井控风险因素分析-某钻井公司井控培训课件

井喷失控风险因素分析
危 险 源
控 制 措 施 失 效
主观因 素
事 故
应 急 处 置 失 效
主观因 素
事 故 扩 大
环境因 素
客观因 素
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井喷失控风险因素分析
存在固有的危险源： 能量 导致事故 和事故扩 大化的四 因素 控制措施失效 应急处置失效 事故影响对象
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井喷失控风险因素分析
油 气 水
5.地层流体产层特性：碳酸盐岩、砂砾岩；
6.因注水地层压力紊乱。1992年2月和4月京706井、岔74-113井
先后因注水井未停注发生井喷井眼垮塌卡钻
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井喷失控风险因素分析
（一）井喷的固有危险源 风险的大小有下列规律: 1.含气量越高风险越大：发生井喷的机率大，后 果严重程度大，波及危险区域大。 2.压力越高风险越高：发生井喷的机率大。 3. H2S越高风险越大：后果严重程度大。 4. 产量越高风险越大：破坏程度大。 以上四种风险因素组合在一起，则可以断定，井 控风险极高。
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井控风险高了多少？是 公司所不能承受之风险。 要求高了多少？ 管理又严了多少？
个人的井控意识有了多少变化？
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风险因素的存在是客观的，是不能根除的，
并且随着工业化程度的提高，随着人们对新
能源的开拓，风险因素会更多、更复杂，风 险形成的顶级事件也会更大。所以控制风险， 预防事故是今天工矿企必须要面对、要解决 的事情！
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要求越来越高，管 理越来越严？
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进入天然气勘探开发与利用的快速发展时期；
1976年我国天然气的年产量为100×108M3，1996年天然气年产量达到了
201×108M3。2006年天然气年产量达到591x108M3。
钻探能力越来越深，地层压力越来越大； 开发高含硫气矿；
寻找大气田；
勘探领域地质越来越复杂，套管程序越来越简化； 大规模建设储气库。
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井喷失控风险因素分析
（二）一次井控措施失效的风险因素 1990年10月王15-33井钻到井深1759.27m 时发生井漏 （只进不出，漏失20m3），停钻灌浆12m3未见钻井液返 出。强行起钻到1321.25m，将罐内泥浆约140m3灌完。在 组织人员由循环坑向罐内补充钻井液时，发现井口外溢， 气流携带钻井液涌出转盘面0.25-1.5m，立即发出井喷信号， 组织当班人员抢接井口工具和方钻杆。在打开大钩舌头时， 井喷到二层台，井口无法控制，停机、停电，人员撤离。 5min钟后气体喷出，后用清水和高密度钻井液压井失败， 井喷高约45-50m。15日15:52井架倒塌，抢拖出设备，17 日井喷着火。
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井喷失控风险因素分析
（一）井喷的固有危险源
2006年，罗家2井下
井喷，地表窜漏，高浓度
硫化氢再一次威胁周边民 众，使得周边煤矿停产， 居民逃离。
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井喷失控风险因素分析
（一）井喷的固有危险源
2006年，清溪1井井喷。 打开一条放喷管线时套压 50MPa，打开两条放喷管线时 套压为14MPa，打开3条放喷 管线后套压降为6～7MPa，焰
时间 井号 井深 1032m (垂深1000m) 1310 1294.24 油气层深 起钻到溢流 溢流到井涌 井涌到井喷 起钻到井喷
西60-8井
红G+4-52井 泉320-1X井
1022～1032m
明水320～390 黑帝庙840～910 800～1000m
48分
5分（井漏到 灌满环空） 1小时25分
钻具内承压密封失效：①无内防喷工具；②内防 喷工具与钻具不相配；③内防喷工具承压能力不够； ④内防喷工具密封失效。
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井喷失控风险因素分析
（三）二次井控措施失效的风险因素 钻具内承压密封失效：①无内防喷工具；②内防 喷工具与钻具不相配；③内防喷工具承压能力不够； ④内防喷工具密封失效。
塔中823井采油树拆除后，在 油管挂上抢接旋塞阀失败，井 喷失控。（抢接变扣接头（4 1/2“－2ACME反扣×3 1/2”外 母＋3 1/2“外公×310）及旋塞 （311×310）不成功）
11分
15分 10分
4分
3～ 5分 4分
1小时3分
25分 1小时40分
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井喷失控风险因素分析
（一）井喷的固有危险源 风险的大小有下列规律: 6. 产层越敏感，风险越大：岩性非均质，渗透性 好，碳酸盐岩、粗砾岩多为敏感地层，地层流体若是 天然气的话，产层气与井筒液发生快速置换，气体快 速上升，液柱快速下降。井筒液柱不稳定，溢流后很 难建立液柱平衡。
环节。增加对一些井控制度的理解、对井控 规定与井控细则的理解。
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主 要 内 容
第一章、井喷失控风险因素分析
（一）井喷的固有危险源
（二）一次井控失效的风险因素
（三）二次井控失效的风险因素
（四）井控应急处置的风险因素 （五）小结
第二章、井喷失控风险削减控制措施
（一）技术措施 （二）管理措施 （三）人
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2007年6月5日，吉林 红G+4－52井井喷失控， 并造成事故井周围约100m 范围内陆续发现三处地表 （水源井）冒出水、气。 320~390米 明水气层 事故原因是该井在钻穿明 水气层（埋藏深度为320～ 390）和黑帝庙油气层（埋 藏深度为840～910米）后， 840~910米 黑帝庙油气层 又突然发生严重井漏，环 空液面急剧下降，致使浅 气藏气体(主要是明水气层 1150~1250米 萨尔图油层 的水和黑帝庙油气层的气) 大量侵入井内，发生井喷。 1250~1620米 高台子油层
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井喷失控风险因素分析
（二）一次井控措施失效的风险因素 造成井底压力减小的因素有： 1.液柱高度降低：①井漏（溢漏同层或同一裸眼 段内有低压层），②起钻未灌液；
2.液柱密度降低：①人为降低泥浆密度， ②油 气浸， ③水泥浆失重
3.产生抽汲： ①起钻速度过快， ②钻头（扶正 器）泥包，③大直径井下工具；
一 次 井 控 措 施 失 效
溢 流
二 次 井 控 措 施 失 效
人员伤 亡
井 喷
应 急 处 置 失 效
事 故 扩 大
井喷着 火
环境污 染 13
井喷失控风险因素分析
（一）井喷的固有危险源
油 井喷的固有危险源： 气 水
具有一定能量的地层流体
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井喷失控风险因素分析
（一）井喷的固有危险源 风险的大小与下列因素有关: 1.地层流体的性质：气、油气、油、水、含气水、含 H2S； 2.地层流体的压力：异常高压、因注水地层压力紊乱、常 规压力、异常低压； 3.地层流体的产量：高、低； 4.地层流体的埋藏深度：浅、深、超深；
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井喷失控风险因素分析
（三）二次井控措施失效的风险因素 钻具内承压密封失效：①无内防喷工具；②内防 喷工具与钻具不相配；③内防喷工具承压能力不够； ④内防喷工具密封失效。
1991年轮南59井中途测 试测试管串顶部旋塞阀与 投杆器间的2″接头滑扣飞 出，测试工具内失控
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井喷失控风险因素分析
（三）二次井控措施失效的风险因素 钻具内承压密封失效：①无内防喷工具；②内防 喷工具与钻具不相配；③内防喷工具承压能力不够； ④内防喷工具密封失效。
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井喷失控风险因素分析
（二）一次井控措施失效的风险因素
对地层中的油、气、水（固定危险源）的控制条 件：井底压力大于地层压力。井底压力大于地层压力， 则地层中的油气水就处于受控状态，否则油气水就处 于失控状态。井控所有工作都是围绕该条件来开展。 井底压力=静液柱压力＋环空循环压耗＋激动压 力－抽汲压力 影响井底压力最重要的因素：就是液柱高度、液 柱密度、抽汲。
井控风险因素分析 与削减控制措施
授课人：党保元 二○一二年一月
2003年12月23日，罗家16井 “12·23”特大井喷事故,243人 死亡，4000多人受伤，上万人大 逃亡。
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2010年4月，BP公司位于墨西哥 湾的“深水地平线（Deepwater Horizon）”钻井平台Missssippi Canyon 252#-01井发生井喷爆炸着火， 造成11人失踪， 17人受伤，大面积海 域受到严重污染。
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井喷失控风险因素分析
（三）二次井控措施失效的风险因素 钻具外承压密封失效：①没有防喷器；②防喷器 闸板芯子与井内管柱不相配；③防喷器及管汇承压能 力不够；④防喷器控制系统失灵；⑤防喷器密封胶芯 刺漏；⑥双公短节刺漏；⑦防喷器连接剌漏；⑧四通 或内防喷管线刺漏。
因无防喷器发生井喷失控的例子很多：DG13-6井（2006年）， 玛4井（1997年），W24-23井（1996年），港9-24-1井（1985年）， 吉林红G+4-52井（2007年）……
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课件的题目是《井控风险因素分析与削
减控制措施》。本意是想把造成井喷的所有
风险因子找出来，隐藏的风险因子彰显出来。 然后把这些风险因子进行系统化归纳和总结。 通过交流，使一些直面风险的人员能够有更 敏锐的眼睛，能够看到风险之所在。
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还希望通对风险控制措施的探讨，使一
些直面风险的人员能够把握一些井控的关键
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井喷失控风险因素分析
（一）井喷的固有危险源
1999年11月20日，吐孜1井钻进至井深 2645m时，钻时加快，液面上升，钻井队立 即按“四.七”动作关井，套压0↑10MPa。因 井漏严重，致使多次压井不成功。 11月29日，由于气体从钻具内置换上升， 立管压力由0↑9MPa，10min后，立压上升至 14MPa，抢关下旋塞未成功，立压升至 18MPa，后继续上升，升至24MPa时，一号 泥浆泵保险阀蹩开，爆炸着火，井喷失控 。
吐孜1井下旋塞剌漏
吐孜1井上旋塞锈死不能关闭
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井喷失控风险因素分析
（三）二次井控措施失效的风险因素 钻具内承压密封失效：①无内防喷工具；②内防 喷工具与钻具不相配；③内防喷工具承压能力不够； ④内防喷工具密封失效。
1995年渡1井溢流关井后溢流后关井，压井过程中，泵保险 阀蹩断，停泵关井，立压上升到25MPa时，立管堵头被冲掉，后 因钻具危脆断落失控。 2000年12月，安28-1X井，井喷后，方钻杆上、下旋塞都不 能关闭，给井喷处理带来很大困难和危险。
高40～50m。2006年12月20
日到2007年1月3日经过三次 压井集中石油中石化力量，方
制服住了井喷。
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井喷失控风险因素分析
（一）井喷的固有危险源
迪那2井,2001年4月29日发 生井喷，造成1死1伤，抢险工 作历时66天，先后经历4次环 空作业、剪切钻杆作业1次、 更换105兆帕井口作业一次， 于2001年7月4日控制了井喷。
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井喷失控风险因素分析
（三）二次井控措施失效的风险因素 二次井控就是借助井口设备在井口加压，以达到 井底压力大于地层压力这一条件。 需要三个方面具备承压密封能力：
钻具内、钻具外、井筒
需要具备加压到井底的工艺条件： 循环通道畅通、可以节流控制回压
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井喷失控风险因素分析
（三）二次井控措施失效的风险因素
压力系数：0.93
压力系数：0.92
压力系数：0.79 压力系数：0.84
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2003年2月，中4-72井下钻到1919m时1#联动机轴断(此时钻井 液已经静止13.13小时)，未循环就起钻，起钻过程中发生井喷着火。 （井深1652m短起下钻时已经发现钻井液密度由1.14g/cm3降至 1.06g/cm3的油气浸现象，全烃含量达0.21-1.82%）。
迪那2井是国内罕见的高压、 高产天然气井，对迪那2井揭 开仅0.2米的上第三系吉迪克 组测试，获日产天然气218万 立立方米米、凝析油131立方 米，测算产层压力104.2兆帕。
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井喷失控风险因素分析
（一）井喷的固有危险源 风险的大小有下列规律:
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井喷失控风险因素分析
（一）井喷的固有危险源 风险的大小有下列规律: 5.埋藏深度越浅，风险越大：来的快。如果钻遇没 有预见的浅气层，发生井喷的机率相当大。 两浅井：浅井，含有浅气层/浅油气层的井。
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管理越来越严，事故却 越来越大？
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事后的分析头头是 道，事前却不识庐山真 面目？
5
引发事故的因素有哪些？ 我们该如何应对？
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带着对这些问题的思考，和对钻井、井下
作业施工现场的观察，对井控风险有了一些
肤浅的认识，借这次大培训的机会，把自己 的这些思考和认识抖落来和大家交流，希 望得到大家的指导和批评。
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井喷失控风险因素分析
（一）井喷的固有危险源
罗家16H井，地层压力当量钻井液密度为
1.28ɡ/cm3，完井试油，使用3条31/2″测试管线 测试，分装35mm×2、34mm×1孔板，在稳定
油压9.6MPa，套压15MPa条件下，初测天然气
产量为267.49×104m3/d，无阻流量当在 1000×104m3/d以上。硫化氢含量134g/m3。
71第一章井喷失控风险因素分析第一章井喷失控风险因素分析一井喷的固有危险源一井喷的固有危险源二一次井控失效的风险因素二一次井控失效的风险因素三二次井控失效的风险因素三二次井控失效的风险因素四井控应急处置的风险因素四井控应急处置的风险因素第二章井喷失控风险削减控制措施第二章井喷失控风险削减控制措施五小结五小结一技术措施一技术措施二管理措施二管理措施72一技术措施井控风险环节井控风险技术措施固有风险地层流体气油比高