钻井作业井喷事故案例分析.ppt

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1、钻井作业井喷事故案例分析钻井作业井喷事故案例分析2013.3近期发生的重大井喷事故l重庆开县重庆开县12.2312.23井喷事故井喷事故l云南曲靖天然气井喷云南曲靖天然气井喷l中原油田特大井喷事故中原油田特大井喷事故l重庆开县天然气泄漏事故重庆开县天然气泄漏事故重庆开县12.23井喷事故 20032003年年1212月月2323日日2121时时5555分，川东北分，川东北气田所属钻井队对晓阳村境内的罗家气田所属钻井队对晓阳村境内的罗家16H16H气井起钻时，突然发生井喷。这是中国气井起钻时，突然发生井喷。这是中国历史上最严重的一次井喷事故。历史上最严重的一次井喷事故。造成的危害及损失造成的危害

2、及损失造成的危害及损失造成的危害及损失：234234234234人人人人死亡，死亡，死亡，死亡，900900900900多人多人多人多人受伤，事发地方圆受伤，事发地方圆受伤，事发地方圆受伤，事发地方圆5 5 5 5公公公公里内的里内的里内的里内的4.14.14.14.1万万万万多名群众被疏散，近多名群众被疏散，近多名群众被疏散，近多名群众被疏散，近1000100010001000名名名名民警、民警、民警、民警、武警和消防官兵投入事发现场进行战斗。初步估武警和消防官兵投入事发现场进行战斗。初步估武警和消防官兵投入事发现场进行战斗。初步估武警和消防官兵投入事发现场进行战斗。初步估计经济损失在计经济

3、损失在计经济损失在计经济损失在6000600060006000万万万万元，但是由此造成的人员伤元，但是由此造成的人员伤元，但是由此造成的人员伤元，但是由此造成的人员伤亡却是无法用金钱来衡量的（亡却是无法用金钱来衡量的（亡却是无法用金钱来衡量的（亡却是无法用金钱来衡量的（无价的无价的无价的无价的）。）。）。）。事故过后，造成当地大面积饮用水污染。事故过后，造成当地大面积饮用水污染。事故过后，造成当地大面积饮用水污染。事故过后，造成当地大面积饮用水污染。2003200320032003年年年年12121212月月月月26262626日上午日上午日上午日上午7 7 7 7时，在喷井事故发生时，在喷井

4、事故发生时，在喷井事故发生时，在喷井事故发生84848484小时后，压井封堵成功。小时后，压井封堵成功。小时后，压井封堵成功。小时后，压井封堵成功。事故原因：事故原因：事故原因：事故原因：有关人员对罗家井的特高出气量估计不足；有关人员对罗家井的特高出气量估计不足；有关人员对罗家井的特高出气量估计不足；有关人员对罗家井的特高出气量估计不足；高含硫高产天然气水平井的钻井工艺不成熟；高含硫高产天然气水平井的钻井工艺不成熟；高含硫高产天然气水平井的钻井工艺不成熟；高含硫高产天然气水平井的钻井工艺不成熟；在起钻前，钻井液循环时间严重不够；在起钻前，钻井液循环时间严重不够；在起钻前，钻井液循环时间严重不够

5、；在起钻前，钻井液循环时间严重不够；在起钻过程中，违章操作，钻井液灌注不符合规定；在起钻过程中，违章操作，钻井液灌注不符合规定；在起钻过程中，违章操作，钻井液灌注不符合规定；在起钻过程中，违章操作，钻井液灌注不符合规定；未能及时发现溢流征兆，这些都是导致井喷的主要因素。未能及时发现溢流征兆，这些都是导致井喷的主要因素。未能及时发现溢流征兆，这些都是导致井喷的主要因素。未能及时发现溢流征兆，这些都是导致井喷的主要因素。有关人员违章卸掉钻柱上的回压阀，是导致井喷失控的有关人员违章卸掉钻柱上的回压阀，是导致井喷失控的有关人员违章卸掉钻柱上的回压阀，是导致井喷失控的有关人员违章卸掉钻柱上的回压阀，是导

6、致井喷失控的直接原因。直接原因。直接原因。直接原因。没有及时采取放喷管线点火措施，大量含有高浓度硫化没有及时采取放喷管线点火措施，大量含有高浓度硫化没有及时采取放喷管线点火措施，大量含有高浓度硫化没有及时采取放喷管线点火措施，大量含有高浓度硫化氢的天然气喷出扩散，周围群众疏散不及时，导致大量氢的天然气喷出扩散，周围群众疏散不及时，导致大量氢的天然气喷出扩散，周围群众疏散不及时，导致大量氢的天然气喷出扩散，周围群众疏散不及时，导致大量人员中毒伤亡。人员中毒伤亡。人员中毒伤亡。人员中毒伤亡。l l 硫化氢硫化氢是一种剧毒气体。是一种剧毒气体。正常情况下，人吸入正常情况下，人吸入7607601000

7、1000毫克毫克立方米立方米数秒钟后就会出现急性中毒，呼吸数秒钟后就会出现急性中毒，呼吸加快直至呼吸麻痹而死亡。加快直至呼吸麻痹而死亡。而该井的硫化氢含量达而该井的硫化氢含量达151151克克/立方米立方米。重庆开县12.23井喷事故类似重庆开县井喷的两次事故类似重庆开县井喷的两次事故l l事故一：事故一：事故一：事故一：年四川温泉井（气井）特大天然气意年四川温泉井（气井）特大天然气意外窜漏事故。年月日时，钻井至外窜漏事故。年月日时，钻井至米左右时，发生溢流显示，关井后在准备压米左右时，发生溢流显示，关井后在准备压井泥浆及堵漏过程中，天然气通过煤矿采动裂隙于井泥浆及堵漏过程中，天然气通过煤矿采

8、动裂隙于月日凌晨时分左右，自然窜入井场附近的月日凌晨时分左右，自然窜入井场附近的四川省开江翰田坝煤矿和乡镇小煤矿，导致在乡镇小四川省开江翰田坝煤矿和乡镇小煤矿，导致在乡镇小煤矿内作业的矿工煤矿内作业的矿工死亡人死亡人，中毒人中毒人，烧伤烧伤人人的特大事故。的特大事故。l l事故二：事故二：事故二：事故二：年赵井（油井）井喷事故。年赵井（油井）井喷事故。年赵井（油井）井喷事故。年赵井（油井）井喷事故。年月日，华北石油管理局井下年月日，华北石油管理局井下年月日，华北石油管理局井下年月日，华北石油管理局井下作业公司队，在位于河北省赵县各子乡宋作业公司队，在位于河北省赵县各子乡宋作业公司队，在位于河北

9、省赵县各子乡宋作业公司队，在位于河北省赵县各子乡宋城北米处的赵井进行试油时，地层城北米处的赵井进行试油时，地层城北米处的赵井进行试油时，地层城北米处的赵井进行试油时，地层中大量含有硫化氢的气体喷出井口，造成周围中大量含有硫化氢的气体喷出井口，造成周围中大量含有硫化氢的气体喷出井口，造成周围中大量含有硫化氢的气体喷出井口，造成周围居民居民居民居民死亡人死亡人死亡人死亡人，中毒人中毒人中毒人中毒人。类似重庆开县井喷的两次事故类似重庆开县井喷的两次事故云南曲靖天然气井喷云南曲靖天然气井喷l l 2004200420042004年年年年12121212月月月月3 3 3 3日日日日凌凌凌凌晨晨晨晨2

10、2 2 2点点点点50505050左左左左右右右右，云云云云南南南南曲曲曲曲靖靖靖靖发发发发生生生生天天天天然然然然气气气气井井井井喷喷喷喷，发发发发生生生生井井井井喷喷喷喷的的的的曲曲曲曲2 2 2 2号号号号井井井井是是是是中中中中石石石石化化化化南南南南方方方方勘勘勘勘探探探探开开开开发发发发公公公公司司司司云云云云南南南南分分分分公公公公司司司司已已已已探探探探明明明明的的的的天天天天然然然然气气气气开开开开采采采采井井井井，位位位位于于于于曲曲曲曲靖靖靖靖市市市市麒麒麒麒麟麟麟麟区区区区与与与与沾沾沾沾益益益益县县县县交交交交界界界界处处处处，由由由由滇滇滇滇黔黔黔黔桂桂桂桂石石石石

11、油油油油勘勘勘勘探探探探局局局局在在在在一一一一周周周周前前前前负负负负责责责责打打打打井井井井施施施施工工工工，井井井井喷喷喷喷时时时时钻钻钻钻井井井井深深深深度已达度已达度已达度已达550550550550米，接近天然气的开采位置。米，接近天然气的开采位置。米，接近天然气的开采位置。米，接近天然气的开采位置。井喷现场云南曲靖天然气井喷云南曲靖天然气井喷l l事故原因事故原因：压力不平衡导致。由于该井为曲靖盆地摩擦的参探压力不平衡导致。由于该井为曲靖盆地摩擦的参探压力不平衡导致。由于该井为曲靖盆地摩擦的参探压力不平衡导致。由于该井为曲靖盆地摩擦的参探井，勘探公司对地层压力预测不准，处理不当，

12、而造成井，勘探公司对地层压力预测不准，处理不当，而造成井，勘探公司对地层压力预测不准，处理不当，而造成井，勘探公司对地层压力预测不准，处理不当，而造成井涌、井喷。当打井接近天然气开采层时，由于钻柱内井涌、井喷。当打井接近天然气开采层时，由于钻柱内井涌、井喷。当打井接近天然气开采层时，由于钻柱内井涌、井喷。当打井接近天然气开采层时，由于钻柱内液柱压力小于地层压力，造成井喷。井喷刚开始时，往液柱压力小于地层压力，造成井喷。井喷刚开始时，往液柱压力小于地层压力，造成井喷。井喷刚开始时，往液柱压力小于地层压力，造成井喷。井喷刚开始时，往往由于压力差太大，形成的气流流量也很大，人员无法往由于压力差太大，

13、形成的气流流量也很大，人员无法往由于压力差太大，形成的气流流量也很大，人员无法往由于压力差太大，形成的气流流量也很大，人员无法接近井口，会给抢险带来难度，因此就先采取压制气流，接近井口，会给抢险带来难度，因此就先采取压制气流，接近井口，会给抢险带来难度，因此就先采取压制气流，接近井口，会给抢险带来难度，因此就先采取压制气流，稀释气柱为主，避免因此产生的燃、爆现象。稀释气柱为主，避免因此产生的燃、爆现象。稀释气柱为主，避免因此产生的燃、爆现象。稀释气柱为主，避免因此产生的燃、爆现象。村民聚集在现场周围特勤人员现场指挥云南曲靖天然气井喷云南曲靖天然气井喷l l处理过程：处理过程：探明的滇东地区天然

14、气属于纯天然气（喷出的天然气探明的滇东地区天然气属于纯天然气（喷出的天然气成分为优质甲烷气体，不含硫化氢和二氧化碳等有毒气体）成分为优质甲烷气体，不含硫化氢和二氧化碳等有毒气体），抢险主要是为了防燃、防爆，因为井喷出来气柱中含有，抢险主要是为了防燃、防爆，因为井喷出来气柱中含有泥沙，如果天然气在井口周围浓度过高，泥沙碰到铁塔上泥沙，如果天然气在井口周围浓度过高，泥沙碰到铁塔上后稍有火星就会引发危险，因此封井口不成功后，他们从后稍有火星就会引发危险，因此封井口不成功后，他们从一开始就使用水来稀释气柱，压住泥沙碰撞铁塔产生的火一开始就使用水来稀释气柱，压住泥沙碰撞铁塔产生的火花。凌晨花。凌晨3 3

15、时时3030分，曲靖市消防支队官兵接警后迅速出动，分，曲靖市消防支队官兵接警后迅速出动，使用高压水枪向着铁塔及气柱喷射，避免高速喷出的沙子使用高压水枪向着铁塔及气柱喷射，避免高速喷出的沙子因摩察过热产生危险。并有因摩察过热产生危险。并有5050多人冒着生命危险上前封堵多人冒着生命危险上前封堵井口。井口。云南曲靖天然气井喷云南曲靖天然气井喷l l造成的危害造成的危害：由于在钻井前，井控设备由于在钻井前，井控设备(封井器、地面加重封井器、地面加重泥浆等泥浆等)已经准备到位，因此仅已经准备到位，因此仅4 4个多小时就控制个多小时就控制住了井喷。住了井喷。事故造成事故造成46004600人转移人转移，

16、幸无人员伤亡。，幸无人员伤亡。中原油田特大井喷事故中原油田特大井喷事故l l 20052005年年6 6月月1919日中午日中午1212时时2020分，中原分，中原油田采油二厂濮油田采油二厂濮3 3347347井突发特大井喷引井突发特大井喷引发大火。从近千米下的地层喷涌而出的强发大火。从近千米下的地层喷涌而出的强大天然气气流，汇成大火，呼啸而出，火大天然气气流，汇成大火，呼啸而出，火势高势高2020余米，响声数百米可闻。余米，响声数百米可闻。现场一片火海灭火队员将烧得通红的抽油机架拖离喷火井口 现场作业的3台作业车被大火引燃石油工人在距井喷现场不到10米处进行封井准备身着防火服装的消防队员使用

17、防火炮给井喷现场降温中原油田特大井喷事故中原油田特大井喷事故l l 20052005年年6 6月月1919日事故当晚日事故当晚9 9时时5353分，分，大火被成功扑灭，此次事故未造成人员大火被成功扑灭，此次事故未造成人员伤亡。伤亡。l 20062006年年3 3月月2525日，位于开县高桥镇的罗家二井发生日，位于开县高桥镇的罗家二井发生天然气泄漏，与天然气泄漏，与“12.23”12.23”特大井喷事故的罗家十六号特大井喷事故的罗家十六号井同井场。该井于井同井场。该井于19991999年年年年11111111月开钻，月开钻，月开钻，月开钻，2000200020002000年年年年5 5 5 5月

18、完工，月完工，月完工，月完工，井深井深井深井深3404m3404m3404m3404m，日产气六十三万方。此次井漏是在实施二日产气六十三万方。此次井漏是在实施二日产气六十三万方。此次井漏是在实施二日产气六十三万方。此次井漏是在实施二次完井作业、准备投入开发的作业过程中发生的。次完井作业、准备投入开发的作业过程中发生的。次完井作业、准备投入开发的作业过程中发生的。次完井作业、准备投入开发的作业过程中发生的。l l 此次天然气井漏事故情况很复杂，是井底井喷，此次天然气井漏事故情况很复杂，是井底井喷，此次天然气井漏事故情况很复杂，是井底井喷，此次天然气井漏事故情况很复杂，是井底井喷，井中管漏，地面泄

19、漏。井中管漏，地面泄漏。井中管漏，地面泄漏。井中管漏，地面泄漏。重庆开县重庆开县3 3.2525天然气泄漏事故天然气泄漏事故l l泄漏事故的发现泄漏事故的发现泄漏事故的发现泄漏事故的发现 2525日早晨日早晨6 6点多一高桥镇居民发现点多一高桥镇居民发现距井场一公里左右的河面出现了十距井场一公里左右的河面出现了十五厘米高的浊水注。经测试，不含五厘米高的浊水注。经测试，不含硫化氢，含甲烷。硫化氢，含甲烷。重庆开县天然气泄漏事故重庆开县天然气泄漏事故河流渗漏的气体像管涌一样不停往上冒河流渗漏的气体像管涌一样不停往上冒重庆开县天然气泄漏事故重庆开县天然气泄漏事故l l点火、压井点火、压井点火、压井点

20、火、压井25日日8时时30分，进分，进行了放喷点火卸压。行了放喷点火卸压。井口点火卸卸压河床漏气点河床漏气点重庆开县天然气泄漏事故重庆开县天然气泄漏事故l l第一次压井第一次压井第一次压井第一次压井l l3 3月月2727日上午日上午1010时，对罗家时，对罗家2 2井实施快干水泥封堵压井，井实施快干水泥封堵压井，用泥浆泵和四台压裂车同时正反注密度用泥浆泵和四台压裂车同时正反注密度2.00g/cm2.00g/cm3 3、粘度粘度大于大于156156秒的高粘泥浆秒的高粘泥浆71.8m71.8m3 3，反注缓释反注缓释G G级水泥级水泥121121吨吨，密度密度1.89g/cm1.89g/cm3

21、3，反注快干反注快干G G级水泥级水泥6565吨，密度吨，密度1.89g/cm1.89g/cm3 3，四台压裂车反替密度四台压裂车反替密度2.00g/cm2.00g/cm3 3，粘度粘度5858秒的泥浆秒的泥浆30m30m3 3，泵压控制在泵压控制在26.4MPa26.4MPa以内。经过以内。经过1 1小时小时4040分钟的紧张施分钟的紧张施工，第一轮压井结束。现场观测，井口压力有下降。到工，第一轮压井结束。现场观测，井口压力有下降。到14:3014:30，罗注，罗注1 1井油压、套压又有回升，油压到井油压、套压又有回升，油压到11.46MPa11.46MPa，套压到套压到10.78MPa10

22、.78MPa。重庆开县天然气泄漏事故重庆开县天然气泄漏事故l l第二次压井第二次压井第二次压井第二次压井l l首先将原有的首先将原有的7070多根钻杆全部起出，之后将多根钻杆全部起出，之后将100100多根钻杆多根钻杆下入。钻杆下端带有两个膨胀球，底端带有一个锥型堵头，下入。钻杆下端带有两个膨胀球，底端带有一个锥型堵头，堵头中间有一个注水口，堵头到达套管裂隙下处后，迅速堵头中间有一个注水口，堵头到达套管裂隙下处后，迅速向井底注入速凝水泥，膨胀球会堵住气体。但由于井下情向井底注入速凝水泥，膨胀球会堵住气体。但由于井下情况复杂，工作难度大，压井不成功。况复杂，工作难度大，压井不成功。l l第三次压

23、井第三次压井第三次压井第三次压井l l 3 3月月3131日凌晨日凌晨3:333:33分，罗家分，罗家2 2井封堵压井施工按照井封堵压井施工按照“特特殊凝胶堵漏压井技术施工方案殊凝胶堵漏压井技术施工方案”开始正式实施。注入密度开始正式实施。注入密度1.61.61.7 g/cm1.7 g/cm3 3压井泥浆压井泥浆45m45m3 3，接着注入凝胶液接着注入凝胶液235m235m3 3，注注入水泥入水泥8484吨，平均密度吨，平均密度1.84 g/cm1.84 g/cm3 3，到到6:186:18分替入分替入1.61.61.7 1.7 g/cmg/cm3 3泥浆泥浆37m37m3 3，施工顺利结束

24、。关井观察，罗家施工顺利结束。关井观察，罗家2 2井油、井油、套压均为零，罗注套压均为零，罗注1 1井油压井油压5.188MPa5.188MPa，套压套压0.727 0.727 MPaMPa。6 6个泄漏点的火焰有减小趋势。施工过程顺利，效果比较明个泄漏点的火焰有减小趋势。施工过程顺利，效果比较明显。专家认为，基本完成了堵漏任务。显。专家认为，基本完成了堵漏任务。重庆开县天然气泄漏事故重庆开县天然气泄漏事故重庆开县天然气泄漏事故重庆开县天然气泄漏事故l l泄漏事故的原因泄漏事故的原因l l罗家罗家2 2号井所在的高桥镇是全国天然气储量最大、压力号井所在的高桥镇是全国天然气储量最大、压力最大、硫

25、化氢含量最高的天然气片区之一。硫化氢不但对最大、硫化氢含量最高的天然气片区之一。硫化氢不但对人体危害大，而且对钢材的强度和形状都有损害。人体危害大，而且对钢材的强度和形状都有损害。l l 深埋地下深埋地下20002000多米的钢管受到硫化氢侵蚀等破坏所致。多米的钢管受到硫化氢侵蚀等破坏所致。由于地质疏松、地层缝隙多等原因，此次井漏造成长达数由于地质疏松、地层缝隙多等原因，此次井漏造成长达数百米河面的大面积泄漏区。百米河面的大面积泄漏区。l l 事故点多面大，地质情况复杂，是长时间堵漏压井不事故点多面大，地质情况复杂，是长时间堵漏压井不成功的主要原因。成功的主要原因。此次事故造成万余名群众转移，一万多名学生停课，此次事故造成万余名群众转移，一万多名学生停课，无人员伤亡。无人员伤亡。