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井下作业安全生产知识 作业监督中心 一 基本概念 三高 油气井定义 高压油气井 是指以地质设计提供的地层压力为依据 当地层流体充满井筒时 预测井口关井压力可能达到或超过35MPa的井 高硫油气井 是指地层天然气中硫化氢含量高于150mg m3 100ppm 的井 高危地区油气井 是指在井口周围500m范围内有村庄 学校 医院 工厂 集市等人员集聚场所 油库 炸药库等易燃易爆物品存放点 地面水资源及工业 农业 国防设施 包括开采地下资源的作业坑道 或位于江河 湖泊 滩海和海上的含有硫化氢 地层天然气中硫化氢含量高于15mg m3 或一氧化碳等有毒有害气体的井 两浅井 定义 即浅层气井 浅井 当前世界上还没有一个按照井的深度分类的统一标准 我国有关修井作业专家会议及部门的一致看法是 井深在500 1000米范围内为浅井 1000 2500米范围内为中深井 2500 4000米范围内为深井 4000米以上为超深井 井控相关基本概念 井侵 当地层孔隙压力大于井底压力时 地层孔隙中的流体 油 气 水 将侵入井内 通常称为井侵 井控相关基本概念 溢流 当井侵发生后 井口返出的钻井液的量比泵入的钻井液量多 停泵后钻井液自动外溢 这种现象称之为溢流 井控相关基本概念 井涌 溢流进一步发展 钻井液涌出井口的现象称之为井涌 井控相关基本概念 井喷 地层孔隙度压力高于井底压力 地层流体 油 气 水 无控制地涌入井筒 喷出转盘面 井口 2米以上的现象称为井喷 井控相关基本概念 井喷失控 井喷发生后 无法用常规方法控制井口而出现敞喷的现象称为井喷失控 井控分级 一次井控 仅用修井液液柱压力就能平衡地层压力的控制 二次井控 是指仅靠修井液柱压力不能控制住地层压力 井内失去平衡 地层流体侵入井内 井口出现溢流 井涌等现象 这时候需要关闭地面井控装备建立的回压和井内液柱压力共同平衡地层压力 依靠井控技术排除气侵修井液 处理掉溢流 恢复井内压力平衡 使之重新达到一次井控状态 三次井控 当二次井控失效后 所采取的各种紧急措施 积极井控 理念 为了把井控管理工作不断引向深入 向纵深发展 集团公司在2007年中油工程字 2007 472号 关于进一步加强井控管理工作的通知 中提出了 积极井控 理念 这是一个全新的概念 既是对井控和井控管理工作内涵的科学的 全面的高度概括 又是对井控工作的具体指导 所谓 积极井控 是以实用 可靠的井控设备为基础 以周密 完善和执行到位的井控措施为保证 做到既保证井控安全 又能及时发现和保护油气层 使井控成为保护油气层 提高单井产量的重要手段 成为开展水平 欠平衡钻井以及提速的重要保障 二 井喷失控事故危害巨大 大港王15 33井井喷着火1990年10月钻进过程中发生井喷 井喷后 井架倒塌 在后来的井喷中 着火 主要原因是地质预告不准 没有给出地层压力系数 三开只钻进59 27m就发生严重井漏 处理井漏造成井喷 不装防喷器也是造成井喷失控的主要原因 玉门窿5井井喷着火2000年12月19日 测井过程中发生的井喷着火事故 井场设备全部烧毁 造成轻重伤员17人 其中1人抢救无效死亡 1人失踪 灭火清理井场时在泥浆加重台处发现已死亡 主要原因是测井时间太长 没有及时通井 造成卡测井仪器 处理事故时造成事故复杂化 打捞电缆过程中没能及时通井 处理事故心情过急 急于求成 经验不足 使电缆拧成团 遇卡上提抽吸造成流体进入井筒 致使处理卡钻过程中发生井喷 塔里木迪那2井井喷失控事故2001年4月 在钻进过程中发生溢流 压井处理过程中 手动节流阀一侧爆裂起火 火势最后漫延至钻台 绞车钢丝绳烧断 大钩游车砸断压井管线 天然气从钻具内直喷着火 井架从半腰中烧倒 塔里木油田塔中823井井喷事故本井属于原钻机试油 在完成射孔 酸压 排液 压井后 2005年12月26日7 07 拆井口换装采油树的过程中发生井喷失控 实际测量硫化氢浓度14834ppm 12月30日压井成功解除事故 冀东油田庙101 P10井井喷事故2005年12月30日20 30 冀东油田M101 P10井进行封层补孔 下防落物管柱作业过程中 发生井喷事故 12月31日7 28事故解除 罗家2井天然气泄漏事件2006年3月25日 四川油气田罗家2井在二次完井作业中发生井漏 天然气窜至与罗家2井同井场的罗家注1井 并通过断层泄漏到地表 致使当地群众13860人疏散 社会影响大 4月6日压井封堵成功 排除了险情 以上事故 可以得出以下结论 一是引发井喷事故的根本原因是现场执行力差 井控措施落实不到位 二是造成事故复杂化的主要原因是井控技能差 现场处置措施不当 三是井控事故几乎全部是天然气井喷 四是总体上钻井井喷事故多于井下作业井喷事故 相关图片 三 血的教训 12 23 井喷事故 2003年12月23日 四川石油管理局川东北气矿罗家16H井发生了一起特大井喷失控事故 事故导致243人因硫化氢中毒死亡 2142人因硫化氢中毒住院治疗 65000人被紧急疏散安置 直接经济损失6432 31万元 罗家16H井是四川石油管理局川钻12队在重庆市开县高桥镇小阳村境内承钻的一口天然气开发水平井 井喷 该井设计井深4322米 水平井段700米 12月23日晚21 55分 井深4049 68米 当提钻至195 31米时 发现溢流 22 03分 井喷失控 混有H2S毒气的天然气喷出井口30米 24日15时 井喷 得到初步控制 16时放喷管线实施点火 空气中H2S体浓度逐渐降低 27日11时左右 罗家16H井井喷压井封堵宣布成功 疏散 23日22时30分 井场外围人员及周边群众开始疏散 23日24时 井队人员全部撤离井场 25日晚 事发地方圆5公里内的群众被疏散到安全地带 营救 12月25日早晨6时 公安部门落实进入高桥镇小阳村 高旺村两个重灾区开展搜救工作的线路及程序 12月25日 胡锦涛 温家宝 黄菊等同志作出重要批示 要求地方和有关部门全力搜救中毒和遇难人员 防止有毒气体继续扩散 尽量减少伤亡 组织疏散周围群众 安排好群众生活 做好善后工作 同时派出以国务委员兼国务院秘书长华建敏为组长的工作组赶赴现场 组织抢险救灾 工作组当天下午赶赴现场 25日18时40分 发现191人死亡 25日19时10分左右 国家安全生产监督局组成的调查组抵达开县 12月26日早晨 80个搜救小组开始新一轮拉网式搜救 善后处理 2004年1月8日 12 23 特大井喷事故遇难者善后赔偿基本结束 1月9日 12 23 井喷事故6名涉嫌责任事故者被公安部门采取强制措施 1月10日 重庆开县为井喷死难者立碑并开追悼会 举行灾后重建动员大会 事故责任追究 针对 12 23 特大安全事故 国务院以 官员问责 的方式 处理了事故中的责任官员 事故导致集国公司 四川石油管理局 川东钻探公司领导班子的调整 2004年7月14日 重庆市第二中级人民法院公开开庭审理 12 23 天然气井喷事故一案 吴斌等6名被告人到庭受审 刑法第一百三十四条规定 重大责任事故罪是指工厂 矿山 林场 建筑企业或者其他企业 事业单位的职工 由于不服管理 违反规章制度 或者强令工人违章冒险作业 因而发生重大伤亡事故或者造成其他严重后果的 处三年以下有期徒刑或者拘役 情节特别恶劣的 处三年以上七年以下有期徒刑 重庆市人民检察院第二分院认为 6名被告人的行为 造成了243人因H2S中毒死亡 2142人因硫化氢中毒住院治疗 直接经济损失6432 31万元的严重后果 情节特别恶劣 其行为均已触犯 中华人民共和国刑法 第一百三十四条之规定 犯罪事实清楚 证据确实 充分 应当以重大责任事故罪追究其刑事责任 法院指出 合议庭在量刑时 将目前我国高含硫高产天然气水平井的钻井工艺不成熟 罗家16H井在管理 技术等层面存在欠缺 石油天然气开采行业缺少安全生产规范等因素都充分考虑在内 法院认为 上述6名被告人的主观疏忽和违章行为 共同造成了开县井喷的严重后果 其行为均构成了重大责任事故罪 遂对他们作出如下判决 被告人吴斌 身为钻井队队长 井队井控工作第一责任人 未按规定参加班前会和审查班报表 致使回压阀被卸的重大事故隐患未能及时发现 在补签22日的班报表时 发现回压阀被卸的严重违章行为后 既没立即整改 又不及时报告 使得重大事故隐患未能得到消除 事故发生后 又不按照规定安排专人监视井口的喷势情况 检测空气中硫化氢的含量 以致不能提供确定点火时机 控制有害气体进一步扩散的相关资料和数据 刑期 有期徒刑六年 被告人吴华 在主任工程师请示点火时 以现场情况不明为由不同意点火 但又不及时督促或指派人员查明现场情况 在接到 可能有人死亡 的汇报后 仍未安排专人对井场进行踏勘 违反应急决策的基本原则 不能 权衡损益风险 决策当机立断 延误了点火让有害气体充分燃烧的时机 致使大量含有高浓度硫化氢的天然气喷出时间延长并进一步扩散 是事故扩大的直接原因 刑期 有期徒刑六年 被告人王建东 2003年12月20日下午 16H井现场技术服务组在监测钻井作业时 地面监测仪突然接收不到安装在井下的无线随钻测斜仪发出的信号 王建东身为定向井服务中心工程师 16H井现场技术服务组负责人 在重新制定钻具组合时 不严格执行在钻柱上始终安装钻具内防喷工具回压阀的规章制度 忽视回压阀在钻井安全中的重要性 违章决定卸下原钻具组合中的回压阀防井喷装置 刑期 有期徒刑五年 被告人宋涛 身为钻井队负责安全技术人员 明知王建东的决定违反规定却没有表示异议 并且按照王的决定指令他人填写了作业计划书 并宣布卸下回压阀的指令 检察机关认为 被告人的行为是导致井喷失控的直接原因 刑期 有期徒刑五年 被告人向一明 23日凌晨 在带领工人进行起钻作业时 违反每起出3柱钻杆必须灌满钻井液的规定 在起出6柱钻杆才灌注一次钻井液 致使井下液柱压力下降 检察机关认为 这是产生溢流并导致井喷的主要因素之一 刑期 有期徒刑三年 被告人肖先素 身为录井员 负有监测起钻柱数和钻井液灌入量的职责 因工作疏忽 没有及时发现这一严重违章行为 在发现后也没有履行职责立即报告当班司钻 致使事故隐患未能得到及时排除 刑期 有期徒刑三年 缓刑四年 海南23 21井井口爆炸事故 2009年12月3日19 50时 辽河油田浅海石油开发公司海南作业区海南2号站海南23 21井采油井口发生爆炸事故 造成3人死亡 1人重伤 4人轻伤 海南23 21井 海南2号平台全景图 事故井简况1 钻完井情况1998年1月24日开钻 5月12日完钻 完钻井深2522 37m 层位太古界 采用二开完井 一开井深213 65m 表套 273 10mm 水泥返至井口 固井质量合格 二开井深2522 37m 油层套管 177 8mm 固井水泥返至1450m 固井质量合格 测井解释油层75 1m 33层 2 生产历程本井自1998年 2008年共实施6次生产层段调整 最后一次是在2008年3月 注灰封堵第二 三 四 五次打开的全部生产层段 调层后于2009年3月 6月因高含水关井 关井前日产液15 1吨 含水100 日产气451方 6月 10月实施间开 10月后关井 间开时日产液9 4吨 含水100 日产气211方 该井从1998年5月投产至今 累产油11340吨 累产气243 6万方 累产水21654方 该井于2000年3月 在600 615m井段进行套管补贴 2009年11月27日由浅海公司地质所和生产技术科进行地质和工艺设计 实施负压射孔调层措施 作业过程1 洗井 起原井管柱11月28日作业开始 90m3清水反洗井 起抽油杆 安装封井器并试压合格 起油管 至29日24 00起出全部原井管柱 2 刮管11月30日刮管 下 154mm刮管器602m遇阻 起出刮管管柱 经与浅海开发公司生产技术科核实 该井600 615m进行过套管补贴 更改设计将原封隔器封堵改为注灰封堵 3 注灰12月1日注灰 用密度1 85g cm3灰浆1 0m3注灰 深度2249 45m 关井25h候凝 试压合格探灰面 深度2219 68m 起出油管45根 深度1790 49m 待气举4 气举降液面12月3日两台压风机套管反打 气举降面 至18 30结束 共返出液量23m3 18 50作业队请示是否进行下道施工工序 19 00作业区安排液面测试 测试采用空爆弹回声仪 5 测试过程发生井口爆炸19 50在测试过程中井口发生爆炸 爆炸造成浅海石油开发公司测试工于某 张某当场死亡 在旁边等候起油管的欢喜岭工程技术处作业队队长张某送医院抢救无效死亡 另造成作业工1人重伤 4人轻伤 事故发生后 浅海公司及时上报油田公司 油田公司接到报告后 油田公司总经理谢文彦 副总经理张维申 总经理助理安全副总监任树刚及辽河海洋石油作业监督处处长于长武等第一时间赶到现场 迅速成立事故善后处理领导小组 组织抢救伤员 并对现场进行勘察和处置 经处置后 井口处于受控状态 爆炸后碎片 爆炸后油管 爆炸后油管挂 爆炸后套管法兰 据国家安全生产总局事故调查组认定 事故原因如下 一 直接原因油气井采用气举降液面和空爆弹作为声源测液面的联合作业 井筒内不应有天然气 但在本井设计中未考虑到补贴套管技术参数不能满足气密封的要求 在负压状态下 套管外游离天然气进入套管内 在空爆弹击发时发生爆炸 二 间接原因1 方案设计存在严重缺陷 该井方案设计时 井史资料收集不全 没有考虑井下生产环境的复杂性 本井有套管补贴及邻井天然气上窜的可能性 施工过程中发现有套管补贴 变更设计时没有考虑套管补贴段有天然气进入井筒的可能性 没有考虑到组合工艺系统的安全性 设计 审核 审批层层把关不严 2 风险识别不到位 海南3块2号平台为滩海丛式井平台 油气井密集 生产时间长 作业频繁 安全风险性高 该井施工组织未开展有效工艺危害分析 对本井套管补贴段可能产生天然气渗入和空气气举排液 回声仪测液面空爆弹击发时产生火花的安全性没有开展风险识别 3 现场施工监管不力 负责该井施工的作业监督没有对现场风险进行识别 风险提示和控制 负责该采油平台的管理人员 未能对进入自己所管辖现场的作业施工 测试施工进行有效监管 未要求修井作业人员远离现场 没有落实属地管理责任 4 现场施工人员安全意识薄弱 思想麻痹 未进行测试作业场所危害识别 在本队气举作业完成后 未及时离开作业危险区域 致使伤亡人数增多 汲取教训 一 方案失误 工艺失查 直线责任不明确 在方案设计时 资料收集不全 安全意识不强 隐患排查不清 风险识别不到位 审查审批不严 没有从源头上把住安全关 在工艺技术的选择和组合上 习惯于老办法 老经验 重成本 轻安全 没有有效开展工艺危害分析 缺乏系统的安全评估和适应性论证 二 思想上重视不够 认识不透 安全意识淡薄 领导干部对安全重视不够 不能正确处理生产 效益与安全的关系 麻痹松懈 放松管理 降低标准 从管理人员 技术人员到岗位员工责任心不强 对岗位安全要求和风险认识不足 关注度不高 不能满足安全生产实际需要 三 管理方面责任不清 监管不力 没有牢固树立 属地管理 理念 领导 部门和单位直线责任不清晰 安全管理责任没有完全得到落实 生产管理与安全管理没有做到有机结合 属地管理还只停留在口头上和理论阶段 没有真正实现员工对本岗位区域内的安全负责 生产过程缺少有效的风险识别控制手段和安全监管措施 防范措施 一 要全面落实 直线责任 做到 管工作 必须管安全 深入细致做好方案设计的各项前期工作 在项目论证评价 施工设计 工艺选择等各个环节都要优先考虑安全 全面识别风险因素 制定落实防范措施 严格方案审查论证 加强设计人员的专业培训和思想教育 增强责任意识 提高能力素质 提升隐患源头治理水平 二 要深刻吸取事故教训 举一反三 全面开展隐患排查 认真剖析安全生产方面存在的问题和薄弱环节 从严管理 杜绝事故发生 要强力推行有感领导 在工作中坚持做到 十个必须 加大 HSE管理原则 和 反违章禁令 的监督检查力度 抓干部促作风 抓基层促管理 切实提高全体员工的安全意识 三 要牢固树立 属地管理 理念 进一步落实安全生产主体责任 认真开展作业前安全分析 切实提高生产现场的安全管理水平 强化现场作业的风险识别与控制 加强监督检查 落实监控措施 全面落实建设单位安全责任 严格施工作业方案审查 认真执行反违章禁令 严肃查处违章 坚决遏制有章不循 执行不力行为 切实提高生产现场的安全管理水平 四 井下作业井喷事故应急预案 应急体系建设是最大限度降低事故损失的重要手段 应急预案是应急体系建设的重要内容 1 几个基本概念紧急情况指所有意外的 会造成职工 客户和公众死亡或重伤 或会中断生产经营 破坏作业 造成物理或幻境上的损失 或威胁企业的财政能力或公众形象的事件 应急管理应急管理是一个过程 包括预防 预备 响应和恢复四个阶段 预防就是为预防 控制和消除事故对人类生命财产的长期危害所采取的行动 目的是减少事故的发生 预备就是在事故发生之前采取的行动 目的是提高事故应急行动能力并提高响应效果 响应就是事故即将发生或发生期间采取的行动 目的是尽可能降低生命 财产和环境损失 并有利于灾害恢复 恢复就是生产 生活恢复到正常状态或进一步改善 应急救援体系是针对具体设备 设施 场所或环境 在安全评价的基础上 评估了事故形式 发展过程 危害范围和破坏区域的条件下 为降低事故造成的人身 财产与环境损失 就事故发生后的应急救援机构和人员 应急救援的设备 设施 条件和环境 行动的步骤和纲领 控制事故发展的方法和程序等 预先作出的 科学而有效的计划和安排 应急计划指定了组织的个人的有关责任 在紧急情况下超越了某个机构的能力或常规职责时 在预定的时间和地点采取特定的行动 说明了各自权限以及机构之间的关系 说明了如何协调所有的行动 描述了紧急情况和灾难发生时如何保护生命和财产安全 明确了辖区内 单位内 在应急响应和恢复行动中可以利用的人员 设备 设施 物资和其他资源 明确了应急响应和恢复行动过程中实施减灾的步骤 2 应急演习 桌面演习通常在会议室 利用电话等通讯工具进行应急预案演练 并形成书面演习总结和改进意见 其目的是解决应急响应和协作配合能力 功能演习不限于办公室 在一个或更多应急中心进行 模拟或有限度地采用场外资源 与现场活动同时进行 如现场运输 其目的是检验单个功能或其中一项活动的运转效率 全面演习作业现场模拟事故场景 按应急预案调动人员 物资 装备 与地方政府进行联动演练 并形成演习总结和改进意见 其目的是检验 评价应急预案在运行过程中的合理性 科学性和可操作性 3 应急预案的作用是应急救援工作的核心内容 是及时 有序 有效地开展应急救援工作的重要保障 使应急准备和应急管理不再无据可依 无章可循 企业应对各种突发重大事件的相应基础 有利于作出及时的应急响应 降低事故后果 减轻民事 刑事责任 有利于提高全社会的风险防范意识 4 应急救援体系的目标控制事态发展 保障生命财产安全 恢复正常状态 5 集团公司应急预案结构 井喷失控事故专项应急预案井喷事故分级 四级 一级井喷事故 油 气 井发生井喷失控 造成超标有毒有害气体逸散 或窜入地下矿产采掘坑道 发生井喷并伴有油气爆炸 着火 严重危及现场作业人员和作业现场周边居民的生命财产安全 二级井喷事故 油 气 井发生井喷失控 陆上含超标有毒有害气体的油 气 井发生井喷 井内大量喷出流体对江河 湖泊 海洋和环境造成灾难性污染 三级井喷事故 油 气 井发生井喷 经过积极采取压井措施 在24小时内仍未建立井筒压力平衡 企业自身难以在短时间内完成事故处理的井喷事故 四级井喷事故 发生一般性井喷 企业自身能在24小时内建立井筒压力平衡的井喷事故 预案启动条件 发生 级井喷事故 本预案进入启动准备状态 发生 级 级 级井喷事故 本预案启动 应急报警程序 基层单位发生井喷事故后 在无法处理的情况下 立即向主管部门 也可越级 汇报 请求支援 同时立即将事故状况向应急办公室汇报 应急办接到井喷事故报警 核实情况并初步评估确定事故级别 然后向应急领导小组报告 作好井喷应急准备 另外 事故单位向应急办公室汇报后 要通过后续报告及时反映事态进展 提供进一步的情况和资料 报警内容 发生事故单位名称 事故发生时间 设备类型 队号 井号 构造及层位 井深 地理位置及抢险救援可依托的最短距离 井身结构 作业管柱结构 井筒流体密度 作业工况 井口装置及管汇情况 现场物资储备情况 喷出物情况 有无硫化氢 一氧化碳等有毒气体 有无人员中毒 伤亡 井内喷出流体是否会造成附近江河 湖泊和环境的污染 周边居民分布情况 道路交通 现场气象状况 已采取的措施 效果和拟采取的措施 事故主要经过及其他救援要求 高升油区井喷事故应急组织机构图 2009年井喷演练情况 演习时间 09年6月16日9时04分至10时52分演习险情类型 井喷失控事故演习地点 采油合作区高18站高3791井 演习参加人 高工处高歌军朱文刘成志丛杰李志学李树国王保田姜宝才李春福王大军付景奇徐磊薛文华景俊祥胡铁军高升采油厂徐凤廷虎镇峰陈志军于福星陶冶杨忠邱大勇秦勇杨立龙张君 演练过程 9点04分 高工处井控办主任在高3791井下达出现井喷险情信号 在作业一公司101队在值班队长指挥下 用时1分钟完成关井 9点05分 101队队长向作业一公司调度汇报高3791井发生井喷失控情况 请求启动作业一公司井喷事故应急预案 随后向采油18站汇报了井喷失控情况 然后派1名职工通知西侧居民 其他人员在集合点待命 9点05分 合作开发区采油18站站长接到高3791井喷失控险情后向合作开发区调度汇报高3791发生井喷失控事故 请求启动采油作业区应急预案 9点06分 合作开发区值班调度向采油厂调度汇报高3791井发生井喷失控