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“12.23”井喷事故


“12.23”井喷事故
1.基本情况 罗家 16H 井是川渝东部地区高陡构造上的第一口水平井, 也是中国石油天然 气集团公司重点科技攻关项目的试验井。 该井由某钻探公司川钻 12 队承钻。 2003 年 12 月 23 日 2:29 钻至井深 4049.68m,层位为飞仙关,21:55 在起钻过程中发 生强烈井喷,进而发生井喷失控,造成井场周边居民硫化氢中毒,导致 24

3 人死 亡,是一次特大井喷事故。 (1)项目投资方:中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司川东北气 矿。 (2)构造位臵:四川盆地温泉井构造带东段罗家寨潜服构造高桥高点附近。 (3)地理位臵:重庆市开县高桥镇小阳村 1 组(与罗家 2 井同井场,距罗家 2 井井口 3.8m)。 (4)设计井深:垂深 3410m,斜深 4289m。 (5)井别:开发井。 井型:水平井(水平段长 700m)。目的层:飞三、飞一。 (6)开钻时间:2003 年 5 月 23 日。 (7)φ244.5mm 套管下至井深 2479m。 (8)发生事故时的作业方式:起钻作业。 (9)事故时间:2003 年 12 月 23 日 21:55 分。 (10)事故地点:罗家 16H 井。 (11)事故发生时的天气情况:夜间大雾、风速为零(据开县气象局资料)。 (12)事故后果:硫化氢中毒造成 243 人死亡。 2.事故发生经过 2003 年 12 月 23 日 2:29, 用密度为 1.43g/cm3、粘度为 63s 的钻井液钻至井 深 4049.68m,层位为飞仙关,设计钻井液密度为 1.37-1.45g/cm3。 2:29-3:30 循环钻井液; 3:30-12:00 起钻至井深 1948m; 12:00-6:20 调校顶驱滑轨; 16:20-21:51 继续起钻至井深 209.31m; 21:51-21:54 发现溢流 1.1m3; 21:55 发出警报,并立即下放钻具(当时钻具已起至钻台面以上 20m 左右), 同时发现钻井液从钻杆水眼内和环空喷出,喷高 5-10m,钻具上顶 2m 左右,大 方瓦飞出转盘,不能坐吊卡,无法抢接回压阀,发生井喷; 21:55-2l:59 关球形防喷器和半封防喷器,钻杆内喷势增大,液、气一起喷 至二层平台; 21:59-22:08 立即抢接顶驱,由于钻杆内喷出的液气柱强烈冲击,抢接顶驱 不成功,钻具上顶撞击顶驱着火; 22:08-22:10 关全封防喷器,顶驱火自灭,钻杆内失控。 3.事故处理经过 12 月 27 日 8:00,马富才总经理、苏树林副总经理亲临一线指挥,由中国石

油天然气集团公司、四川石油管理局、西南油气田分公司的 14 名专家及技术人 员组成的前线总指挥部,和 75 名抢险队员组成的 10 个抢险施工组共 89 人,进 入罗家 16H 井井场,并在高桥设立二线指挥部。 8:00-9:36 压井施工准备,3 条放喷管线放喷,井口压力为 13MPa; 9:36-10:15 用 3 台压裂车向井内注密度为 1.85-2.0g/cm3 的压井液 182.9m3, 井口施工压力最高达 48Mpa; 10:15-10:45 用 2 台钻井泵注入浓度为 10%、密度为 1.50g/cm3 的桥塞钻井 液 27m3; 10:45-11:00 用 1 台压裂车向井内注密度为 1.85-2.0g/cm3 的压井液 20m3, 压井成功; 1l:00-24:00 处理井漏,吊灌钻井液; 12 月 28 日-30 日下钻通井,处理钻井液,准备打捞井下钻具。 4.事故原因分析 (1)罗家 16H 井储层暴露段长,且钻遇了高丰度、不均质、裂缝发育的异常 带。该井储层已暴露段长达 414.68m,是同井场罗家 2 井储层暴露段长度的 10 余倍;碳酸盐岩地层储层不均质,井底有 1lm 钻时快,说明钻遇了高丰度、不均 质、裂缝发育异常带,因此,该井气侵量比直井大得多,天然气上窜速度也比直 井更迅猛,导致该井从发现溢流 1.1m3 到关井仅 8min,井口便出现强烈喷势。 (2)高含硫、高产量天然气水平井钻井工艺不成熟。该井为川东地区重点气 藏飞仙关实施长段水平井钻井的科学试验井,水平段已钻长度达 414.68m,尽管 钻井液密度(1.43g/m3)已接近设计要求的上限(设计密度为 1.37-1.45g/m3),但 在直井钻井中能够保证压稳的液柱压力附加值能否在长段水平井钻井中确保压 稳气层,尚属天然气水平井钻井工艺需要探索的内容。 (3)起钻前循环观察时间不够。钻进排量为 24-26L/s,从井底循环至地面需 要的迟到时间为 71-77min,实际上,从井深 4048.56m 钻进至 4049.68m,中间间 断循环时间为 41min, 钻进至 4049.68m 后到起钻前连续循环时间是 32min,起钻 前循环观察时间不够,未能及时发现气侵溢流显示。 (4)钻井队在起钻过程中灌钻井液不及时、灌入量欠缺。按照规定,每起钻 3-5 柱钻杆必须灌满一次钻井液,该井在高产气层段钻井,应该每起 3 柱灌满一 次钻井液,但实际起钻中,多次起 5 柱以上才灌一次钻井液,间隔最长的达起 9 柱才灌一次钻井液,致使井内液柱压力降低。同时由于钻杆内喷钻井液,灌入量 未随之调整,因而灌入量不够,进一步降低了液柱压力。 (5)由于使用 MWD 无线随钻测斜仪, 钻具中安装的回压阀影响无线随钻测斜, 于是钻采院定向井现场施工技术人员决定拆除钻具中安装的回压阀, 12 月 21 日, 井队按照钻采院定向井现场施工技术人员的指令,拆除了回压阀。因此,在这次 井喷来势凶猛的紧急情况下实现不了对钻具内井喷的控制。 (6)在起钻至立柱的第 3 根单根的母接头时发生井喷,司钻立即下放立柱到 第 2 个单根中部位臵时,因喷势凶猛,将大方瓦冲出转盘面,钻具被上顶 2m 左 右,实现不了抢接回压阀,紧急情况下井队力图抢接顶驱,又因井口及钻杆内喷 钻井液至二层平台以上,将顶驱冲得无法对准上部钻杆接头,抢接顶驱无效。随 后因钻具上冲撞击顶驱而着火, 井队被迫采取关全封防喷器的办法试图将钻杆剪

断,以达到控制井口的目的,但钻具未被剪断,结果导致井喷失控。 (7)本次事故出现重大人员伤亡的原因是: ①井场所处地理环境复杂, 是造成大量人员硫化氢中毒伤亡的重要原因。罗 家 16H 井所处位臵正处于山区丘陵低凹地带,四周为山,沟壑相间,强烈井喷过 程中喷出了大量硫化氢, 在有浓雾和风速为零的情况下,空气中的硫化氢不易散 开,浓度迅速增高,同时,井场周围的村民居住区处于空气中硫化氢浓度较高的 低洼地带,硫化氢不断下沉,使附近的村民逃生时间不够,中毒几率增大。 ②井喷失控发生在夜晚, 村民大都已经休息,这不仅造成部分村民来不及逃 生,同时也增大了疏散搜救工作的难度。 (8)井队基础管理工作存在薄弱环节,井控意识不强,队伍管理有漏洞,井 喷失控后的应急处理能力差。 5.事故教训及防范措施 (1)应进一步认识高含硫地区钻井井控问题的特殊性和复杂性,针对高含硫 地区水平井钻井, 补充和完善相关的操作规程和管理制度,针对单井制定详细的 井控安全预案。在管理上深入查找漏洞,建立高效的运行机制和管理体系。 (2)严格执行以安全生产责任制为中心的各项安全管理制度,特别是要认真 贯彻落实井控安全管理制度,加强监督管理。 (3)对重点工程项目,如长段水平井工艺,要及时组织总结、科学分析、技 术培训,边干边学、不断成熟,但首先要把安全放在第—位。 (4)对危及安全生产的重大环节不但用制度约束,而且在安全检查中必须作 为重点,给予认真监督落实。 (5)要进一步健全和完善井控管理规章制度,重点要针对井喷及井喷失控时 的放喷点火问题制定应急预案,明确职责,加强预控,确保井控安全管理工作不 留漏洞。 (6)增加对井控安全设施的投入,尽快添臵适合高含硫地区的剪切闸板防喷 器及其它一些重要安全设施。 (7)加强基层队伍建设,配好钻井队领导班子,充实一线技术力量,开展岗 位技能培训,增强安全和井控意识,强化对干部职工“三老四严”和岗位责任心 的教育。 (8)认真贯彻落实《安全生产法》 ,进一步完善各级事故应急救援预案系统, 将施工现场存在的危险、 危害因素要告知当地政府,配合地方政府落实好应急预 案,着重做好探井,高压、高含硫、特殊工艺重点井突发事故应急预案的布控修 订和完善工作。 (9)强化 HSE 管理,增强体系运行的有效性和实用性,不断深化 HSE 管理, 按照中国石油天然气集团公司 HSE 管理的战略思想, 全面提升公司的 HSE 管理水 平。 (10)处理好安全与效益、 开拓市场与增加投入的关系,增加对井控设施的投 入, 购臵适合高含硫地区的剪切闸板防喷器及其它配套安全设施,进一步提高井 控工作的本质安全。


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