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2018年安全工程师《案例分析》石油公司井喷事故模拟试题
来源:学易网校 2018/1/8 12:36:00 【字体:放大正常缩小】【打印页面

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  案例 南方石油公司井喷事故分析
  事故背景与经过
  南方石油公司打2号预探井,该井位丁我国南方某市郊区,周边地势平坦,该井口周边2 km范围内有居民7 800余人,井口与周边居民住宅距离不足60 m.设计井深550 m,目的层为上第三系上新统茨营组第三段气层,不含硫化氢等有害气体。该井由北方石油勘探局钻探公司660钻井队承钻。该井钻井工程设计单位是北方石油勘探局工程技术研究所,该设计的审批部门是南方石油公司勘探开发分公司。
  2号预探井于11月22日开钻,11月29日二开钻进。,12月1日钻至井深491 m后,按设计要求下钻取芯。取芯钻进至498.80 m后起钻,未发生异常现象。12月1日22:30再次下钻到井底,因下钻时疏忽,钻具未按设计要求将回压阀组合到钻具中。石油公司监督虽已发现这一问题,但以剩余进尺不多为由,未下达立即起钻更换钻具组合的指令,致使这一重大隐患未能及时消除。12月2日凌晨1:20钻至井深550 m完钻,循环至2:10后开始起钻。当时钻井液密度、黏度符合工程设计要求,井口无任何异常显示。当2:50起出第3柱钻具,正在起第4柱钻具时,发现钻井液从钻具内突然涌出,井喷随之发生。井队抢接回压阀失败,井喷失控。喷至7:00,井下压力开始减弱,660钻井队立即抢接上回压阀和方钻杆,井喷得到控制。井喷失控约4个小时,险情于7:30解除,随后恢复正常施工。井喷期间,风力1~2级,喷出的天然气和泥浆随风向扩散。
  井喷发生后,北方石油勘探局和南方石油公司主要领导及时赶到事故现场,启动应急预案,在当地政府配合下,采取了设立警戒线、向地方政府报告、疏散周边群众等一系列措施。整个抢救过程中,疏散村民3 000多人,没有造成火灾等二次事故的发生,没有人员伤亡。
  与事故发生有关的其他因素:
  为防止起钻过程发生井喷,工程设计要求“每起一个立柱灌满一次泥浆”。而在实际操作中,实行“两柱一灌”,致使灌浆时间滞后;同时,在岗人员经验不足,加上夜晚不易观察,不能准确判断实际灌浆效果。
  工程设计要求,二开后钻具组合中的回压阀要安装在钻头的上部。钻至491~498.80 m井段取芯时,因取芯钻进需投球割芯,故必须将回压阀从钻具组合中拆除。取芯结束后,又重新下钻到井底,但此时忘记将回压阀组合到钻具组合中,而是将回压阀安装到方钻杆保护接头下,当钻井完毕起钻时,回压阀随同方钻杆一同卸下,使得钻具组合完全不具备内防喷功能。以致完钻起钻发生气浸时,井下流体顺利进入钻具内,加之该井系550 m的浅井,流体上升行程短,一经发生气浸,短时便可形成井涌,并迅速造成井喷。
  井口安装了全封和半封防喷器,但不具备剪切功能。
  问题及参考答案:
  一、事故原因分析
  参考答案:(1)井内液柱压力不能有效平衡地层压力,从而导致气浸和井涌。
  为防止起钻过程发生井喷,工程设计要求“每起一个立柱灌满一次泥浆”,而在实际操作中,实行“两柱一灌”,致使灌浆时间滞后。同时,坐岗人员经验不足,加上夜晚不易观察,不能准确判断实际灌浆效果。使得井筒内、钻具内液柱压力低于井下地层压力,从而造成气体浸入钻具造成井涌。
  (2)未按设计要求组合钻具,是造成井喷失控的直接原因。
  工程设计要求,二开后钻具组合中的回压阀要安装在钻头的上部。钻至49l~498.80 m井段取芯时,因取芯钻进需投球割芯,故必须将回压阀从钻具组合中拆除。取芯结束后,又重新下钻到井底,但此时忘记将回压阀组合到钻具组合中,而是将回压阀安装到方钻杆保护接头下,当钻井完毕起钻时,回压阀随同方钻杆一同卸下,使得钻具组合完全不具备内防喷功能。以致完钻起钻发生气浸时,井下流体顺利进入钻具内,加之该井系550 m的浅井,流体上升行程短,一经发生气浸,短时便可形成井涌。并迅速造成井喷。
  (3)现场监督管理不严,是事故发生的间接原因。
  钻井过程中,南方石油公司不认真履行监督职责,随意降低工作标准,是造成事故发生的重要原因。660钻井队违反灌浆规定,擅将“一柱一灌”改为“两柱一灌”,甲方监督未及时制止;完钻钻具组合缺少井下回压阀,南方石油公司监督已经发现,却未能果断下达起钻变更钻具组合的指令。致使这些重大隐患未能及时消除,导致井喷事故的发生。
  二、防范措施
  参考答案:(1)钻井队必须配齐所有内防喷工具。二开后各趟钻具入井,必须在钻头处安装回压阀。
  (2)钻井队除应配备远程控制台外,还必须同时配备使用司钻控制台,确保井下突现异常时,最大限度缩短关、封井时间。
  (3)采用连续灌浆,并配备使用专用小型灌浆罐,提高泥浆灌人量的计量精度。
  (4)起钻前,充分循环泥浆3周以上,先短起2~3柱,静止一段时间再下至井底,循环测试后,确信井下无气体浸入方可正式起钻。
  (5)安装剪切式闸板防喷器。

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