『壹』 井噴的發生條件
如下摘要一段,看是否有所幫助?詳見參考資料
引言
2003年12月23日晚10時左右,由四川石油管理局川東鑽探公司承鑽、位於重慶開縣的羅家16H井發生特大天然氣井噴失控事故,導致243人死亡,其中井場周圍的居民241人,職工2人。該特大井噴事故是天然氣開采史上最慘重的事故,也是一起特大環境污染事故[1]。
事故發生地距離高橋鎮約1.5 km,海拔在500 m左右,相對於周圍地形而言位於凹處,地形復雜,近地面大氣流動性差。在靜風條件下,受重力的影響,天然氣井噴事故排放的硫化氫擴散有其空間分布上的特殊性,無法使用國家規范推薦的煙羽擴散模式,而國外一些軟體應用的結果與實際情況存在明顯的差異。
為研究復雜地形條件下,井噴事故排放的硫化氫擴散運動規律,在北京大學環境學院環境風洞試驗室進行了井噴事故硫化氫擴散的風洞模擬試驗研究。
根據對參加事故處理人員和當地居民等的訪談,以及死亡人員分布情況的調查,說明事故發生時當地處於靜風狀態,事故發生18個小時後點火成功,導致大量事故人員傷亡的直接因素是硫化氫中毒[2],且獲取了當地的地形矢量坐標。基於獲得的基礎數據,以幾何相似、空氣動力學粗糙等為主,該試驗研究內容主要對事故發生地的周邊地理環境、地面低速風場進行模擬,進行地表硫化氫濃度時間序列測量,對8個風向低速情況下硫化氫濃度給出在井噴過程中的時間演化趨勢,以及硫化氫最高濃度分布等值線,從而可以對井噴事故過程中硫化氫濃度的分布進行預測判斷。
其中對濃度的時間序列測量在國內外都是不多見的,要求獲得的濃度數據能夠反映出對時間的變化關系,研究中以采樣管中示蹤氣在空間上的位置來反映出硫化氫濃度與時間的關系,該測量方法在試驗技術上具有一定的創新意義。
1 風洞試驗分析
1.1 試驗風速
井噴事故發生時大氣近地面層流動風速很低,幾乎為靜風。試驗風速的確定以排放源處距離地面10m高風速U10為參考風速,統一取U10=0.5m/s,其風洞自由流風速為1.0m/s。對應到現場,這個風速可歸為蒲氏1級風,但風向標不能轉動。
1.2 點源描述
該試驗模擬的點源為井噴事故地表源,盡管在現場的噴射流達到10m量級,按照1:2000的比例,經幾何縮比後也只有5mm,淹沒在地表粗糙中,其相應參數如表1所示[3-5]。
參考資料:
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、事故背景與經過
南方石油公司打2號預探井,該井位於我國南方某市郊區,周邊地勢平坦,該井口周邊2 km范圍內有居民7 800餘人,井口與周邊居民住宅距離不足60m。設計井深550m,目的層為上第三繫上新統茨營組第三段氣層,不含硫化氫等有害氣體。該井由北方石油勘探局鑽探公司660鑽井隊承鑽。該井鑽井工程設計單位是北方石油勘探局工程技術研究所,該設計的審批部門是南方石油公司勘探開發分公司。
2號預探井於11月22日開鑽,11月29日二開鑽進。12月1日鑽至井深491m後,按設計要求下鑽取芯。取芯鑽進至498 80 m後起鑽,未發生異常現象。12月1日22:30再次下鑽到井底,因下鑽時疏忽,鑽具未按設計要求將回壓閥組合到鑽具中。石油公司監督雖已發現這一問題,但以剩餘進尺不多為由,未下達立即起鑽更換鑽具組合的指令,致使這一重大隱患未能及時消除。12月2日凌晨1:20鑽至井深550 m完鑽,循環至2:10後開始起鑽。當時鑽井液密度、黏度符合工程設計要求,井口無任何異常顯示。當2:50起出第3柱鑽具,正在起第4柱鑽具時,發現鑽井液從鑽具內突然湧出,井噴隨之發生。井隊搶接回壓閥失敗,井噴失控。噴至7:00,井下壓力開始減弱,660鑽井隊立即搶接上回壓閥和方鑽桿,井噴得到控制。井噴失控約4個小時,險情於7:30解除,隨後恢復正常施工。井噴期間,風力1~2級,噴出的天然氣和泥漿隨風向擴散。
井噴發生後,北方石油勘探局和南方石油公司主要領導及時趕到事故現場,啟動應急預案,在當地政府配合下,採取了設立警戒線、向地方政府報告、疏散周邊群眾等一系列措施。
整個搶救過程中,疏散村民3 000多人,沒有造成火災等二次事故的發生,沒有人員傷亡。
與事故發生有關的其他因素:
為防止起鑽過程發生井噴,工程設計要求「每起一個立柱灌滿一次泥漿」。而在實際操作中,實行「兩柱一灌」,致使灌漿時間滯後;同時,在崗人員經驗不足,加上夜晚不易觀察,不能准確判斷實際灌漿效果。
工程設計要求.二開後鑽具組合中的回壓閥要安裝在鑽頭的上部。鑽至491~498.80m井段取芯時,因取芯鑽進需投球割芯,故必須將回壓閥從鑽具組合中拆除。取芯結束後,又重新下鑽到井底,但此時忘記將回壓閥組合到鑽具組合中,而是將回壓腳安裝到方鑽桿保護接頭下,當鑽井完畢起鑽時,回壓閥隨同方鑽桿一同卸下,使得鑽具組合完全不具備內防噴功能。以致完鑽起鑽發生氣浸時,井下流體順利進入鑽具內,加之該井系550 m的淺井,流體上升行程短,一經發生氣浸,短時便可形成井涌,並迅速造成井噴。
井口安裝了全封和半封防噴器,但不具備剪切功能。
二、事故原因分析
(1)井內液柱壓力不能有效平衡地層壓力,從而導致氣浸和井涌。
為防止起鑽過程發生井噴,工程設計要求「每起一個立柱灌滿一次泥漿」,而在實際操作中,實行「兩柱一灌」,致使灌漿時間滯後。同時,坐崗人員經驗不足,加上夜晚不易觀察,不能准確判斷實際灌漿效果。使得井筒內、鑽具內液柱壓力低於井下地層壓力,從而造成氣體浸入鑽具造成井涌。
(2)未按設計要求組合鑽具,是造成井噴失控的直接原因。
工程設計要求,二開後鑽具組合中的回壓閥要安裝在鑽頭的上部。鑽至491~498.80m井段取芯時,因取芯鑽進需投球割芯,故必須將回壓閥從鑽具組合中拆除。取芯結束後,又重新下鑽到井底,但此時忘記將回壓閻組合到鑽具組合中,而是將回壓閥安裝到方鑽桿保護接頭下,當鑽井完畢起鑽時,回壓閥隨同方鑽桿一同卸下,使得鑽具組合完全不具備內防噴功能。以致完鑽起鑽發生氣浸時,井下流體順利進入鑽具內,加之該井系550 m的淺井,流體上升行程短,一經發生氣浸,短時便可形成井涌,並迅速造成井噴。
(3)現場監督管理不嚴,是事故發生的間接原因。
鑽井過程中,南方石油公司不認真履行監督職責,隨意降低工作標准,是造成事故發生的重要原因。660鑽井隊違反灌漿規定,擅將「一柱一灌」改為「兩柱一灌」,甲方監督未及時制止;完鑽鑽具組合缺少井下回壓閥,南方石油公司監督已經發現,卻未能果斷下達起鑽變更鑽具組合的指令。致使這些重大隱患未能及時消除,導致井噴事故的發生。
三、防範措施
(1)鑽井隊必須配齊所有內防噴工具。二開後各趟鑽具人井,必須在鑽頭處安裝回壓閥。
(2)鑽井隊除應配備遠程式控制制台外,還必須同時配備使用司鑽控制台,確保井下突現異常時,最大限度縮短關、封井時間。
(3)採用連續灌漿,並配備使用專用小型灌漿罐,提高泥漿灌人量的計量精度。
(4)起鑽前,充分循環泥漿3周以上,先短起2~3柱,靜止一段時間再下至井底,循環測試後,確信井下無氣體侵人方可正式起鑽。
(5)安裝剪切式閘板防噴器。
『貳』 油氣井為什麼要點火放噴
油氣井要點火放噴的原因可能有以下幾點:
1、控製成本
雖然說是油井,但是裡面會混有少量的天然氣,能夠把天然氣分離出來存儲使用固然很好。但是增加一套天然氣分離系統的費用,遠遠比這少量天然氣價值要貴出很多倍,所以還不如把它燒掉。
2、確保安全
跟石油一起出來的天然氣,屬於窒息性氣體,會給工作人員帶來很大的安全隱患。而且這些天然氣直接排到大氣中,也很不安全,一旦遇到明火會發生火災,甚至爆炸。因此油田專門安裝了燃燒嘴(也稱火炬),在可控制的條件下,將這些氣體燒掉,確保安全。
3、減小井口壓力
在石油與天然氣鑽探開采過程中,由於地層壓力掌握不準、鑽井液密度偏低、井筒內鑽井液液面下降和起鑽與下鑽過程中失誤及控制措施不力等都會引發氣侵、溢流、井涌、井噴,需要放噴泄壓減小井口壓力。
油井產能評價方法:
油井產能評價是通過產能測試完成的。 常規的產能測試是在地下進行的,即通過測量油井產量和井底壓力來確定油井的產能指數,從而對油井產能做出評價。
對於某些油井,井底壓力測試十分困難,產能評價往往難以實現。 為了有效評價油井的產能,對其評價方法進行了改進,即把產能測試從地下移至地面,通過測試油嘴的產能方程來評價油井的產能,並採用油嘴產能指數的大小來評價油井產能的高低。
通過測量不同油嘴大小的油井產量,即可確定油嘴產能指數。 研究表明,油嘴產能測試不影響油井的正常生產,也不增加任何測試費用,方法簡單、實用。
『叄』 井噴是怎麼回事,為什麼說2003年12月川東的井噴是災難性事故
井噴這個詞現在處處可見,股市突然上漲叫井噴,出國留學熱叫井噴,就連入世後大家排隊買汽車也被認為是汽車市場的井噴。實際上井噴是石油開發術語。在地下的油、氣層,特別是氣層往往有很高的壓力,如果在鑽井過程中鑽頭鑽進高壓層段而地層的壓力又超過井內泥漿柱的靜水壓力,高壓的油或氣就會從井口噴湧出來,這就是井噴。鑽井工程師這時應該立即增加泥漿的比重,用加重的泥漿柱的壓力將高壓油氣層壓回地層。如果還壓不住,可以將井口的控制泥漿流出的閥門(叫做防噴器)關閉,然後再做進一步的處理。如果井下壓力巨大,則可能將防噴器沖壞,這是井噴失控,地下的高壓油、天然氣、地下水夾帶著泥沙從井口噴出。井噴時往往會噴出大量的油氣,遇到井場用電設備的電火花或氣流擊破井架上的燈具,就可能引起沖天大火。嚴重的失控井噴可在幾分鍾內將幾十米高的井架燒塌,還會引發周圍火災,造成人員傷亡。鑽井工程中一旦發生井噴,結果往往是災難性的。
有些油井的油層壓力很高,石油天然氣能自噴到井口,因此採油時要控制井口的壓力,使石油天然氣有控制地流出,但井口設備出現故障無法控制壓力,特別是人為的破壞,也會使地下的石油天然氣從井口洶涌噴出。如伊拉克從科威特撤出時,將油井的井口設備破壞,使石油天然氣洶涌噴出,並點燃,形成油田大火,以此作為戰爭手段。失控井噴不僅使油田的地面和井口設備破壞,而且噴出的大量石油天然氣往往對環境產生災難性的後果。
在兩伊戰爭中共有8座油井受損,每天有約111.7萬升石油白白地流入海里,將波斯灣沿岸蓋上一層厚厚的粘稠黑油,所有的人都無能為力。兩國政府被迫關閉了將海水淡化為飲用水的工廠,導致了居民生活嚴重缺水。井噴事故中遭殃的野生動物包括海龜、海豚和海蛇,許多魚類和海鳥也都死去了。受到最慘重打擊的動物是以海藻為生的儒艮(或稱海牛),波斯灣的儒艮到1983年7月幾乎全部死亡。石油泄漏入海,並粘附在所有水中生物上。清理海灘也是一項長期又艱難的作業。世界野生動物基金會聲稱,波斯灣水域恢復正常需30年之久。
2003年12月23日,我國川東北氣礦的羅家16H井,在鑽遇高壓、高產的天然氣層時,由於沒有及時用重泥漿將高壓氣層湧出的天然氣流壓住,又沒有按安全生產的規定作業,發生井噴,噴出的天然氣高達30米,在距離井噴現場10千米的鎮上,都能聞到濃濃的混有硫化物的天然氣氣味。由於噴出的天然氣中硫化氫含量高達120克/立方米(是允許含量20毫克/立方米的600倍),有毒的硫化氫在附近彌漫,造成244人死亡,3萬人緊急疏散。這是我國石油工業最嚴重的一起井噴失控和人員傷亡事故。
『肆』 石油的井噴是怎麼一回事
由於岩石上方覆蓋了很厚一層岩石,所以地下石油受到了上方岩石給予的很大的壓力,當地層鑽開始,如果油井內的壓力過小的話就會導致石油被擠壓出來,地層內的壓力越大,井噴事故就越嚴重。可以想像地層像一個瓶子,石油就像瓶子里的水,而你捏著瓶子就像地層內的壓力,如果瓶子的蓋子是關緊的,在外面使勁擠壓瓶子水紋絲不動,鑽井就像擰開瓶蓋,瓶蓋擰開,瓶子內外壓差就導致水噴出來了
『伍』 石油是怎樣采出來的
經過了大量的勘探研究,一旦確定油氣田有工業開采價值,就要進行開發、采出石油的工作。
要使石油和天然氣流到地表,首先要打好鑽井。經過地質勘探和開發人員的艱苦勞動和研究,找到了地下的油氣藏,確定了打井的位置、數量和深度,鑽井工人就要在定好的井位上鑽井。
目前常用的鑽井技術是轉盤(旋轉)鑽井。它由一套地面設備(包括鑽機、井架)和一套提升系統及鑽桿、鑽具和鑽頭等組成。通過提升系統將鑽具提起、放下,靠轉盤轉動帶動鑽具轉動,再轉動鑽頭破碎岩石。被破碎的岩石碎屑被泥漿泵帶入井內的泥漿循環再帶到地面。鑽頭磨損了,就再將鑽具提上來,更換新鑽頭,放入井底再次鑽進,直至目的層(圖31)。這是目前世界上使用得最廣泛的鑽井方法。
圖35酸化壓裂作業
到了油田開發的後期,當地下的原油所剩不多的時候,為了采出殘留在油層中的石油,還要採用二次採油法甚至三次採油法,比如往油層中注入加熱的二氧化碳或用火燒油層,以提高石油的采出量。
海洋採油比陸地採油不但難度大而且成本也高,目前主要有4種採油的方式:從海岸陸地上打斜井,鑽至海底油層,目前最遠的可深入海中3千米以上;在海中建造人工島,在島上鑽井採油。這是兩種適用於海水深度在10米左右的淺水區。第三種是海上鑽井平台採油,即在海上建造一個鋼筋結構或鋼筋混凝土結構的固定平台,用定向鑽井法在平台上鑽井,同時可以採用多口採油井,還可以用浮動式鑽井船打井、採油。第四種是利用近年來潛水工具的改進與計算機相結合而發展起來的海底採油裝置進行採油,這是一種較為安全,但技術復雜、難度較大的方法。
『陸』 為什麼石油的鑽井平台有火噴出
因為石油在開採的過程中會不斷有氣體產生,如果不將這些氣體排出,很有可能造成更大的安全隱患甚至引起爆炸。而一般處理這些氣體的方法就是燃燒消耗,所以經常會有火噴出。
『柒』 鑽井過程中導致井噴的原因有哪些
井噴是鑽井過程中地層流體(石油、天然氣、水等)的壓力大於井內壓力而大量湧入井筒,並從井口無控制地噴出的現象。
發生井噴的原因是對鑽開的地層壓力情況不清或預計不準,使用的鑽井液密度不足以平衡地層壓力,導致地層流體大量湧入井筒,再加上地面控制系統失靈無法有效控制。
直接原因:
(1)氣侵或注水造成壓井液密度的降低;
(2)井控意識不強,思想麻痹;
(3)發現井涌後未果斷關井,造成噴勢過猛而無法關井;
(4)井口沒安裝防噴器;
(5)防噴系統安裝不合格。
希望你採納。