2023年天然氣井井噴失控的處理

PAGEPAGE7天然氣井井噴失控的處理井噴失控有兩種情況：一種是地下井噴，即噴漏同層或噴漏同存，按照噴漏并存的壓井方法進行壓井可解決；第二種是井口裝置或井控管匯失去控制，或者根本就沒有井控裝置或者是地層壓裂天然氣流不通過環(huán)空而通過套管外噴出，此時根本無法控制溢流或井涌，造成了地面井噴失控。由于天然氣密度小、可壓縮、易膨脹，在鉆井液中易滑脫上升，易燃燒爆炸，難以封閉等物理化學特性，天然氣井較油井更易井噴和井噴失控。天然氣井噴失控后的處理方法和總的思路主要是圍繞怎樣控制井口裝置、井控管匯和保護人員、設(shè)備來開展工作的。不同的井噴失控雖有各自的特點和復雜性，但根本處理方法都是相同的。1.嚴格實行統(tǒng)一指揮井噴失控的處理是一項復雜而危險的工作，涉及參與搶險的工種和人員較多，不是鉆井隊僅有的幾十個人就可以解決得了的，需要上級主管領(lǐng)導現(xiàn)場坐陣指揮，成立現(xiàn)場搶險組織，制定搶險方案，統(tǒng)一協(xié)調(diào)。搶險組織應分設(shè)方案組、資料組、調(diào)度組、消防組、平安警衛(wèi)組、供水組、物質(zhì)供給組、醫(yī)療救護組、生活保障組、現(xiàn)場施工組(如壓井作業(yè)組等)、搶險突擊隊、地方協(xié)調(diào)組等，并明確各專業(yè)組的職責。搶險組織應根據(jù)現(xiàn)場掌握的天然氣流的噴勢大小、井口設(shè)備及鉆具的損壞程度、結(jié)合對地質(zhì)、鉆井資料的綜合分析，制定出有效的搶險方案，充分調(diào)集搶險人員、搶險物質(zhì)、搶險設(shè)備，統(tǒng)一指揮，全力投入，果斷處理。2.劃定平安警戒區(qū)一旦井噴失控，在井場周圍設(shè)置必要的觀測點，定時取樣測定天然氣噴流的組分、H2S含量等數(shù)據(jù)，并立即根據(jù)天然氣的噴勢、風向，以井口為中心，以危險距離為半徑的假設(shè)干地區(qū)劃為平安警戒區(qū)。如果天然氣噴流中含有H2S，凡其涉及區(qū)均須劃為平安警戒區(qū)，并嚴格警戒。井場要設(shè)專職平安指揮人員，指揮搶險人員和設(shè)備的運作，未經(jīng)允許，任何人不得進入警戒區(qū)。在劃定的平安警戒區(qū)內(nèi)，任何人(包括當?shù)鼐用?嚴禁動用明火，以防引起天然氣噴流著火或爆炸而損毀設(shè)備，傷及人員，給井噴失控的處理帶來更大的困難。及時與當?shù)卣?lián)系疏散人員，假設(shè)天然氣噴流中含有H2S，人畜均要疏散。凡井場能拖走的設(shè)備如油罐、井場房、鉆具、氧氣瓶等一律脫離危險區(qū)，以免引起油罐、高壓氣瓶的爆炸，同時可為搶險設(shè)備、人員去除障礙并提供場地；凡在井場工作的設(shè)備如拖拉機、水泥車、消防車、吊車、卡車等一律位于上風方向，不許進入下風方向。3.保護井口井口是控制井噴的關(guān)鍵所在，要千方百計保護原有的井口，即使局部損壞了也要保護好未損壞的那一局部，以便在安裝新的井口裝置時有“扎根〞的條件。保護井口應做好：(1)假設(shè)管內(nèi)井噴失控，除采取一般的防火措施外，還應經(jīng)鉆井四通向井內(nèi)注水，并向井口裝置及其周圍澆水，到達潤濕噴流，去除火星的目的，為此應準備充足的水源和供水設(shè)備；(2)清理井口周圍障礙物及撤除已損壞的舊井口時，不能損壞準備要利用的那局部井口。4.防止著火井噴失控一旦著火，會在非常短的時間內(nèi)造成機毀人亡，使事故的處理變得更為困難。因此，對井噴失控的井應盡一切努力防止著火，防止的方法主要是：①加強消防警戒，實行嚴格的用火用電管理，保證危險區(qū)內(nèi)不得產(chǎn)生火星；②連續(xù)向井口內(nèi)外強行注水冷卻。5.井口周圍障礙物的處理無論著火與否，為了保護井口和充分暴露井口，都要去除井口周圍和搶險通道上的障礙物。未著火的井，要考慮著火后處理方便，將鉆臺和井口周圍一切與下步作業(yè)無關(guān)的設(shè)備、工具(如不需要的轉(zhuǎn)盤、大梁、喇叭口、鉆具、卡瓦等)去除干凈。未著火的失控井在去除設(shè)備時要防止產(chǎn)生火星或火花，去除時要大量噴水，同時要使用銅制工具(如銅榔頭、銅撬杠等)。凡含有有毒氣體的未著火的井要注意防毒，防止人員傷亡；假設(shè)有毒氣體含量很高，毒性很強，且在短時間內(nèi)不能有效控制時可考慮點火以減小產(chǎn)生的惡果。著火以后，被燒毀的井架、鉆機提升系統(tǒng)和立在鉆臺上的鉆具等廢物會把井口罩住，使得火焰亂竄。為了暴露、保護井口，給滅火和換裝井口創(chuàng)造有利條件，在滅火之前必須帶火切割，盡量去除掉井口的障礙物。帶火切割去除障礙物，應根據(jù)井場的地理條件、風向，用消防水槍噴射水霧將火壓向某一方向，本著“先易后難、先近后遠、先外后內(nèi)、分段切割、逐步推進〞的原那么，用氧炔焰切割、純氧切割、水力噴砂切割等手段，邊割邊拖，逐步去除。6.壓井措施天然氣從鉆具水眼內(nèi)噴出而環(huán)空不噴，或環(huán)空已經(jīng)控制時：①立即停機停電，防止著火。②用拖拉機拉大繩接帶下旋塞的方鉆桿，并且把地面高壓管線的出口或放空閥翻開，以減小對扣時的天然氣噴流沖擊力。對中穩(wěn)定方鉆桿時，可用四根繩索，一頭固定在方鉆桿上，一頭纏繞井架四角上，拉緊或放松，使方鉆桿與井口鉆桿接頭對中，上好口。③關(guān)閉方鉆桿下旋塞，然后關(guān)閉地面高壓管線的出口或放空閥，再翻開方鉆桿下旋塞。此時失控井噴已經(jīng)得到控制，可按照正常方法實施壓井。鉆桿內(nèi)外都噴，但套管外不噴時：①表層套管下得很淺，且無井控設(shè)備，應立即停機停電，防止著火。用拖拉機拖接方鉆桿，用邊循環(huán)邊加重法壓井，或者準備足夠的高密度或超高密度鉆井液后進行一次性大排量泵入壓井。高密度或超高密度鉆井液至少要比原漿密度高0.30g/cm3以上，以制服井噴為主，即使壓漏地層也在所不惜。②表層套管較深，或者已下技術(shù)套管，但未裝井控裝備或井控裝備已經(jīng)失靈。此時，應立即停機停電，防止著火。然后用拖拉機拖大繩接方鉆桿，方鉆桿接下旋塞，下旋塞下接一短鉆桿，短鉆桿上帶堵塞器，堵塞器外徑和鉆井四通內(nèi)徑或套管內(nèi)徑相同，當方鉆桿與井口鉆具接好后，假設(shè)鉆頭不在井底，可下放鉆具，同時翻開鉆井四通兩側(cè)放噴管線，當堵塞器到達鉆井四通位置或進入套管時即可制止向上的噴流，做到有控制的放噴，然后準備條件壓井。假設(shè)鉆頭在井底，可用拖拉機拖大繩先起出一根鉆桿，然后再用以上方法。③井口鉆具已經(jīng)被噴流刺壞，可用拖拉機拖大繩先起出刺壞的鉆桿，然后接方鉆桿壓井。套管外發(fā)生井噴時：①立即停機停電，防止著火。②立即組織水泥車從上風方向通過鉆桿向井內(nèi)注超高密度鉆井液。③如地表疏松有可能發(fā)生地陷，應派專人監(jiān)視井口周圍及井架情況，禁止人員和設(shè)備進入危險區(qū)工作。④盡快拖走可以拖動的設(shè)備和鉆具，但拖拉機不得進入天然氣活動區(qū)內(nèi)，以免著火。⑤假設(shè)注高密度鉆井液不能制服井噴，可注水泥漿，爭取封死天然氣通道。⑥等待自然停噴，在地層比擬疏松的地區(qū)且裸眼井段較長的情況下，井噴假設(shè)干小時后，由于環(huán)空壓力下降，地層坍塌，堵死環(huán)空，會自然停噴。⑦假設(shè)不能自然停噴，可在危險區(qū)范圍以外的上風方向鉆定向救援井至事故井噴層的位置，采用壓裂方式壓通或定向爆炸方式(兩井距離較近的情況下)炸通，然后用高密度鉆井液壓井。7.滅火方法井噴失控著火，可根據(jù)著火情況采用以下方法撲滅不同程度的天然氣井火災。(1)密集水流滅火法當空氣中水蒸氣含量到達35%時，即可有效阻止天然氣的燃燒；1kg水汽化時能吸收539kcal(2255.2kJ)熱量，還能阻擋外部空氣進入燃燒區(qū)和減少空氣中氧的含量，大量注水和噴射水可同時產(chǎn)生以上效果而把火滅掉。密集水流滅火法即是用足夠的排量，對井口內(nèi)外強行注水，同時向井口上面密集噴水，在集中燃燒的火焰最下部形成一層完整的水層，并逐步向上移動水層，把火焰往上推，將井內(nèi)噴出的天然氣流與火焰切斷，到達滅火的目的。但僅靠密集水流滅火法，其滅火能力較小，其僅適用于小噴量、噴流較集中向上的井。密集水流滅火法不僅可以單獨作為一種滅火方法，而且是其他滅火法的根底，在采用其他滅火法時，還必須同時輔以密集水流才能將天然氣井著火撲滅。(2)突然改變噴流方向滅火法突然改變噴流方向滅火法是在采用密集水流滅火法的同時，突然改變噴流的方向，使噴流和火焰瞬時中斷實現(xiàn)滅火。改變噴流方向可借助特制的遮擋工具或被拆掉的設(shè)備(如轉(zhuǎn)盤等)來實現(xiàn)。突然改變噴流方向滅火法的滅火能力也有限，只適用于中等以下噴量、噴流集中于某一方向的失控井。內(nèi)容總結(jié)

〔1〕天然氣井井噴失控的處理

井噴失控有兩種情況：一種是地下井噴，即噴漏同層或噴漏同存，按照噴漏并存的壓井方法進行壓井可解決

〔2〕搶險組織應分設(shè)方案組、資料組、調(diào)度組、消防組、平安警衛(wèi)組、供水組、物質(zhì)供給組、醫(yī)療救護組、生活保障組、現(xiàn)場施工組(如壓井作業(yè)組等)、搶險突擊隊、地方協(xié)調(diào)組等，并明確各專業(yè)組的職責

〔3〕凡在井場工作的設(shè)備如拖拉機、水泥車、消防車、吊車、卡車等一律位于上風方向，不許進入下風方向

內(nèi)容總結(jié)

（1）天然氣井井噴失控的處理

井噴失控有兩種情況