水眼井涌，可以快速抢装上，而后关闭旋塞，关封井器，再接方钻杆进行压井。防止浅气层井喷的针对性措施 5强化坐岗工作，及时发现溢流 起下钻的坐岗方式要观察井口钻井液返出情况和钻井液体积计量并举，钻工也要从井口直接观察环空液面以发现溢流。 要实行地质工和钻井液工“双坐岗” ，一人看出口，一人做计量。 要充分利用实钻的录井和气测资料，及时分析萤光、气测异常钻时和槽面显示等资料，及早发现储层和浅气层，采取相应的防喷措施。防止浅气层井喷的针对性措施 6提高关井意识，及时关井 坚持“发现溢流立即关井，疑似溢流关井检查，确认溢流立即上报”的现场井控关井原则，及时、果断、快速地关井，及时控制井控险情。防止浅气层井喷的针对性措施 7严格执行油气层钻井井控技术措施 进入油气层要控制起下钻速度，不要在油气层或浅气层井段长时间上提下放活动钻具，防止抽汲诱喷。 起下钻采用专用计量罐准确计量灌入量，要加密计量钻井液体积。为了直接观察井口溢流，严禁连续灌钻井液，可以加密灌钻井液的频次，每起一个立柱钻杆灌一次钻井液。防止浅气层井喷的针对性措施 8对可能出现的后效或井涌要采取提前关井循环的措施 进入目的层和钻开浅气层后，在起钻前、下钻中途、下钻到底、短起下钻以及发现气测异常时要采取关封井器、利用节流管汇和钻井液回收管线进行循环，一旦发生井喷，立即采取相应措施。 要强化钻井液性能和水力参数，防止钻头或扶正器泥包而导致的拔活塞抽吸。 一旦发现抽吸或疑似抽吸，要关封井器、利用节流管汇和钻井液回收管线进行循环排除。 防止浅气层井喷的针对性措施 9加强浅气层施工的硬件配置 安装符合要求的防喷器组合，同时，要配备司钻控制台，以便快速关井。 因表层套管下深浅，套管鞋处的承压能力低，不能长期关井，关井要采取软关井方式。 为提高承压能力和防止井壁在导流放喷时坍塌，有浅气层的井表层套管要适当深下。 放喷管线要按规定要求接好，以备随时放喷。 要严格按设计储备重钻井液，以备随时压井。防止浅气层井喷的针对性措施10强化实战演习，提高班组应急处置能力 防喷演习要贴近实战，坚决杜绝演习的表演化、表面化。 扎实做好各类可能遇到的井控紧急险情（实际发生井喷时的工况）的应急演练，达到遇险不慌不乱，应对自如得当。 每个井架工都要实际演练二层台逃生，达到正确熟练地使用逃生装置。防止浅气层井喷的针对性措施11大力加强基层队伍建设是井控安全之本基层班组井控能力不强，不能及时发现并正确处理险情井控措施执行不力，基层执行起来往往打折扣部分人员井控意识淡薄，见怪不怪，无知无畏，不信不怕设计工作存在重大的井控安全隐患防止浅气层井喷的针对性措施12大力加强基层队伍建设是井控安全之本 配备好基层队干部，每个队至少要有两名对技术明白的队干部，而且两人不能同时离队； 狠抓队伍作风建设，培养钢班子铁队伍，提高井控措施的基层执行力； 反违章、除隐患，夯实安全基础；培养强烈的关井意识，“发现溢流立即关井，疑似溢流关井检查”，养成良好的关井习惯； 危机时刻、险情面前，方显英雄本色，踢好关井“临门一脚” “积极井控”是集团公司井控工作的指导思想“积极井控”是以适用、可靠的井控装备为基础，以周密、完善和执行到位的井控措施为保证，做到既能保证井控安全，又能及时发现和保护油气层，使井控成为保护油气层、提高单井产量的重要手段，成为开展水平井、欠平衡钻井以及提速的重要保障。方式：就是主动用和多用井控装置 预防性和提前采取井控措施程度：会用和用活井控技术目的：井控安全 解放机械钻速 及时发现与保护油气层集团公司井控工作指导思想 推行“积极井控”u现场操作上主动关井：实行 “发现溢流立即关井、疑似溢流关井检查”现场关井原则，提倡“关井无罪”和先关井后核实。 破除错误观念：怕误操作和粘卡钻具 熟能生巧提前关封井器回收循环：要将关封井器、通过节流管汇和钻井液回收管线循环作为一种常用的工艺和方法 进入目的层和钻开浅气层后，在起钻前、下钻中途、下钻到底、短起下钻以及气测异常时，提前关封井器回收循环 API封井器使用标准：一天开关活动1次，一周打1次压，使用52周集团公司井控工作指导思想 推行“积极井控”u 现场操作上 积极利用录井眼睛，充分利用现场录井资料，立足尽早发现异常 钻具装浮阀，提前实施内防喷 坐岗要出口观察与体积检测并重，配置出口流量计u 制度管理上 有言在先：签定井控责任状，细则中明确甲乙方分级井控责任和奖罚条款 敌情先明：进行井控风险评估和井控风险分级 制定针对性和与风险级别相匹配的井控装备配套、技术措施和监管级别 设计的第一项工作是确定井的井控风险级别集团公司井控工作指导思想 推行“积极井控”u井控技术上立足一次井控，预防为主井控要作为欠平衡钻井和提速的有力保证 “控压钻井”是井控技术的高级阶段井控系统要从地上向井下延伸 井身结构 固井质量集团公司井控工作指导思想