川东北地区高含硫油气井钻井安全管理

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1、川东北地区高含硫油气井钻井安全管理摘要：川东地区主要以产天然气为主，普遍存在的高压、高含硫、气层埋藏深的特点，石油钻井井控技术工作的难度之大，堪称中国陆上油气钻井施工风险之最。硫化氢是一种无色、剧毒、强酸性气体，一旦出现井喷失控硫化氢泄露，将造成不可估量的损失。关键词：川东北；高含硫；钻井；安全管理中图分类号：TE2文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）18-0040-021含硫油气田简介及国内外井喷事故情况1.1含硫化氢气田情况简介世界各大产油国几乎都有含硫化氢气藏，据统计，美国南得克萨斯气田的硫化氢含量高达98%，加拿大阿尔伯达的气田硫化氢含量为81%，如川东卧龙河

2、气田三迭系气藏最高硫化氢含量达32%（493g/m3），河北赵南庄气田硫化氢含量达92%。含硫化氢气藏的开发已成为天然气开采的重要组成部分。1.2国内外含硫化氢气田井喷事故情况10美国得克萨斯州是含硫气井较多的地区，迄今为止共发生井喷事故1206起，含硫气井事故96起，死亡144人，受伤16人。近10年来，克萨斯州共发生井喷事故218起，其中含硫化氢气田的事故28起，占事故总数的12.8%，因此受伤的人数为28人，死亡3人。2003年施工的位于四川开县罗家16H井井喷时硫化氢含量高于正常值6000倍，造成死亡243人，2142人住院治疗、9万余人被紧急疏散。2川东北地质特点及含硫气井特

3、点川东北地区气藏压力高，普遍含有硫化氢，一般含量为1%-2%，有的甚至高达16%，普光地区油气组份中，硫化氢气体的平均百分比浓度为16%，有些井含量高达260g/m3以上。2.1川东北地区地质特点川东北地区油气储层埋藏深，以海相为目的层的油气井井深在5000-6500m；主要目的海相地层普遍含有硫化氢。以裂缝型、孔隙型和溶洞型气藏为主，缝间连通性较好。井喷、井漏频繁，喷漏同层，地层压力窗口窄等是该地区安全钻井面临的诸多难题。2.2川东北地区含硫气井的特点①超高压含硫气井地层压力达120MPa。②储层埋藏深，井深一般大于5500m。③地层温度大多数超过150℃。④普遍含硫化氢。⑤地层压力

4、敏感性特别强。10不同地层压力的层间压力敏感性强，即在钻井中同一裸眼段的不同储层中储层压力系数差异大，会出现上漏下喷或上喷下漏的情况。同层压力敏感性强，由于下部高压产层对压力极为敏感，钻井液密度稍有下降就会出现井涌，而钻井液密度稍微提高就会出现井漏。2.3硫化氢特性及危害2.3.1硫化氢特性硫化氢是一种无色、剧毒、强酸性气体，具有臭蛋气味。较空气重，熔点-82.9℃，沸点-61.8℃，易溶于水，亦溶于醇类、石油溶剂和原油中。硫化氢燃点260℃，燃烧时呈蓝色火焰，产生有毒的二氧化硫。可爆范围：空气中蒸汽体积分数4.3％～46％。安全临界浓度为20mg/m3。2.3.2硫化氢的危害①硫化氢

5、的毒性较一氧化碳大5-6倍，几乎与氰同样剧毒。②硫化氢对金属材料的氢脆腐。③硫化氢能加速非金属材料的老化。④硫化氢污染钻井液，造成成本增加，并给施工安全带来威胁。3川东北高含硫油气井钻井安全管理的现状、存在的问题10川东北探区目前勘探程度不高，大多是探井或评价井，钻井实施过程中，往往出现实钻与地质预测压力出入较大的情况，含硫化氢浓度高，井控安全风险大，加之川东北工区还存在地理环境恶劣、居民分布多而零散的特点，而且每口井不仅仅地面都有不同的特殊情况，地下情况也有较大差别，一个井场往往受道路限制给应急疏散和抢险工作带来较大难度。主要有以下四个方面：3.1井控管理工作还有待进一步提高从川东北

6、工区现场抽查的基层队伍均是在重点井或关键工序施工的队伍，井控管理工作还有薄弱环节，钻井队司钻都对防喷演习的“四七”动作不够熟悉，甚至在演练时井控通道设置错误；部分技术人员对在何种情况下需要计算油气上返速度掌握不够全面；在实施负压钻进时，未制定特殊作业下的技术和安全措施方案。3.2应急管理工作存在不足应急中心编制的单井应急预案没有根据事故级别明确资源配置数量，没有明确地方应急资源需求处置程序，对警戒和疏散居民处置程序不明确、不具体；钻井队应急预案风险区居民统计资料不详细，没有确认村组疏散预案的可行性。3.3设计、施工和监管工作存在薄弱环节一是对探井的地质设计误差较大。给施工带来极大井控安

7、全风险。二是对钻开气层验收工作不完善。目前川东北元坝工区已探明7个层位的气体显示，甲方都只对海相主力气层开展钻开气层前的验收工作。3.4部分单位井控设备管理和资料管理还需要完善10钻井队和试气队的设备配套已满足川东北工区的要求，但个别设备没有按要求管理，使用试气封井器和采气树均没有按标准要求做到在现场安装前进行气密检验。部分设备的使用和管理仍还不够精细，个别单位的资料管理也还需完善，主要表现在原始资料记录上不是很规范，值班记录无正规记录本，采取