求 井喷事故案例分析

　　如下摘要一段，看是否有所帮助？详见参考资料

　　引言

　　2003年12月23日晚10时左右，由四川石油管理局川东钻探公司承钻、位于重庆开县的罗家16H井发生特大天然气井喷失控事故，导致243人死亡，其中井场周围的居民241人，职工2人。该特大井喷事故是天然气开采史上Z惨重的事故，也是一起特大环境污染事故[1]。

　　事故发生地距离高桥镇约1.5 km，海拔在500 m左右，相对于周围地形而言位于凹处，地形复杂，近地面大气流动性差。在静风条件下，受重力的影响，天然气井喷事故排放的硫化氢扩散有其空间分布上的特殊性，无法使用国家规范推荐的烟羽扩散模式，而国外一些软件应用的结果与实际情况存在明显的差异。

　　为研究复杂地形条件下，井喷事故排放的硫化氢扩散运动规律，在北京大学环境学院环境风洞试验室进行了井喷事故硫化氢扩散的风洞模拟试验研究。

　　根据对参加事故处理人员和当地居民等的访谈，以及死亡人员分布情况的调查，说明事故发生时当地处于静风状态，事故发生18个小时后点火成功，导致大量事故人员伤亡的直接因素是硫化氢中毒[2]，且获取了当地的地形矢量坐标。基于获得的基础数据，以几何相似、空气动力学粗糙等为主，该试验研究内容主要对事故发生地的周边地理环境、地面低速风场进行模拟，进行地表硫化氢浓度时间序列测量，对8个风向低速情况下硫化氢浓度给出在井喷过程中的时间演化趋势，以及硫化氢Z高浓度分布等值线，从而可以对井喷事故过程中硫化氢浓度的分布进行预测判断。

　　其中对浓度的时间序列测量在国内外都是不多见的，要求获得的浓度数据能够反映出对时间的变化关系，研究中以采样管中示踪气在空间上的位置来反映出硫化氢浓度与时间的关系，该测量方法在试验技术上具有一定的创新意义。

　　1 风洞试验分析

　　1.1 试验风速

　　井喷事故发生时大气近地面层流动风速很低，几乎为静风。试验风速的确定以排放源处距离地面10m高风速U10为参考风速，统一取U10=0.5m/s，其风洞自由流风速为1.0m/s。对应到现场，这个风速可归为蒲氏1级风，但风向标不能转动。

　　1.2 点源描述

　　该试验模拟的点源为井喷事故地表源，尽管在现场的喷射流达到10m量级，按照1：2000的比例，经几何缩比后也只有5mm，淹没在地表粗糙中，其相应参数如表1所示[3-5]。

　　参考资料：
　　http://www.safety.com.cn/anlifx/fileview.asp?title=%C6%F8%CC%EF%BE%AE%C5%E7%C1%F2%BB%AF%C7%E2%B7%E7%B6%B4%C4%A3%C4%E2%CA%D4%D1%E9%D1%D0%BE%BF&filename=ns108476.txt

　　一、事故背景与经过
　　南方石油公司打2号预探井，该井位于我国南方某市郊区，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60m。设计井深550m，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491m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491~498.80m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，而是将回压脚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。
　　二、事故原因分析
　　(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491～498．80m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，但此时忘记将回压阎组合到钻具组合中，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。
　　三、防范措施
　　(1)钻井队必须配齐所有内防喷工具。二开后各趟钻具人井，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，Z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，确信井下无气体侵人方可正式起钻。
　　(5)安装剪切式闸板防喷器。

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