石油鉆探公司井漏噴事故安全經驗分享PPT(26頁).ppt
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2023-10-16
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1、井漏造成井噴事故安全經驗分享,一、事故概況,2013年4月19日7:15,由西部鉆探青海鉆井公司40520鉆井隊(CNPC乙級資質)承鉆的海西洲英東油田英9-4-A5井,在二開井深1461米時失返后起鉆準備換鉆具堵漏時發生井噴失控事故,4月19日20:05 成功關井,歷時12小時50分鐘。,四 通,2FZ35-35,套管頭,井控裝置組合圖,(一)英9-4-A5井基本情況,英9-4-A5井是青海油田柴達木盆地西部地區油砂山油田東南端的一口注水井。目的層:下油砂山組(N21)地層壓力系數:0.811.12氣油比:81m3/t設計井深:1620米套管結構:9 5/8*354.06+5*1615,一、2、事故概況,(二)事故經過,4月14日 11時二開鉆至井深360米、404.5米發生兩次漏失,分別經過水泥漿封堵,才恢復正常。4月19日0時鉆進至井深1450米時再次發生井漏,漏速每小時3方。1時20分繼續鉆進至1461米時井口失返,起鉆計劃進行擠水泥堵漏。起鉆前從環空灌入堵漏漿18方,井口未見液面。4月19日7時15分,起鉆至井內剩余一柱鉆鋌時提升短節內溢出泥漿,接著從環空噴出泥漿接近二層臺,發生井噴。前期噴出物是泥漿,逐漸轉變為油、氣、泥、水混合物。由于噴勢過猛,下放游車搶掛吊卡失敗,井口一片大方瓦噴出,井內鉆鋌上頂5米,由于本井安裝的雙閘板防噴器,無法實施關井。215.9mmPDC+1723、mm*1螺桿+214mm螺扶+158.8mm無磁鉆鋌一根+158.8mm鉆鋌一根)(27.55米)4月19日7時30分,西部鉆探公司和青海油田分公司兩家立即啟動緊急預案組織開展應急救援工作。,一、事故概況,(三)搶險經過,4月19日12:40 搶接壓井管線,通過壓井管線向井內注入清水實施進口降溫。17:10消防車進行冷卻工作,固井車從環空向井內注水,拖拉機開始進行拖快繩作業,用拖拉機拖拉絞車快繩起出井內鉆具,關閉全封閘板,井口得到有效控制。4月20日1:35-4:45實施壓井作業,分8次共向井內注入比重1.80 g/cm3的重漿67方。注壓5 MPa4MPa。套壓由3.4MPa2.2MPa2.4、8 MPa。5:109:00配置1.25 g/cm3-1.30 g/cm3堵漏鉆井液實施堵漏。4月21日15:40-16:30注A級水泥37.5T(22方),關井套壓為零。候凝:每半小時觀察一次套壓變化.自17:00-19:30上升至1Mpa,-22日1:00下降為零,7:05,從節流管匯處泄壓,無任何溢出物。4月22-23日現場清淤。,一、事故概況,一、事故概況,一、事故概況,(四)現場搶險時間,4月19日7:15 4月19日20:05 從井噴到實施關井歷時:12小時50分鐘4月19日20:05 4月22 日7:05 從成功關井到壓井成功歷時:59小時總搶險時間:71小時50分鐘,一、事故概5、況,二、事故原因分析,1、井控意識淡薄,思想麻痹大意,習慣性心理井控安全 井型簡單、地層壓力較低,自勘探開發以來同區塊沒有發生過溢流險情和井噴事故,認為該地區沒有井控風險,不會發生井噴事故。2、沒有意識到漏噴轉換的風險 對該地區多口井發生的嚴重井漏,以及同井組的相鄰井從350米到井底存在多層油氣顯示的情況沒有分析,沒有針對多頻次的井漏開展風險評估,沒有研究制定風險控制措施和操作程序,使井噴風險隱患長期存在,僅從工程技術方面進行治漏堵漏。3、井漏情況下起鉆未連續灌漿 鉆開油氣層后上部地層又發生井漏,失沒有意識到在井漏情況下起鉆存在發生井噴的風險,未制定井漏情況下有針對性的防噴措施,導致發生溢流導6、致井噴。,4、未嚴格落實雙座崗制度 泥漿灌所有液面監測報警裝置失靈,沒有專用灌漿罐,液面標尺損壞,座崗人員使用直尺測量液面,不能及時、準確校核灌入量與起出鉆具體積差值,未及時發現溢流征兆,失去了第一時間控制溢流的機會。5、井身結構設計不合理 本井表層下深354米,而在漏失層在360-452米處,多次發生失返性井漏,雖然經過幾次堵漏,但是在鉆進至1450米時,上部井段再次發生只進不出的嚴重井漏,造成上部井段液柱缺失,為井噴埋事故下了隱患。在英東油田已完成的107口井中,二開后發生35井次失返性漏失,幾乎全部是靠注入水泥漿進行封堵,漏失段集中在350500米之間,說明了當前設計的350米表層套管不7、符合設計原則要求,卻又長期未得到修正。,二、事故原因分析,6、未嚴格執行鉆開油氣層前的檢查、驗收及審批制度 該井甲、乙方駐井專職安全監督各1名。經過一、二開以及打開油氣層前驗收時均未發現泥漿液面報警裝置失效,打開油氣層審批報告流于形勢,安全監督檢查記錄泥漿液面報警裝置為合格。存在著檢查不嚴肅、事后補簽以及驗收組織形式混亂等問題,難于保證驗收效果。發生井漏后,井隊把全井鉆入油氣層后的唯一一次在井漏情況下的起鉆當做常規作業對待,現場監督未提醒井隊告知事項。7、井控技術措施落實不到位 鉆開油氣層后發生井漏的處理 鉆開油氣層前未落實對裸眼段做地層承壓試驗。起鉆時做好連續灌漿工作,保持井內壓力平衡。若井8、下發生氣侵,應及時除氣,維持正常的液柱壓力。低泵沖試驗、短起下鉆等井控細則的相關要求。,二、事故原因分析,8、鉆井地質工程設計存在缺陷,指導性較差8.1鉆井地質設計對井控相關風險提示不具體 對上部井段存在井控高風險的13個油氣同層提示不夠明確。8.2鉆井工程設計沒有對鄰井頻繁的失返性井漏給予提示 從設計源頭上沒有認識到漏噴轉換的井控風險,英東地區10口井的鉆井工程設計中的相關技術措施內容完全一樣,沒有針對單井具體地質情況進行個性化設計,針對性較差,指導性不強。,二、事故原因分析,三、事故的相似性,2013年上半年,長慶區域共發生溢流及以上井控險情20起,主要集中在先注后采區。從這起井噴失控事故9、可以看出,該井的施工現狀與目前我們所施工的鎮北、姬塬、坪橋、合水、黃陵、桐川等注水高壓區、含淺層氣、高氣油比區塊極為相似,主要表現在:上部裸眼井段都有漏層、地層承壓能力較低,鉆達目的層發生溢流加重時常出現上部地層漏失;地層壓力系數在0.811.12之間;氣油比較高,在80m3/t以上;井口防噴器組合大部分為單閘板或雙閘板;井身結構為二開結構,且表層套管下深較淺;溢流檢測裝置簡單、可靠性差,手段單一。值得認真吸取事故教訓,二季度重點開展了井控設計隱患專項自查自改活動,梳理了在長慶區域承擔的23個產建項目組鉆井設計所屬區塊井控安全隱患,達到防微杜漸、見微知著和警鐘長鳴的效果。,四、長慶井控風險梳理10、及控制措施,1、優化井身結構,用表套、技套先期封固易漏層。主要針對隴東鎮北油田桐31-23井區、華慶油田白259井區,陜北黃陵油田正33井區的上部白堊系洛河組地層惡性失返型漏失,從根本上消除了井漏問題及井控隱患。,四、長慶井控風險梳理及控制措施,以及針對姬嫄油田黃36井區南部:漏、塌、噴同在一個裸眼段,洛河、直羅、延安砂層、長4+5(承壓當量密度1.13 g/cm3,)層承壓能力低;而長7層段泥頁巖(安全鉆進密度大于1.17 g/cm3)極易垮塌;目的層長8 易出水;上半年施工的7口水平井有5口井在長4+5漏失嚴重,有3口井因井漏復雜填井側鉆改為定向井。,1、優化井身結構,用表套、技套先期封固11、易漏層。,四、長慶井控風險梳理及控制措施,2、將林區、超前注水區塊、高氣油比區塊、含CO、H2S有毒有害氣體區塊油井水平井井控風險級別由二級提高到一級。建議修改完善長慶井控實施細則,提高細則的針對性和可操作性。,四、長慶井控風險梳理及控制措施,3、進一步提高氣井三開轉二開、靖南下古高含硫井四開轉三開井身結構水平井井控風險控制能力 蘇59-15-48H 靖南57-6H1,四、長慶井控風險梳理及控制措施,將表套加深到安定組,封固好白堊系易漏、易塌及水層,不再執行500的標準;直井段鉆穿劉家溝地層后要進行地層承壓能力試驗,在確保能承受當量泥漿比重1.30g/cm3的前提下方可進行下步定向施工,以確保12、斜井段泥巖、煤層井壁穩定及入窗井控安全。配置專用灌漿罐專用灌漿管線,鉆開油氣層后起鉆前先進行短程起下鉆,發生漏失的情況下采取連續灌漿的方式。進入目的層后,相鄰井不得進行壓裂作業,同時靖南處于油、氣田疊合區,上部中生界油層處于超前注水采油去,存在地層壓力異常可能,防止出現井涌井噴事故,確保井控安全。嚴格執行鉆開油氣層的檢查驗收制度。鉆井隊應在鉆開油氣層前,按照鉆進、起下鉆桿、起下鉆鋌、空井發生溢流的四種工況分班組、定期進行防噴演習,演習不合格者不得打開油氣層。針對單井具體地質情況強化鉆井工程個性化設計,強化監督,提高設計、細則以及安全標準的執行力,對現場施工更具有針對性、指導性和操作性。,四、長13、慶井控風險梳理及控制措施,4、重點加強“三高井、兩淺井”井控風險識別與控制措施的落實4.1三高井:土庫曼:高壓、高含硫、高含CO2、高壓鹽膏層、高溫、高產 隴東氣探井:高壓 長慶高含硫井:靖邊氣田下古水平井 靖南高橋、蘇里格南區上古水平井4.2兩淺井:黃陵、合水、黃龍等含淺層氣水平井 安塞、黃陵油田長2以淺目的層水平井(化子坪、鐮刀灣等垂深小于1000米的井),四、長慶井控風險梳理及控制措施,4.3 制定了“三高”及“兩淺”井防噴技術措施 強化和細化起鉆、鉆進、起下鉆灌漿、鉆井液儲備以及特殊作業等方面的井控技術措施,并督促嚴格執行,提高應急響應級別。堅持“三高”重點井油氣層作業期間派駐雙安全監14、督實施跟班監督。針對兩淺井的井控風險及作業特點,完善應急處置程序,制訂“兩淺井”風險控制措施,從意識、工藝、裝備、措施等方面做好鉆遇淺層氣的應對準備,重點抓好長慶黃陵地區“兩淺井”的安全施工。樹立“處理井漏,預防井噴”的安全理念,將產層嚴重井漏納入應急狀態管理,制訂專項井控技術措施,切實抓好井漏條件下的井控工作。嚴格落實地層承壓試驗、低泵沖試驗和短程起下鉆、起鉆連續灌漿的要求以及鉆開油氣層后發生井漏的處理措施。強化加重鉆井液和加重材料儲備要求。,四、長慶井控風險梳理及控制措施,5、制定了黃陵、合水、黃龍等含淺層氣區塊井控風險控制措施(1)井場周邊按照防火要求設置隔離帶或隔火墻,定期對井場周邊315、0米內林帶噴淋增濕降溫(2)優先實施水源井,建立固定的消防水源點,水源可用在森林消防和鉆井過程。(3)井隊儲備重晶石不少于80噸、堵漏材料8噸、消泡劑1噸、乳化劑1噸、除硫劑0.5噸,發生油氣侵后要立即停鉆、除氣,同時適當加重鉆井液,直至油氣侵消除后方可恢復鉆進。(4)放噴管線出口需有防火裝置(加裝引火筒防火墻)(5)施工單位在開鉆前制定井控、森林防火、滅火應急預案。(6)二開全井段段加裝鉆具浮閥(7)進入延安組頂部開始坐崗,開始啟動井控工作,直到固完井。(8)立足一次井控,“發現溢流立即關井、疑似溢流關井檢查”的關井原則。,四、長慶井控風險梳理及控制措施,6、黃陵、洛川、宜川、富縣等區塊森林16、密集、雨量大,又是水源區,加強林區“特殊區域”鉆井施工各項安全制度的落實,提升安全、消防和環保設計等級,重點作好森林防火、防洪防汛、防環境污染、防山體滑坡、防觸電等安全工作,杜絕井噴、火災及環境污染事故的發生(1)施工隊伍要達到森林區消防安全標準;(2)嚴格執行并落實林區鉆井安全、消防和防火施工標準;(3)油層套管全井段封固,水泥返至地面,不能做到一次上返井口的,實施正注反擠,確保環空不竄氣;(4)增加鉆井液(出入)口密度、出口流量和池體積三類傳感器以及溢流自動報警裝置、小型液氣分離器;(5)配備軟體消防水罐、消防泵、高壓水槍、消防毛氈、消防鍬、滅火機等消防器材;(6)強化雙坐崗及領導干部2417、H值班制度,確保井控坐崗能快速、有效的發現鉆井過程中的溢流等險情。,四、長慶井控風險梳理及控制措施,7、強調電測作業空井期間、氣井水平井裸眼完井、篩管完井及套管不固井完井換裝井口失控期間井控要求(1)根據油氣上竄速度計算井筒鉆井液穩定周期,若作業時間過長,應及時下鉆循環排出油氣侵鉆井液。(2)準備好壓裂(采氣)井口及螺栓、螺帽、密封鋼圈等配件及安裝工具。下篩管、坐封懸掛器作業完成后,起鉆具要及時按要求灌鉆井液,最后100m鉆具灌高密度泥漿帽,密度比完井時提高0.150.20g/cm3。(3)拆卸井口井控裝置及安裝壓裂(采油)井口時,速度要快,以免時間過長發生井噴失控事故。8、開展神木雙山區塊四18、開轉開三開結構水平井工藝危害分析 由此帶來的井下復雜及打開目的層后的防漏防塌難題,進行三開結構可行性論證:井控安全、煤層井壁穩定、堵漏技術可行、甲方愿意承擔成本。,四、長慶井控風險梳理及控制措施,9、嚴把設計源頭關 堅持把風險識別與評估作為設計的基礎,切實從源頭防控風險。設計時對重點井、特殊作業井存在的風險進行辨識,召開設計方案審查會,制訂相應的技術措施,嚴格設計審查、審批,確保設計質量。建立和完善設計審閱、校正制度,落實專人對設計進行審閱,及早發現存在的缺陷,及時與項目組協商解決。10、提高井控制度、標準規程的執行力 一切井控作業必須做到有章可循、按章操作。持續推進井控工藝安全管理,應用HS19、E管理理念和方法,針對井控風險,不斷完善井控相關技術標準、規程和井控管理考核制度,提高井控制度、標準規程的執行力。11、嚴把驗收審批關及變更設計管理程序 嚴格執行鉆開油氣層前檢查驗收審批制度,檢查驗收率100%;對重點風險井進入主產層前要再次進行檢查驗收。強化變更管理,嚴格執行變更程序。,四、長慶井控風險梳理及控制措施,12、嚴把坐崗預警關 嚴格落實液面坐崗、干部24h跟班值班制度,強化鉆井、錄井雙崗坐崗,人員、儀器同時監測,獨立記錄,及時發現溢流,及時預警。嚴把坐崗預警關,嚴把井口控制關。堅持“發現溢流立即關井,疑似溢流關井檢查”的關井原則,繼續強化現場應急處置實戰演練,提升司鉆的臨場應變處置能力,確保在任何條件下都能在第一時間正確控制井口。13、嚴把井控設備質量關 加強井控設備、工具管理,促進井控本質安全。持續開展井控裝備完整性分析,按照先進、適用的原則設計配套完善井控裝備。進一步強化井控裝備的維修、檢測及性能評定工作,杜絕超期服役設備未檢測和強制報廢設備再用的現象。加強井控裝備的現場安裝、使用與管理,做到設備隱患及時發現、及時整改。,不妥之處敬請批評指正謝 謝,