高压含硫气井安全钻井技术
高含硫气田开采安全技术
高含硫气田开采安全技术
一、绪论
含硫气田是指产出的自然气中含有硫化氢以及硫醇、硫醚等有机物的气田。
硫化氢含量在2%～70%为高含硫化氢气田[]。
世界上已发觉了400多个具有商业价值的含硫化氢气田[1,]。
而目前我国含硫气田(含硫2%～4%)气产量占气产量的60%。
四川、渤海湾、鄂尔多斯、塔里木和准噶尔等盆地相继发觉了含硫化氢自然气[1,-10]。
硫化氢含有剧毒[10],对人员有肯定的危害。
随着自然气勘探力度的不断加大,油气钻井的难度不断增加,含硫自然气田的开采变得非常重要，现已成为我国自然气开发的一个重要方向。
- 1 -。
高含硫气井钻井
降低应力水平的井身结构设计
第二种： 第二种：在上部采用特厚壁套管同时降低钢级 在上部采用特厚壁套管同时降低钢级以提高硫化物开裂抗力 以提高硫化物开裂抗力， 在上部采用特厚壁套管同时降低钢级以提高硫化物开裂抗力，一些 含硫化氢的气井应优先采用这些方法。例如，美国 含硫化氢的气井应优先采用这些方法。例如，美国1972年在派尼伍 年在派尼伍 兹西南气田气井下6 兹西南气田气井下 5/8"（φ168mm）油层套管，由于含硫化氢，不 （ ）油层套管，由于含硫化氢， 宜用高强度套管。因此采用了钢材屈服强度仅586Mpa（屈服强度 宜用高强度套管。因此采用了钢材屈服强度仅 （ 85Ksi）的特厚壁套管，壁厚28.6mm。 ）的特厚壁套管，壁厚 。 第三种： 第三种：上大下小的复合套管柱和油管柱 这不仅有利于降低应力水平，以便采用较低钢级的套管， 这不仅有利于降低应力水平，以便采用较低钢级的套管，而且有 利于下入大直径油管以适应高产气井抗冲蚀的要求。 利于下入大直径油管以适应高产气井抗冲蚀的要求。
硫化氢气井的井身结构设计方法
（1）满足以临界应力百分比为基础的抗内压设计安全系数 ） J55和K55套管管体和接箍：临界应力百分比大于或等于 和 套管管体和接箍： 套管管体和接箍 临界应力百分比大于或等于80%，安全 ， 系数大于或等于1/0.8=1.25； ； 系数大于或等于 L80，C90和T95，临界应力百分比大于或等于 ， 和 ，临界应力百分比大于或等于90%，安全系数大于 ， 或等于1/0.9=1.11。 。 或等于 C110ksi级别的抗硫钢种未列入标准，其临界应力百分比由厂家提 级别的抗硫钢种未列入标准， 级别的抗硫钢种未列入标准 供，设计者认可。设计者可按上述方法计算设计安全系数。安全系数大 设计者认可。设计者可按上述方法计算设计安全系数。 于或等于1/0.85=1.17 于或等于 GB aq2102石油天然气安全规程：抗挤 —1.125，抗内压 石油天然气安全规程： 石油天然气安全规程 抗挤1— ，抗内压1-1.25
高压高含硫气井安全生产操作规程
高压、高含硫气井钻井安全生产操作规程（初稿）1 主题内容与适用范围本规程规定了高压、高含硫气天安全钻井作业时，井场及钻机设备的布置、钻井生产过程中对硫化氢检测与人身防护应遵守的基本原则、井控装置的安装和材质、钻井设计的特殊要求、钻井安全操作。
本规程适用于中国石化股份公司范围内的陆地高压、高含硫油气田勘探开发中的钻井施工，同样适用于含硫气田勘探开发钻井施工。
海洋钻井施工可参照执行。
2 引用标准及参考书目SY/5225-87《石油与天然气钻井、开发、储运防火防爆安全规定》GB/8789-1988《职业性及性硫化氢中毒诊断标准及处理原则》SY/5087-93《含硫油气田安全钻井法》SY/5225-87《含硫油气田硫化氢监测与人身安全防护规定》SY/6455-2000《陆上石油工业安全术语》SY/6426-1999《钻井井控技术规程》SY/5053.1-2000《防喷器及控制装置防喷器》SY/5053.2-2001《地面防喷器及控制装置控制装置》SY/6203-1996《油气井井喷着火抢险作法》SY/5876-93《石油钻井对安全生产检查规定》《石油天然气钻井健康、安全与环境管理》杜君主编 1998.5 石油工业出版社《钻井作业HSE风险管理》中国石油天然气集团公司HSE指导委员会编《井下作业HSE风险管理》中国石油天然气集团公司HSE指导委员会编《钻井手册（甲方）》《钻井手册（甲方）》编写组编 1990.12石油工业出版社3 术语3.1 安全临界浓度在此浓度中，工作人员可在露天安全工作8小时（硫化氢的最高容许浓度，为10mg/m3）。
3.2 氢脆化学腐蚀产生的氢原子，在结合成氢分子时体积增大，致使低强度钢或软钢发生氢鼓泡，高强度钢产生裂纹，使钢材变脆。
3.3 硫化氢应力腐蚀开裂钢材在足够大的外拉力或残余张力下，与氢裂纹同时作用下发生的破裂。
3.4 硫化氢分压在相同温度下，一定体积天然气中所含硫化氢，单独占有该体积时所具有的压力。
《含硫油气井钻井操作规程》
前言Ⅱ
9钻井安全作业5
10应急响应7
前 言
本标准由石油钻井工程专业标准化委员会提出并归口。
本标准起草单位:四川石油管理局钻采工艺技术研究院.
本标准主要起草人：李强、高碧桦、杨开雄。
含硫油气井钻井操作规程
1
本标准重点规定了含硫化氢油气井地质及工程设计、井场及钻井设备布局、井控装置和井用管材选用、人员培训、硫化氢监测及人身安全防护、钻井安全操作、应急预案制定及应急响应、井喷失控处理应遵循的基本准则，其它内容按有关的钻井操作规程执行.
4。3钻井设备的安放位置应考虑当地的主要风向和钻开含硫油气层时的季节风风向。井场内的发动机、发电机、压缩机等易产生火花的设备、设施及人员集中区域,宜布置在相对井口、放喷管线出口、液气分离器及除气器的排气管线出口、钻井液罐等容易排出或聚集天然气的装置的上风方向。
4.4发电房、锅炉房等应设置在当地季节风的上风方向；发电房距井口30m以上，锅炉房距井口50m以上；储油罐应摆放在距井口30m以上、距发电房20m以上的安全位置。
4。5井场电器设备、照明器具及输电线路的安装应按SY 5225中的相应规定执行。
4。6井场周围应设置两到三处临时安全区,一个位于当地季节风的上风方向处，其余与之成900～1200分布。
4.7在临时安全区、道路入口处、井架上、值班房等点上安装风向指示器（如风向标、风飘带、风袋、风旗等)。
4。8钻入含硫油气层前,应将机泵房、循环系统及二层台等处设置的防风护套和其他类似的围布拆除。寒冷地区在冬季施工时,对保温设施可采取相应的通风措施,以保证工作场所空气流通。
5.11放喷管线出口不能正对井场附近的居民住宅、距各种设施不小于100m、具备放喷点火的条件.
5.12液气分离器排气管线（按设计通径）应从分离器单独接出，液气分离器及除气器的出口接至距井口50m以远有点火条件的安全地带.
开采高含硫气田安全措施
浅析开采高含硫气田安全措施【摘要】高含硫气田中含有大量的硫化氢，一氧化碳，二氧化碳等有强烈的毒性、污染性、腐蚀性的气体，这些特征大大地增加了高含硫气田开发的安全环保风险。
为了避免在开发高含硫气田的过程中有可能发生的由于管道设施等被腐蚀、或者开裂而引起有害气体泄漏，从而酿成火灾、中毒、爆炸等重大安全环保事故，我们首先要认清高含硫气田安全生产的关键环节，有针对性的采取安全措施和先进技术，从而保证气井安全正常生产。
【关键词】高含硫气田安全措施腐蚀防护控制与监测系统普光气田我国现已探明的天然气田中近一半为高含硫气田，有100多个。
但尽管我国高含硫天然气储量大，却因为相关技术和安全防范措施不成熟而没有得到很好的开发和利用。
剧毒无比且腐蚀性强的硫化氢是高含硫气田的第一杀手。
开发难度特别大。
1 高含硫气田开发的特殊性及复杂性目前，我国国民经济的发展突飞猛进，对天然气这种能源的需求日益加大。
为保证天然气供给，为经济发展奠定坚实的基础，实现天然气生产企业的可持续发展，对高含硫气田的开发和利用已经成为我们目前工作中的重中之重。
一些欧美国家对此研究探索开始的较早，目前已经取得了一定的成就，形成了一套成熟的技术和管理经验。
而我国对于高含硫气田的研究开始的比较晚，目前很多技术和经验还不成熟，面临诸多难题。
因此，要确保高含硫气田平稳高效开发，必须要先分析影响高含硫气田安全的众多原因，对原有的安全措施做可行性评价，对其中存在的薄弱环节加强风险防范措施，积极探索先进科学技术，增强整个生产过程中的安全措施，确保整个工程的人员安全和生产效率。
高含硫气田开发的难题主要有以下几点：1.1 开发配套技术不完善高含硫气田开发过程中的硫化氢是一种无色、腐蚀性的剧毒气体，对环境、安全和设备的腐蚀影响十分严重。
酸性气田多采用湿气集输工艺，湿原料气主要含有的h2s、有机硫等具有较强的腐蚀性的成份，会导致管材的严重腐蚀、硫化物应力开裂（ssc）和氢诱发裂纹（hic）等。
《含硫化氢油气井安全钻井推荐作法》SY5087
含硫化氢油气井安全钻井推荐作法SY/T 5087-2005目次前言1 范围2 规范性引用文件3 术语和定义4 人员防护5 井场及钻井设备的布置6 井用材料及设备7 地质及钻井工程设计的特殊要求8 应急管理9 井场安全10 钻井作业中的特殊要求11 特殊作业12 海上作业附录A（资料性附录）硫化氢的物理特性和对生理的影响附录B（资料性附录）二氧化碳的物理特性和对生理的影响附录C（资料性附录）硫化氢扩散的筛选方法附录D（资料性附录）酸性环境的定义前言本标准参考API RP 49:2001《含硫化氢油气井钻井、修井作业推荐作法》（英文版）进行修订。
本标准代替SY/T 5087-2003《含硫油气井安全钻井推荐作法》。
本次修订的主要内容有：——范围：——井场和钻机设备布置（对应API RP 49:2001第8章部分章条）；——地质及钻井工程设计的特殊要求。
新增加内容有：——人员及设备防护（对应API RP 49:2001第5章、第6章）；——应急预案（对应API RP 49:2001第7章部分章节）；——井场安全（对应API RP 49:2001第10章及API RP 55第9章部分章节）；——井用材料及设备（含井控装置的材质和安装）（对应API RP 49:2001第9章部分章节）；——特殊作业（对应API RP 49:2001第11章部分章节）；——海上作业（对应API RP 55第11章）；——附录A（对应API RP 49:2001附录A，API RP 55表Ａ.１和表Ａ.2）；——附录B（对应API RP 55附录B、表B.1和表B.2）；——附录C（对应API RP 49附录C）；——附录D（对应API RP 55附录D）；本标准的附录A、附录B、附录C和附录D均为资料性附录。
本标准由石油工业安全专业标准化技术委员会提出并归口。
本标准起草单位：中国海洋石油总公司健康安全环保部、四川石油管理局钻采工艺研究院。
高含硫化氢气田钻井作业危险识别及控制措施
高含硫化氢气田钻井作业危险识别及控制措施唐开永(注册安全工程师、一级安全评价师)目前我国含硫气田占全国产量的60%。
我国“十五”期间探明的天然气中有990×108为高硫化氢（硫化氢含量大于或等于30g/m³），其主要分布在鄂尔多斯、塔里木、四川盆地及柴达木盆地。
含硫气井的开采是具有高度危险性的作业，世界各国在含硫气井开采过程中，井喷事故的发生层出不穷，常常会发生灾难性的事故，开采面临的风险很大。
一、风险识别钻井液中的硫化氢主要来源于含硫化氢地层。
硫化氢钻井作业中面临的特定危害和影响如下表。
硫化氢钻井作业中的特定危害和影响在钻井过程中，硫化氢主要集中在①井口附近；②钻井液出口；③除气器口；④循环池；⑤泥浆筛附近；⑥生活区、发电机、配电房抽风口处。
硫化氢职业危害程度级别为II级高度危害，10 m g/m³是《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ2-2002）规定的最高容许浓度。
硫化氢腐蚀方式主要有电化学失重腐蚀。
氧诱发型裂纹（HIC）腐蚀、应力腐蚀开裂及硫堵；硫化氢对人的危害主要是毒性危害。
二、控制措施1、人员培训现场监督是硫化氢作业环境现场监督的负责人，也是组织实施应急预案的现场指挥，除了接受硫化氢防护的基本培训外，还应清楚自己在应急预案中的职责，掌握钻井遇到硫化氢之前对钻井液的处理和硫化氢对设备的影响等。
在含硫气井作业的相关人员应进行硫化氢防护培训，了解硫化氢自救和他救的知识。
对其他到访人员则应该知道有关出口路线、紧急集合区位置、适应的警报信号和在紧急情况下的响应方法和个人防护用品的使用。
2、钻井设备选择和布置由于硫化氢对设备腐蚀严重，所以钻井设备的金属材料应该具备抗应力开裂的性能，非金属材料应能承受相应的压力、温度和硫化氢环境，同时应考虑化学元素或其他钻井液条件的影响。
井场及钻机设备的安放应考虑季风风向，井场值班室、工作室、钻井液室应设在井场季风的上风方向。
在季风上风方向较远处专门设置消防器材室，配备足够的防毒面具和配套供氧呼吸设备。
含硫油、气井安全钻井技术
含硫油、气井安全钻井技术含硫油和气井是一种非常特殊的油井，由于其特殊地质条件，钻井、生产、储运都会带来很大的安全风险。
本文将介绍针对含硫油、气井的安全钻井技术，以确保钻井过程安全高效，同时最大化地保留储量。
含硫油的特点含硫油是指含有较高含量的硫和H2S（硫化氢）的油，在钻井、生产过程中会释放出H2S气体，这种气体是一种强烈的毒气，对人体和设备都有很大的危害。
因此，钻井作业时特别需要注意安全措施。
在含硫油井区域中，最常见的岩石是石膏，它具有很高的可塑性和滑动性，因此，需要采取特殊的措施来抑制井壁塌落，并保持井眼稳定。
气井的特点气井通常是指天然气或其他可燃气体的储藏地点，由于其高压和易燃性，需要采取特殊的安全措施。
特别是在钻井和作业过程中，需要小心谨慎，以防止火灾或瞬间释放过多天然气造成爆炸。
由于气井具有高产能、高危险系数等特点，因此在钻井和生产中需要采取一系列特殊技术措施，以保证其安全稳定地运行。
含硫油、气井的安全钻井技术钻头及钻井液在含硫油、气井钻井过程中，钻头和钻井液被认为是最重要的因素之一。
通常钻头不能使用高速钻头，因为这会导致较大的井壁塌落和扰动。
使用钻头需要特别注意，以避免塌落和沉降。
另外，由于施工现场气体中含有硫化氢，因此钻头需要覆盖住气腔。
钻井液是防止井眼塌陷的关键。
通常，含硫油、气井用的钻井液都是氯化钙压裂液，因为它能够抑制石膏塌陷和应力倒挂。
而在气井中，一般会使用水基泥浆，以避免刺激天然气的释放。
安全设备在含硫油、气井钻井过程中，需要采取一系列安全措施，以保证工人的安全和设备的安全。
通常需要使用鼻子阀、控制阀、排气阀和蓄能器等安全设备。
鼻子阀被用来调节控制钻杆的封闭度，从而减小对井壁结构的伤害。
控制阀、排气阀和蓄能器则用于控制井口气体的释放和储存。
通风及空气净化由于含硫油、气井中气体的毒性和危险性，通风和空气净化也是非常关键的安全措施。
在施工过程中，需要使用吸气式排风机来排出有毒气体和惰性气体，同时需要对空气进行净化和过滤，以提高空气质量。
高含硫气田钻井工程技术难点及应对措施——以土库曼斯坦阿姆河气田为例
作者简介：刘川生，１９５５年生，高级工程师；从事油气井钻井、完井、修井、增产措施、测试等研究工作。
地址：（６１００００）四川省成都市成华区猛追湾街２６号附１号。
电话：（０２８）８６０１１９６９。
Ｅ‐ｍａｉｌ：ｌｃｓ７９２１８＠１６３．ｃｏｍ高含硫气田钻井工程技术难点及应对措施———以土库曼斯坦阿姆河气田为例刘川生１ 周仕１ 晏凌２ 邓仕奎１１．中国石油川庆钻探工程公司国际工程公司 ２．中国石油川庆钻探工程公司 刘川生等．高含硫气田钻井工程技术难点及应对措施———以土库曼斯坦阿姆河气田为例．天然气工业，２０１３，３３（１）：７９‐８４． 摘 要 阿姆河右岸气田是土库曼斯坦主要产气区之一。
为保障２００６年中国政府同土库曼斯坦政府签署的３００×１０８ｍ３天然气供应合同的顺利实施，首先对该合同区块过去勘探开发历程以及地质、工程情况作了深入分析，总结了该区块存在的工程难点、风险，并重点研究了钻井作业速度低和钻井报废的原因；然后，提出了满足高产气井的合理井身结构设计方案和井控装置配套方案，以及各层套管需要解决的地质工程难点，最后，制订了第三、四次开钻钻进控制盐水浸、膏盐溶解、膏盐缩径、井涌井喷等工程风险的应对技术措施。
从２００８年５月第１口井开钻到２０１２年５月，共钻井４８口，无１口井报废，成功率达１００％，平均建井周期１５６．７５ｄ，平均机械钻速３．１７ｍ／ｈ，创造了该区钻井记录，形成了适合阿姆河右岸高温、高压、高含硫气田的一整套钻井技术。
关键词 土库曼斯坦 阿姆河右岸合同区块 高温高压高含硫 气田 难点 方案 措施 井控 ＤＯＩ：１０．３７８７／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００‐０９７６．２０１３．０１．０１３Ｄｒｉｌｌｉｎｇｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｉｎｈｉｇｈ‐ｓｕｌｆｕｒｇａｓｆｉｅｌｄｓｉｎＴｕｒｋｍｅｎｉｓｔａｎａｎｄｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓＬｉｕＣｈｕａｎｓｈｅｎｇ１，ＺｈｏｕＳｈｉ１，ＹａｎＬｉｎｇ２，ＤｅｎｇＳｈｉｋｕｉ１（１．ＯｖｅｒｓｅａｓＰｒｏｊｅｃｔＤｉｖｉｓｉｏｎｏｆＣＮＰＣＣｈｕａｎｑｉｎｇＤｒｉｌｌｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ６１００４１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣＮＰＣＣｈｕａｎｑｉｎｇＤｒｉｌｌｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ６１００５１，Ｃｈｉｎａ）ＮＡＴＵＲ．ＧＡＳＩＮＤ．ＶＯＬＵＭＥ３３，ＩＳＳＵＥ１，ｐｐ．７９‐８４，１／２５／２０１３．（ＩＳＳＮ１０００‐０９７６；ＩｎＣｈｉｎｅｓｅ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅＡｍｕＤａｒｙａＲｉｖｅｒＲｉｇｈｔＢａｎｋＧａｓＦｉｅｌｄｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍａｊｏｒｇａｓｚｏｎｅｓｉｎＴｕｒｋｍｅｎｉｓｔａｎ．ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅａｓｍｏｏｔｈｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＮａｔｕｒａｌＧａｓＳｕｐｐｌｙＣｏｎｔｒａｃｔ（３００×１０８ｍ３）ｓｉｇｎｅｄｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔａｎｄｔｈｅＴｕｒｋｍｅｎｇｏｖｅｒｎ‐ｍｅｎｔ，ｗｅｆｉｒｓｔｍａｄｅａｄｅｅｐｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｉｎｔｏｔｈｅｐａｓｔｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇａｎｄｄｒｉｌｌｉｎｇａｓｗｅｌｌａｓｇｅｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｎｔｈｉｓｃｏｎｔｒａｃｔｅｄｚｏｎｅ；ｔｈｅｎｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓａｎｄｒｉｓｋｓｆｏｒｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ；ａｎｄｆｏｃｕｓｅｄｏｎｅｘｐｌｏｒｉｎｇｔｈｅｒｅａｓｏｎｓｆｏｒｌｏｗｄｒｉｌｌｉｎｇｓｐｅｅｄａｎｄｗｅｌｌａｂａｎｄｏｎｍｅｎｔｉｎｔｈｉｓｆｉｅｌｄ．Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ｗｅｔｈｅｎｐｒｏｐｏｓｅｄｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｗｅｌｌｂｏｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎａｎｄｒｅ‐ｌａｔｅｄｗｅｌｌｃｏｎｔｒｏｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｆｏｒａｈｉｇｈｙｉｅｌｄ，ｃｌａｒｉｆｉｅｄｅｘｉｓｔｉｎｇｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｂｙｅａｃｈｌａｙｅｒｏｆｃａｓｉｎｇ，ａｎｄｆｉｎａｌｌｙｗｏｒｋｅｄｏｕｔｓｏｌｕｔｉｏｎｓｔｏｓｍｏｏｔｈｏｕｔｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｒｉｓｋｓｓｕｃｈａｓｓａｌｔｗａｔｅｒｅｎｃｒｏａｃｈｍｅｎｔ，ｇｙｐｓｕｍｓａｌｔｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｈｏｌｅｓｈｒｉｎｋａｇｅｂｙｇｙｐｓｕｍｓａｌｔ，ｋｉｃｋｓ，ｂｌｏｗｏｕｔｓ，ａｎｄｓｏｏｎｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｔｈｅｔｈｉｒｄａｎｄｔｈｅｆｏｕｒｔｈｓｐｕｄ‐ｉｎｄｒｉｌｌｉｎｇｏｐｅｒａ‐ｔｉｏｎｓ．Ｂｙａｐｐｌｙｉｎｇｔｈｅａｂｏｖｅｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ，ｗｅｈａｖｅｓｅｔａｎｅｗｒｅｃｏｒｄｉｎｔｈｉｓｆｉｅｌｄｂｙｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｄｒｉｌｌｉｎｇａｔｏｔａｌｏｆ４８ｗｅｌｌｓｆｒｏｍＭａｙ，２００８ｔｏＭａｙ，２０１２ｗｉｔｈａｓｕｃｃｅｓｓｒａｔｉｏｏｆ１００％，ｗｉｔｈｎｏｗｅｌｌａｂａｎｄｏｎｅｄ，ａｎｄｗｉｔｈａｎａｖｅｒａｇｅｗｅｌｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄｏｆ１５６．７５ｄａｙｓａｎｄｔｈｅａｖｅｒａｇｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆ３．１７ｍ／ｈ；ｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｏｆａｌｌ，ａｆｕｌｌｓｅｔｏｆｄｒｉｌｌｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｆｏｒｍｅｄｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｈｅｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｇａｓｗｅｌｌｓｗｉｔｈａｈｉｇｈｓｕｌｆｕｒｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅＡｍｕＤａｒｙａＲｉｖｅｒＲｉｇｈｔＢａｎｋＧａｓＦｉｅｌｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔｕｒｋｍｅｎｉｓｔａｎ，ＲｉｇｈｔＢａｎｋｏｆｔｈｅＡｍｕＤａｒｙａＲｉｖｅｒ，ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｈｉｇｈｓｕｌｆｕｒｃｏｎｔｅｎｔ，ｇａｓｆｉｅｌｄ，ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ，ｐｌａｎ，ｍｅａｓｕｒｅ，ｗｅｌｌ‐ｃｏｎｔｒｏｌ 土库曼斯坦油气合作勘探开发项目［１‐２］是中国国家能源战略的重要组成部分，中国石油川庆钻探工程公司（以下简称川庆钻探）承担了阿姆河右岸的钻井、修井项目以及配套的钻井、修井工程技术服务。
高压含硫气井操作及安全注意事项
（1）罗家16号井现场组技术负责人王建东， 为了更换已经损坏的测斜仪，在明知卸下回压 阀可能造成井喷事故的情况下，还向技术员宋 涛提出卸下回压阀的钻具组合方案。而面对这 一明显的违规行为，作为现场技术人员的宋涛 却没有提出异议。一个看似无关紧要的“回压 阀”由此成为这场灾难的“引子”。
（2）单一的隐患并非一定会发生事故，但隐 患的增多和积累必然会导致事故发生。四川石 油管理局川东钻探公司钻井二公司钻井12队队 长吴斌，明知钻井内没有安装回压阀，可能引 发井喷事故，但作为钻井队队长，他既未向上 级汇报，也未采取任何措施制止这一违反操作 规程的行为，消除隐患，而是放任有关人员违 章操作，结果导致事故发生。
第二部分：硫化氢防护知识
（四） 每月对含硫化氢井和部位全面检 测一次，数据及时登记台账，发现硫化 氢含量变化及时更换标识。
（五） 凡进入含硫化氢的井场或区域内的所有人员， 必须携带硫化氢检测仪，将检测仪悬挂在工服外侧并处 于开机状态，随时观察硫化氢浓度变化情况，特殊情况 操作时（如硫化氢泄露）必须佩戴正压式空气呼吸器。
5．违章卸下钻具中防止内喷的回压阀。 有关负责人员违反相关作业规定，违 章指挥卸掉回压阀，致使发生井喷时 钻杆无法控制，导致井喷失控。
6．未及时采取放喷管点火，川东钻探公司及 有关决策人员对本井是否应采取点火措施制 止硫化氢气体扩散问题，未能尽快做出果断 决策和明确的指令，是事故扩大的原因 。--18小时内，至少有4次点火机会被指挥人 员否决 ，无人敢对设备烧毁负责
三、生产过程管理规定
（二）井场一般施工操作 一般施工操作包括：更换一级盘根、碰泵、启停抽、 更换毛辫子、更换电机及皮带、抽油机维修保养、 测功图、点炉火等不需要井口放空排放油气的操作。 1．进入施工现场前，必须确认硫化氢含量。 2．操作时，操作人员应站在上风口位置，随时监测 硫化氢变化情况，发现检测仪报警立即撤离至安全 地带（上风处）。
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文章编号:1004—5716(2006)09—0191—04中图分类号:TE24 文献标识码:B高压含硫气井安全钻井技术魏学成(黄河钻井总公司,山东东营257064)摘 要:国内各油气田,由于钻井总体技术水平的限制,曾发生过多次严重井喷、井喷失控和着火事故。
据不完全统计,“一五”到现在,全国共钻各类油气井近18×104口,累计发生井喷失控282口,失控后着火的有85口。
其中有6口井含硫化氢,井喷失控后造成了重大人员伤亡和财产损失。
研究如何安全高效钻探高压含硫气井是目前当务之急。
关键词:高压含硫气井;井喷;硫化氢1 硫化氢的性质和危害1.1 硫化氢的物理化学性质硫化氢(H2S)气体分子是由两个氢原子和一个硫原子组成,为无色、剧毒、酸性气体,有臭鸡蛋味,别名氢硫酸。
分子量为34.08,蒸汽压为2026.5kPa/25.5℃,闪点为<-50℃,熔点为-85.5℃,沸点为-60.4℃,相对密度为(空气=1)1.176,比空气稍重,可在空气中易燃,燃烧时发出兰色火焰,燃点为292℃。
通常情况下以气态存在,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。
1.2 硫化氢的危害1.2.1 硫化氢对人的危害硫化氢是具有刺激性和窒息性的无色气体。
低浓度接触仅有呼吸道及眼的局部刺激作用,高浓度时全身作用较明显,表现为中枢神经系统症状和窒息症状。
硫化氢具有“臭蛋样”气味,但极高浓度很快引起嗅觉神经麻痹而不觉其味,所以高含量时难发觉,此时人很容易中毒而导致死亡。
限于硫化氢的危险性,国家职业性安全暴露极限规定:(1)15mg/m3限时加权平均值是日工作8h的暴露安全极限(10ppm);(2)22mg/m3为短期暴露限制(15ppm);(3)30mg/m3是最大暴露限制(20ppm)。
1.2.2 硫化氢对钻井的影响钻井所用设备基本分为金属和非金属两大类,以钢铁和橡胶、塑料为代表。
硫化氢溶于水后形成弱酸,化学活动性很强,对金属的破坏形式主要有电化学失重腐蚀、“氢脆”和硫化物应力腐蚀破裂等。
对于橡胶和塑料类有机类材料,主要是导致失去弹性和开裂。
对水基钻井液具有较大的污染,主要表现为密度、p H 值下降,粘度上升,颜色变深,钻井液流变性变差,形成不动胶。
3.3 自然裂缝型漏失在目前准噶尔该钻探区块,已经钻遇了裂缝性漏层,如某井在5351.00～5354.64m裂缝性漏失层,其漏失量就达到110m3。
先后采用了静止堵漏法和打水泥塞,并经过多次的堵漏,最终保证了顺利的钻过该漏层。
由于裂缝性漏失堵漏施工工艺相对复杂,而且漏失量大,由此可见,对此种类型的堵漏将成为长裸岩堵漏工艺的难点,也是工作的重点。
从目前我们研究成果及现场经验来看,在处理不同的漏失情况时,我们采取不同的堵漏施工方案,尤其对于深井长裸眼段的天然裂缝性部分漏失和完全漏失,对于小漏和中漏,我们采用Z -D TR堵漏或桥塞堵漏;对于大漏,我们采用使用Z-D TR混桥堵剂和桥塞+水泥堵漏,均起到良好的效果。
在现场应用上,对于中小的漏失,一般采用的堵漏方式为,桥塞堵漏;对于大的漏失井段,一般采用的堵漏方式为:桥塞、复合堵漏、桥塞+复合水泥浆堵漏。
3.4 深井长裸眼堵漏工具的研制与使用经过长期的研究与实践,针对复杂漏失井段,以及深井等漏失情况,我们研究所研制了一套测漏仪。
经过我们的分析和评价,该装置均可以应用于准噶尔盆地该区块长裸眼段。
研制开发该仪器的主要目的是:找出漏层.找准漏层,正确地评价漏层性质,以指导堵剂选择,确定施工方案,对成功高效地完成堵漏任务起到关键的指导作用。
4 结论(1)深井长裸眼的堵漏工作,是钻井过程中的一项系统工程,有较大的工作难度及风险性,要找准漏层是处理井漏时遇到的最大技术难题。
因此,需要实事求是的工作才能把堵漏成功率提高。
(2)开展地层压力测量与监测,对堵漏工作的顺利开展十分有利。
(3)开展测漏仪器的研究,可以对堵漏起到指导性作用,提高堵漏的成功率。
(4)起下钻速度,套管下放速度以及泥浆性能均可能引起地层漏失,合理的施工是预防井漏的重要措施。
参考文献:[1] 徐同台,等.钻井防漏堵漏技术[M].北京:石油工业出版社,1997,6.[2] 蒋希文.钻井事故与复杂问题[M].北京:石油工业出版社,2001.总第125期2006年第9期 西部探矿工程WEST-CHINA EXPLORA TION EN GIN EERIN Gseries No.125Sept.2006 由于硫化氢的剧毒性及对人体的严重危害性和对钻井设备的腐蚀性,加大了钻井施工的风险,对井控及硫化氢防护工作,特别是对钻井使用的钻杆、套管、井口装置、井下工具及橡胶密封件的材质,提出了更高的要求。
2 硫化氢的成因全世界已探明的含硫油气田约400个。
我国探明的含硫天然气占全国天然气探明储量的1/4[1],高硫化氢区块主要分布在四川盆地,该盆地2/3气田含硫化氢,“十五”期间探明的天然气中990×108m 3为高含硫化氢。
目前正在开发的威远气田、卧龙河气田、中坝气田和近几年发现的渡口河气田、铁山气田、普光气田均含不同浓度硫化氢。
新疆、华北和胜利的油田也有零星的硫化氢分布。
研究硫化氢的地球化学特征及其成因是预测硫化氢含量及其及分布的重要手段,对指导安全钻井具有重要意义。
储层高含硫的原因是复杂的,目前公认的硫化氢成因主要有无机成因和有机成因两大类[2]。
无机成因认为硫化氢来自地球深处,与地质构造运动、火山活动有关,至今没有发现由其形成的油气藏,故与油气勘探关系不大。
钻井遇到的高硫油气田主要为有机成因,大致可归结为2种:还原成因和裂解成因。
还原成因有高温还原反应和生物还原反应,常见于成熟度相对较高,储层或相邻层位存在石膏等蒸发类矿物相伴的气藏之中。
石膏是极易水解的矿物,在烃类(以∑CH 表示)、二氧化碳、硫酸盐还原菌、高温等条件下发生还原,形成硫化氢,其形成式可表示为:∑CH +CaSO 4+H 2O —→CaCO 3+H 2S +CO 2CO 2+CaSO 4+H 2O —→CaCO 3+H 2S +O 2+S∑CH +CaSO 4—————————→硫酸盐还原菌作用CaCO 3+H 2S +H 2O 高温还原反应和生物还原反应形成的硫化氢在天然气的含量中一般比较高,如华北赵兰庄气藏是生物成因,硫化氢含量高达92%,达到1415.88g/m 3;川东地区,硫化氢的含量从0～400g/m 3不等,大部分高含硫气田硫化氢含量在100～300g/m 3之间,通过对多套产层天然气组分的分析发现,其所储藏天然气基本上为成熟程度很高的干气,储层发育区伴随有大量的石膏沉积,硫化氢来源为高温还原反应。
其中渡3井、渡4井、罗1井、罗2井钻探过程中见零散的硫磺晶体[3～4]。
世界上硫化氢含量很高的气藏[2],如法国的拉克气田,硫化氢含量为15.2%,即233.93g/m 3;加拿大的贝尔贝雷气田,硫化氢含量90.6%,即1394.33g/m 3;美国的Smackover 气田,硫化氢含量高达98%,即1508.22g/m 3;这些硫化氢气田均为高温还原成因,都分布于碳酸盐岩-硫酸盐岩地层组合中。
裂解成因是指烃类物质在高温裂解作用下形成硫化氢,常见于经历地质时期相对较短、成熟度相对较低的气藏,往往存在于碳酸盐岩地层中,而不在碳酸盐岩和硫酸盐岩组合地层中。
由于石油类天然矿物最初含硫量很低,因此裂解形成的天然气中硫化氢含量一般在2%以下,即小于30g/m 3,在油气钻探过程中危险性相对小一些,国内威远气田硫化氢属裂解成因[2]。
3 主要钻井措施3.1 开钻前做好H SE 风险评估钻前工程施工前根据国家对安全、环保方面的标准和规定,结合过去钻井经验,做好HSE 风险评估,找出潜在风险和存在的不利及有利条件,为制定安全可靠、操作性强的应急预案做好准备。
风险评估内容包含但不局限于以下内容:(1)井场及周围地形地貌;(2)所钻井地质特征及复杂情况,特别是落实所钻遇地层含有裂缝、溶孔、煤层、膏盐层、高压层、高含硫层等情况;(3)邻区及邻井施工情况及资料,特别是发生井漏、井涌、井喷、硫化氢中毒等复杂情况和事故;(4)井场所在地水文和水质,包括河流、湖泊、水库、池塘、水渠和地下水等;(5)井场周围道路及沿途的路况、桥梁、隧道、高压电线或电网等;(6)钻井施工附近的工业、民用建筑,特别要落实井场附近采矿业;(7)井场所在地气候特点及变化规律;(8)井场周围农业、水利设施;(9)井场附近文物和遗址;(10)井场附近野生动植物分布及保护区;(11)井场附近旅游资源保护区;(12)钻井所在地民俗、民情及社会治安等;(13)钻井所在地交通和通信情况;(14)钻井所在地医疗卫生条件和设施等。
3.2 针对风险评估,做好相应应急预案和演练在含硫区块钻井作业前根据风险评估,要做好各种应急预案,每一个预案的内容包括但不限于:应急组织机构、应急岗位职责、现场监测制度、应急程序和培训及演练。
特别是防硫化氢预案。
(1)制定防硫化氢预案;(2)制定井喷失控应急预案;(3)制定人身伤害应急预案;(4)制定井漏应急预案;(5)制定防火应急预案;(6)制定防自然灾害应急预案;(7)制定;(8)防食物中毒应急预案。
对于上述预案,要建立演练、检查制度。
模拟应急程序的演练是作业人员执行和演示他们的任务的重要手段,演练过程中应通知地方政府,动用设备,特别是交通和通讯设备,确保紧急情况下启动迅速,有条不紊。
3.3 切实搞好一次井控,从源头上防止硫化氢的侵害在高含硫化氢地区钻井施工,防止硫化氢侵害的最根本措施,就是搞好一次井控,使井筒内液柱压力大于地层压力,防止地层中的硫化氢气体侵入井筒。
主要采取了以下措施:(1)据预告的地层压力及邻井资料合理选择钻井液密度,钻井液密度的附加系数采用上限;(2)严格执行操作规程,控制起钻速度,起钻连续灌满钻井液;避免钻头泥包,防止起钻拔活塞;(3)钻井液具有良好的脱气性能,使用好真空除气器,及时排291西 部 探 矿 工 程 Setp.2006No.9除钻井液中的残留气体;(4)加强随钻压力监测及预测,及时分析钻井参数、录井参数等有关数据,发现异常及时采取措施;(5)钻开目的层前进行承压堵漏,防止打开目的层后喷漏同存;(6)打开目的层时尽量简化钻具结构,但一定要带钻具内防喷工具,并采用大水眼牙轮钻头;(7)发现快钻时、放空等异常情况,立即停钻静止观察,不要循环观察;(8)避免“戴帽取心”。
用取心筒打开目的层比较危险,取心筒外径大、水眼小,一旦打开目的层发生井漏或井涌,处理起来比较困难;(9)加强液面观察,做好防漏堵漏准备,储备足够的堵漏材料和备用钻井液,采取预堵漏和随钻堵漏等措施。