普光地区高硫气井安全钻井技术.ppt

普光地区高含硫气井安全钻井技术,中原石油勘探局钻井工程处,内容提要,概述硫化氢的性质及危害主要钻井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。现已探明天然气储量1143.63亿方，可采储量878.32亿方,含气面积27.2平方公里。,,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200g/m3左右，普光4井硫化氢浓度高达264.28g/m3，是人体在含硫化氢空气条件下暴露工作的最高限度（20mg/m3）的13000多倍，钻井风险非常大。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16H井，硫化氢含量为151g/m3;该井距普光地区直线距离不到30公里。,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1.176；可在空气中燃烧；可容于水、乙醇、甘油等；硫化氢溶点为-82.8℃,沸点为-61.8℃；当硫化氢与空气或氧气混合到一定比例（4.3-46）,在一定条件下会引起爆炸。,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,硫化氢气体浓度及其对人体的影响,1ppm1.5mg/m3ppm指的是硫化氢气体占空气体积的百万分之几。,（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,（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。,1.切实搞好一次井控，从源头上防止硫化氢的侵害,二、主要钻井措施,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）下套管前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100m以外；,,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100m以外，火炬出口高度合适，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铸钢或锻钢弯头。（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、投入式止回阀等内防喷工具，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，每次起、下钻都要测量后效，油气上窜速度控制在10m/h以内；（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1m3报警），班自为战，及时关井（2m3关井）、及时处理。,3.加强溢流监测，及时发现溢流，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台备用。,4.加强硫化氢的监测及防护,（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、仪器要由具有资质的部门定期进行鉴定。（8）在井架、值班房等位置安装风向标；（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pH值在9.5以上；（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。,三、存在问题,1.普光地区受井场地形地貌、人口密集等条件限制，落实标准难度大。2.钻具强度与抗硫性能的矛盾还没解决。3.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。,4.远离后勤基地，运输、物资供应、消防急救等能力有限。5.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。,四、几点建议,1.在川东地区建立井控、硫化氢防护应急中心。2.在川东地区建立必要的后勤保障基地。3.加大对川东地区钻井装备、安全、环保、技术的投入。4.在高钢级抗硫钻具未解决之前,上部井段使用51/2”低钢级钻杆。,,5.在设计高含硫地区钻井液密度时，采用附加系数的上限。6.开展对裂缝、溶洞地层恶性漏失预防及处理技术的研究。7．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。,结束语,普光地区气层硫化氢含量高，钻井风险大。几年来在集团公司、南方分公司的关心支持下，中原钻井实现了高含硫气井的安全钻井。随着该地区勘探开发力度的增加，将面临着新的难题和考验。我们一定要认真落实各项井控标准、规定，切实做到“立足一次井控，强化二次井控，杜绝井喷失控”。相信在各级领导的关心支持和有关单位协作配合下，一定能够确保高含硫地区安全钻井。,,,谢谢大家,