防喷器,在思想意识、工艺技术、施工措施等方面重视井喷事故的防范工作。
1.基本情况
呼2井是呼图壁气田准噶尔盆地北天山山前拗陷昌吉凹陷呼图壁背斜上的一口重点探井,位于新疆呼图壁县东南方向8Km,完钻井深4634.31m, 套管程序为φ244.5mm套管+φ139.7mm套管,φ139刀nm套管下深为3335.57-4051.77m,该井于1996年6月21日开始试油,某公司126试油队承担试油作业。
2.事故发生经过
1996年8月6日对该井第二层3614-3608m、3597-3594m层段射孔,射孔弹型为YD-127型,采用电缆传输射孔。8月6日18:21第一枪射开3614-3608m层段,19:02第二枪射开3597-3594m层段。19:30提出枪身在准备下测试工具时,井口外溢清水,此时井上工作人员根据情况,决定抢下油管,当下入2柱油管(38.4m)时,外溢量增大,现场人员立即坐好油管挂,在准备抢装采油树时,开始井喷,将下人的2柱油管连同油管挂一起喷出,施工人员已无法靠近井口,19:50呼2井井喷失控。
3.事故处理方案及处理过程
呼2井井喷发生后,现场人员一方面立即将井喷情况向呼图壁县政府报告,另一方面将呼2井井喷失控情况报告给试油处相关领导。呼图壁县政府接到报告后,立即组织交警、公安民兵预备役人员和消防车前往事发地进行警戒；试油处领导接到报告后,立即将情况汇报至上级单位,并立即组织相关抢险人员赶往事发现场。至8月7日2:00,油田相关领导陆续到达,对现场进行勘察后返回呼图壁县同当地政府一起讨论抢险方案。
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1)抢险准备
(1)立即通知呼2井周边5km范围内的居民停炊、停电,并对危险地域人员实行撤离,停炊撤离后群众的生活实行统一供应。
(2)立即调集克拉玛依消防大队7辆消防车和一辆消防指挥车,要求配备具有丰富油田灭火经验的消防队员,同时调集10辆2O方水罐车备消防用水、2台30t吊车、3台推土机牵引车。
(3)从呼2井附近征集一口水井,采用发电机发电抽水,保证消防用水。 (4)分别成立井喷前线抢险小组和后勤抢险小组。前线抢险小组负责制定抢险方案和组织实施；后勤抢险小组负责抢险物资的组织供应,并无条件地服从现场对抢险物资的需要。
(5)立即调集抢险物资和抢险人员防护用品。 (6)立即调集具有丰富经验的抢险人员。 2)抢险方案
(1)清理井场,为抢装井口清除障碍。①人工将井场内的4700m油管搬E离井场；②由于井喷时井架游动滑车处于吊起状态,井内喷出的强大气流冲击游动滑车来回摆动,为防止抢险安装井口时吊车与游动滑车碰撞产生危险,需将游动滑车吊离井口,因此,方案决定先在试油井架内侧全部绑上木板,再在游动滑车上拴上2条棕绳,用30t吊车吊住游动滑车后,通过人工拉拽棕绳使游动滑车紧靠井架内侧木板,另外一组抢险队员将通井机滚筒上钢丝绳全部拉出,然后吊车慢慢下放,游动滑车紧靠术板滑下后将游动滑车和钢丝绳一起吊离井口；③将采油树、液压钳等吊离井口；④将井口圆井上盖的环形钢板撤离,铺上木板后,再在木板上铺上毛毡。
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(2)为防止装好防喷器后井口关井压力过高,套管两侧分别用φ73mm油管接出一条放喷管线,并用水泥墩固定。
(3)抢装井口防喷器方案。经过现场抢险领导小组讨论,决定采用井口抢装防喷器控制井喷。由于还不知道地层的真实压力,钻井液密度偏高,当时试油处只有35MPa试油防喷器,因此决定在套管四通上安装钻井用70MPa远程液控双闸板防喷器,35MPa双闸板试油防喷器作为后备方案。
①将采油树钢圈用强力胶粘接在防喷器底法兰钢圈槽内；
②在防喷器上拴4条棕绳,每条绳派10名抢险队员,分4个方向在防喷器吊起后紧紧拉住,减小因气流冲击而使防喷器产生的摆动；
③在防喷器上用钢丝绳打上绳套,将2只吊环固定在防喷器上,用于吊车起吊防喷器；
④在防喷器上拴上4条钢丝绳,分别从防喷器底法兰螺孔内穿过,再穿过套管四通上法兰对应螺孔,前面2条钢丝绳从套管闸阀下绕过,固定于停放在后井场的牵引车上,后面2条钢丝绳从套管闸阀下绕过,固定于停放在前井场的牵引车上；
⑤在防喷器底法兰对角螺孔内穿上2只螺杆,并将螺帽和其余螺杆准备好；
⑥在一切准备工作就绪后,打开套管放喷闸阀,吊车从气柱侧面起吊防喷器,同时地面人员通过棕绳紧紧拉住防喷器,待防喷器吊至3-4m高时,停止起吊,缓慢将防喷器平移至使防喷器通孔对准气柱的位臵,然后缓慢下放,同时启动2台牵引车,通过钢丝绳强行下拉防喷器,使防喷器慢慢下移至井口,待气柱全部通过防喷器喷出后,井口人员缓慢转动防喷器,使防喷器上
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粘结钢圈就位及两只螺杆穿过套管四通螺孔后,立即在其余空螺孔内穿上螺杆并将螺帽上紧,然后牵引车慢慢松开钢丝绳,抢险队员立即将钢丝绳解除并从螺孔抽掉,穿上所有螺杆上紧所有螺帽,确保防喷器和套管四通连接紧密无泄漏,然后关闭防喷器全封闸板；
⑦防喷器关闭后,在吊车的配合下,立即在防喷器上安装采油树观察井口压力。
(4)由于抢险过程中消防用水是以10辆水罐车同时供应7台消防车,因此施工中以20min为一个抢险周期,当罐车水即将用完时,现场指挥人员立即发出指令,通知井口人员撤离,待消防用水全部到位后,再下令继续抢险。
(5)在井口及井场有人进行抢险施工时,消防车立即向要害部位喷水。 (6)由于井喷喷势巨大,井口处于相对负压状态,并且气流声巨大,因此抢险人员必须佩带好防护用品,现场抢险指令由总指挥以书面方式发出。
(7)现场所有抢险工作必须统一指挥,没有总指挥的指令,任何人不能擅自行动。
(8)抢险施工避免在夜间进行。
(9)派专人观察风向,确定关闭防喷器和放喷点火时机。 3)抢险施工
至8月7日早上,经现场抢险小组讨论,初步制定出抢险方案,并立即通知组织7OMPa双闸板防喷器,同时消防车、消防水罐车、吊车等设备陆续到位。至8月7日晚,在消防车、吊车等的配合下将游动滑车、采油树等妨碍抢险的设备吊离井口,抢险物资及抢险人员也相继就位,并对抢险方案进一步论证细化。
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8月9日在消防车的配合下,人工将井场内的4700m油管搬离井场,在准备投入抢装防喷器时,发现钻井用70MPa液控双闸板防喷器螺孔距和套管四通螺孔距不一致,抢装钻井用防喷器方案暂停。经现场抢险小组讨论研究,决定抢装35MPa试油双闸板防喷器控制井喷,并立即协调组织防喷器。
8月10日,35MPa试油双闸板防喷器运送到现场后,至14:30一切准备工作就绪,现场抢险总指挥发出指令,抢装井口防喷器工作开始。7台消防车立即向井口和各危险部位喷水,30t吊车缓慢起吊防喷器,从防喷器上拉出的4根棕绳由每组10人紧紧拉住,待防喷器起吊至距井口3-4m时,吊车起吊臂缓慢移动,将防喷器平移至气柱正上方,按照既定方案,牵引车启动,配合吊车下拉防喷器。至10日19:10,经过现场抢险人员集体奋战,顺利制服了呼2井井喷,安装好了防喷器和采油树,并放喷点火成功。
4事故原因分析理
(l)该地区在勘探方面,在呼2井以前尚未取得重大突破,加上在钻井过程中该井段使用的钻井液密度达1.27-1.31g/cm3,而该井地层压力系数在0.97左右,造成钻井、录井过程中地层无任何油气显示,没有引起重视。
(2)射孔方式存在问题。对气井应采用过油管或油管传输射孔方式进行射孔,而该井因在钻井过程中无任何油气显示,只是发生过井漏,给选择射孔方式带来一定误导。
(3)现场施工人员经验不足,未能做好预先的防喷准备,未能意识到气井井喷的突发性,特别是该层在后来试油过程中获日产788162m3气量的情况下,其思路还是先抢下油管,再装采油树,在一定程度上延误了控制井喷的最佳时机。
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