天然气井井喷失控的处理.doc

天然气井井喷失控的处理井喷失控有两种情况：一种是地下井喷，即喷漏同层或喷漏同存，按照喷漏并存的压井方法进行压井可解决；第二种是井口装置或井控管汇失去控制，或者根本就没有井控装置或者是地层压裂天然气流不通过环空而通过套管外喷出，此时根本无法控制溢流或井涌，造成了地面井喷失控。由于天然气密度小、可压缩、易膨胀，在钻井液中易滑脱上升，易燃烧爆炸，难以封闭等物理化学特性，天然气井较油井更易井喷和井喷失控。天然气井喷失控后的处理方法和总的思路主要是围绕怎样控制井口装置、井控管汇和保护人员、设备来开展工作的。不同的井喷失控虽有各自的特点和复杂性，但基本处理方法都是相同的。1.严格实行统一指挥井喷失控的处理是一项复杂而危险的工作，涉及参与抢险的工种和人员较多，不是钻井队仅有的几十个人就可以解决得了的，需要上级主管领导现场坐阵指挥，成立现场抢险组织，制定抢险方案，统一协调。抢险组织应分设方案组、资料组、调度组、消防组、安全警卫组、供水组、物质供应组、医疗救护组、生活保障组、现场施工组(如压井作业组等)、抢险突击队、地方协调组等，并明确各专业组的职责。抢险组织应根据现场掌握的天然气流的喷势大小、井口设备及钻具的损坏程度、结合对地质、钻井资料的综合分析，制定出有效的抢险方案，充分调集抢险人员、抢险物质、抢险设备，统一指挥，全力投入，果断处理。2.划定安全警戒区一旦井喷失控，在井场周围设置必要的观测点，定时取样测定天然气喷流的组分、H2S含量等数据，并立即根据天然气的喷势、风向，以井口为中心，以危险距离为半径的若干地区划为安全警戒区。如果天然气喷流中含有H2S，凡其波及区均须划为安全警戒区，并严格警戒。井场要设专职安全指挥人员，指挥抢险人员和设备的运作，未经允许，任何人不得进入警戒区。在划定的安全警戒区内，任何人(包括当地居民)严禁动用明火，以防引起天然气喷流着火或爆炸而损毁设备，伤及人员，给井喷失控的处理带来更大的困难。及时与当地政府联系疏散人员，若天然气喷流中含有H2S，人畜均要疏散。凡井场能拖走的设备如油罐、井场房、钻具、氧气瓶等一律脱离危险区，以免引起油罐、高压气瓶的爆炸，同时可为抢险设备、人员清除障碍并提供场地；凡在井场工作的设备如拖拉机、水泥车、消防车、吊车、卡车等一律位于上风方向，不许进入下风方向。3.保护井口井口是控制井喷的关键所在，要千方百计保护原有的井口，即使部分损坏了也要保护好未损坏的那一部分，以便在安装新的井口装置时有“扎根”的条件。保护井口应做好：(1)若管内井喷失控，除采取一般的防火措施外，还应经钻井四通向井内注水，并向井口装置及其周围浇水，达到润湿喷流，清除火星的目的，为此应准备充足的水源和供水设备；(2)清理井口周围障碍物及拆除已损坏的旧井口时，不能损坏准备要利用的那部分井口。4.防止着火井喷失控一旦着火，会在非常短的时间内造成机毁人亡，使事故的处理变得更为困难。因此，对井喷失控的井应尽一切努力防止着火，防止的办法主要是：加强消防警戒，实行严格的用火用电管理，保证危险区内不得产生火星；连续向井口内外强行注水冷却。5.井口周围障碍物的处理无论着火与否，为了保护井口和充分暴露井口，都要清除井口周围和抢险通道上的障碍物。未着火的井，要考虑着火后处理方便，将钻台和井口周围一切与下步作业无关的设备、工具(如不需要的转盘、大梁、喇叭口、钻具、卡瓦等)清除干净。未着火的失控井在清除设备时要防止产生火星或火花，清除时要大量喷水，同时要使用铜制工具(如铜榔头、铜撬杠等)。凡含有有毒气体的未着火的井要注意防毒，避免人员伤亡；若有毒气体含量很高，毒性很强，且在短时间内不能有效控制时可考虑点火以减小产生的恶果。着火以后，被烧毁的井架、钻机提升系统和立在钻台上的钻具等废物会把井口罩住，使得火焰乱窜。为了暴露、保护井口，给灭火和换装井口创造有利条件，在灭火之前必须带火切割，尽量清除掉井口的障碍物。带火切割清除障碍物，应根据井场的地理条件、风向，用消防水枪喷射水雾将火压向某一方向，本着“先易后难、先近后远、先外后内、分段切割、逐步推进”的原则，用氧炔焰切割、纯氧切割、水力喷砂切割等手段，边割边拖，逐步清除。6.压井措施天然气从钻具水眼内喷出而环空不喷，或环空已经控制时：立即停机停电，防止着火。用拖拉机拉大绳接带下旋塞的方钻杆，并且把地面高压管线的出口或放空阀打开，以减小对扣时的天然气喷流冲击力。对中稳定方钻杆时，可用四根绳索，一头固定在方钻杆上，一头缠绕井架四角上，拉紧或放松，使方钻杆与井口钻杆接头对中，上好口。关闭方钻杆下旋塞，然后关闭地面高压管线的出口或放空阀，再打开方钻杆下旋塞。此时失控井喷已经得到控制，可按照正常方法实施压井。钻杆内外都喷，但套管外不喷时：表层套管下得很浅，且无井控设备，应立即停机停电，防止着火。用拖拉机拖接方钻杆，用边循环边加重法压井，或者准备足够的高密度或超高密度钻井液后进行一次性大排量泵入压井。高密度或超高密度钻井液至少要比原浆密度高0.30g/cm3以上，以制服井喷为主，即使压漏地层也在所不惜。表层套管较深，或者已下技术套管，但未装井控装备或井控装备已经失灵。此时，应立即停机停电，防止着火。然后用拖拉机拖大绳接方钻杆，方钻杆接下旋塞，下旋塞下接一短钻杆，短钻杆上带堵塞器，堵塞器外径和钻井四通内径或套管内径相同，当方钻杆与井口钻具接好后，若钻头不在井底，可下放钻具，同时打开钻井四通两侧放喷管线，当堵塞器到达钻井四通位置或进入套管时即可制止向上的喷流，做到有控制的放喷，然后准备条件压井。若钻头在井底，可用拖拉机拖大绳先起出一根钻杆，然后再用以上办法。井口钻具已经被喷流刺坏，可用拖拉机拖大绳先起出刺坏的钻杆，然后接方钻杆压井。套管外发生井喷时：立即停机停电，防止着火。立即组织水泥车从上风方向通过钻杆向井内注超高密度钻井液。如地表疏松有可能发生地陷，应派专人监视井口周围及井架情况，禁止人员和设备进入危险区工作。尽快拖走可以拖动的设备和钻具，但拖拉机不得进入天然气活动区内，以免着火。若注高密度钻井液不能制服井喷，可注水泥浆，争取封死天然气通道。等待自然停喷，在地层比较疏松的地区且裸眼井段较长的情况下，井喷若干小时后，由于环空压力下降，地层坍塌，堵死环空，会自然停喷。若不能自然停喷，可在危险区范围以外的上风方向钻定向救援井至事故井喷层的位置，采用压裂方式压通或定向爆炸方式(两井距离较近的情况下)炸通，然后用高密度钻井液压井。7.灭火方法井喷失控着火，可根据着火情况采用以下方法扑灭不同程度的天然气井火灾。(1)密集水流灭火法当空气中水蒸气含量达到35%时，即可有效阻止天然气的燃烧；1kg水汽化时能吸收539kcal(2255.2kJ)热量，还能阻挡外部空气进入燃烧区和减少空气中氧的含量，大量注水和喷射水可同时产生以上效果而把火灭掉。密集水流灭火法即是用足够的排量，对井口内外强行注水，同时向井口上面密集喷水，在集中燃烧的火焰最下部形成一层完整的水层，并逐步向上移动水层，把火焰往上推，将井内喷出的天然气流与火焰切断，达到灭火的目的。但仅靠密集水流灭火法，其灭火能力较小，其仅适用于小喷量、喷流较集中向上的井。密集水流灭火法不仅可以独自作为一种灭火方法，而且是其他灭火法的基础，在采用其他灭火法时，还必须同时辅以密集水流才能将天然气井着火扑灭。(2)突然改变喷流方向灭火法突然改变喷流方向灭火法是在采用密集水流灭火法的同时，突然改变喷流的方向，使喷流和火焰瞬时中断实现灭火。改变喷流方向可借助特制的遮挡工具或被拆掉的设备(如转盘等)来实现。突然改变喷流方向灭火法的灭火能力也有限，只适用于中等以下喷量、喷流集中于某一方向的失控井。6