普光地区高硫气井钻探(讲课)

西南地区高含硫气井安全钻井技术 内容提要 概 述 硫化氢的性质及危害 井控难点 主要措施 存在问题 几点建议 普光构造位于川东北大巴山南麓的宣汉县境内。于 1999年展开规模勘探。 2003年，普光 1井钻探取得重大突破，喜获高产工业气流。 2004年，普光 2井、普光 4井相继获得高产气流。含气面积 方公里 。 概 述 该地区地质条件复杂，钻井难度大；产层埋藏深，气层压力高、富含硫化氢，硫化氢浓度普遍在 200 g/光 4井硫化氢浓度高达275 g/人体在含硫化氢空气条件下暴露工作的最高限度（ 20 mg/ 13000多倍，钻井风险非常大。中原钻井通过几年来的艰苦努力，不断探索，克服了重重困难，实现了安全钻井，先后完成井 4口，正钻井 3口。 普光地区完成井统计 说明： 2003年 11月 23日井喷失控 、死亡 243人的罗家 16 硫化氢含量为 151g/井距普光地区直线距离不到 30公里 。 井号 完钻井深 (m) 钻井周期 （天） 硫化氢浓度（ g/ 普光 1 5700 光 2 5353 光 3 6110 测试 普光 4 6112 75 普光 7井 普光 1井 普光 2井 普光 4井 普光 3井 3 黄金镇 1 7 4 2 6 5 普光镇 1. 硫化氢理化性质 硫化氢为无色 、 剧毒 、 酸性气体；臭鸡蛋味；相对密度 在空气中燃烧；可容于水 、 乙醇 、甘油等；硫化氢溶点为 ,沸点为 ；当硫化氢与空气或氧气混合到一定比例 （ 46%） , 会引起爆炸 。 一、硫化氢的性质及危害 2. 不同浓度的硫化氢气体对人体的影响 浓度 （ mg/ 对人体的影响 1 有明显难闻的气体味道 15 暴露工作 8小时尚安全 20 暴露工作的最高限度 150 2喉肿痛、头痛、恶心 300 很快失去知觉、眼痛、喉咙痛 450 立刻危及生命和健康的暴露值 750 失去理智和平衡能力，呼吸困难，必须作人工呼吸 1050 立刻神志不清，大、小便失禁，如不立刻抢救会导致死亡 1500 知觉立刻丧失，如不立即抢救会导致死亡或造成大脑的永久性损伤 硫化氢气体浓度及其对人体的影响 1 1.5 mg/ （ 1） 加大了钻井施工的风险 ; （ 2） 对钻杆 、 套管 、 井口装置 、 井下工具等腐蚀严重； （ 3） 对钻井液造成污染 。 3. 硫化氢对钻井施工的影响 二、井控难点 1、西南地区气藏压力普遍较高，井控装备的压力级别要求高。 2、气体上窜速度快，井控时间紧迫，对设备气密封性能要求高。 3、产层富含 开 1井含量 10500光 1井含量 124000家井 00666。 4、地层压力预报不准确，井身结构难以合理选择，给井控作业带来极大风险。 毛开 1井设计密度与实际密度对比表 井 深 (m) 密 度 (g/ 井 深 (m) 密 度 (g/设 计 实 际 设 计 实 际 5006 600 100 5 2700 244 800 256 000 261 200 306 300 322 400 345 500 378 (二开中完下技套 ) 3600 378 700 394 3800 408 3900 436 000 445 4058(三开中完 ) 480 200 500 400 600 4660 毛开 1井设计密度与实际密度对比图 实际密度 设计密度 2000 2500 3000 3500 4000 4660 井深 ( m ) 5、普光地区受井场地形地貌、人口密集等条件限制，落实标准困难。 6、钻具强度与抗硫性能的矛盾还没解决。 7、对付大漏的手段有限，一旦钻遇大的裂缝、溶洞 , 形成大漏，易造成危险局面。 8、远离后勤基地，运输、物资供应、消防急救等能力有限。 9、在高含硫地区钻井，井控装备、井口装置的压力级别，钻具、井下工具、套管的抗硫性能及硫化氢监测仪器、防护设备的配套等要求条件高、投资大，与现有钻井成本的矛盾突出。 （ 1）根据地层压力合理选择钻井液密度； （ 2）严格执行操作规程； （ 3）提高钻井液的脱气性能，使用好真空除气器。 （ 4）加强随钻压力监测及预测； （ 5）发现异常情况 ,及时停钻循环观察； （ 6）加强液面观察，做好防漏堵漏准备。 源头上防止硫化氢的侵害 三、主要措施 2. 井控装备的配套 、 安装和试压 （ 1）选择合理的井身结构和套管强度； （ 2）选用与最高地层压力相匹配的井控装置； （ 3）更换与套管直径相匹配的闸板芯子或使用变径闸板； （ 4）安装剪切闸板防喷器； （ 5）使用双四通，放喷管线不少于四条，接出距井口 100 13 3/8*9 5/8 套管头 剪切闸板 ) 2半封及全封 ) 3 3/8套管 9 5/8套管 套管头 配 合 法兰 20套管 普光 7三开井口装置示意图 （ 6）使用标准的液气分离器，排气管线直径符合要求，接出距井口 100炬出口高度合适，固定牢固。 （ 7）至少保证两种有效点火方式 . （ 8）使用标准的抗硫放喷管线，采用法兰连接，拐弯处使用 120 。 （ 9）节流管汇至少有一侧为远控液动节流阀； （ 10）配齐方钻杆上下旋塞等内防喷工具，并备用一根带有回压凡尔的钻杆； （ 11）安装、使用好真空除气器； （ 12）按标准配备循环加重系统。至少有由两套以上电动混合加重漏斗，配备自动下料罐，储备足够量的压井液。 （ 13）严格进行井控装置试压。使用带有自动记录仪的试压装置，由专职试压队进行试压。试压合格后由三方签字认可。 （ 1）严格落实坐岗观察制度； （ 2）配备坐岗房及相关工具； （ 3）配备钻井液液面监测仪和报警器； （ 4）利用钻井参数、综合录井参数，及时分析井下情况； （ 5）钻开气层后，起、下钻要测量后效，油气上窜速度控制在 10 m/ （ 6）进行防喷演习，熟练掌握关井操作程序。做到早期发现（溢流 1 班自为战，及时关井（ 2 及时处理。 时发现溢流，快速控制井口 （ 1） 按标准配备硫化氢监测仪器和防护器具； （ 2） 配备固定式硫化氢监测系统 。监测传感器分别安装在圆井 、 喇叭口 、 钻台上司钻操作处 、 钻井液架空槽出口 、 循环罐等附近位置； （ 3） 井场工作人员每人配备一台便携式硫化氢监测仪； （ 4） 井场作业人员每人配备一套正压式呼吸器 ， 另配 3 （ 5） 井队配备充气机 （ 双电源 ） ； （ 6） 固定式 、 便携式检测仪应具有声光报警功能；井架上安装高音量报警器 。 （ 7）监测设备、仪器要定期进行鉴定。 （ 8）在井架等位置安装风向标； （ 9）钻台上下、循环罐等气体易聚集的场所，安装防爆排风扇； （ 10）油田、钻井公司及钻井队分别制定不同级别的防硫化氢应急方案； （ 11）井队副司钻以上岗位人员必须取得井控操作证，加强对井队全员的硫化氢防护知识、急救常识培训； （ 12）钻开含硫气层前加入除硫剂和缓蚀剂，调整钻井液的 （ 13）采用屏蔽暂堵技术，保护好油气层； （ 14）定期进行井控安全检查和井控标准宣贯。 四、 几点建议及要求 化氢防护应急中心。 全、环保、技术的投入。 洞地层恶性漏失预防及处理技术的研究。 5开展硫化氢随钻监测工艺技术研究，实现早期发现，及时采取措施。 6、全面贯彻落实标准， 7、管具处要加强西南地区的井控力量，要具备封井器回厂检验、试压、转井送井的能力。 8、全面推广应用法兰联接的专用放喷管线。 9、全面推广使用泥浆加重自动下灰装置。 10、必须使用封井器试压自动记录仪。 11、逐步淘汰自制的老式液面报警器，推广应用数字式液面监测仪。 12、逐步推广应用自动灌浆装置和关井后防提断装置。 13、建立西南地区信息网络系统，实时传送现场信息。 14、统一制定应急预案格式。 五 、 西南井控大事记 1、 一月初 ， 中石化油田部 、 安全局领导来川东地区进行安全检查 ， 局安全处 、 西南项目部领导陪同对我局在川东施工的井队进行了检查 。 2、 一月下旬 ， 集团公司牟书令副总裁到川东地区进行安全检查 ,孙局长陪同对我局施工的川高 561井 、 毛开 1井 、 普光 2井进行了检查 。 3、三月上旬，集团公司安全督查组来我局毛开 1井进行安全工作大检查。 4、三月中旬，石油钻标委在成都召开 5087 5964 宣贯会议，中石油、中石化、中海油共200多人参加。我局钻井处、技术安全处、地质院钻井设计室、西南部分施工单位人员参加了会议。会后，西南项目部组织与会人员到西南的 13个钻井队进行了宣贯。 5、七月上旬孙局长带领有关处室和钻井公司的领导，在成都吐哈宾馆主持召开了 “ 中原油田西南高含硫地区钻井安全会 ” 。会后进行了井控安全检查。 6、八月中旬，集团公司安全督查组来毛开 1井进行安全复查。 7、十一月底西南石油局