第八章　硫化氢

第八章含硫化氢井的施工第一节硫化氢的来源和特性我国现已开发的油气田不同程度地含有硫化氢气体，有的含量极高如四川石油管理局含硫化氢气田约占己开发气气田的

78.6%其中卧龙河气田硫化氢含量高达10%（体积比），华北油田晋县赵兰庄气田，硫化氢含量高达92%硫化氢是仅次于弱化物的剧毒、易致人死亡的有毒气体一旦硫化氢气井发生井喷失控将导致灾难性的悲剧如华北油田的赵48井，试油起电缆，诱发井喷失控，纯硫化氢气体大量喷出，当场7人死亡，数人中毒，造成20万人的大逃亡四川的垫25井井喷失控，硫化氢气体迫使方圆数公里百姓弃家逃难；硫化氢气体不仅严重威胁着人们的生命安全，造成环境的恶性污染，同时，它对金属设备、工具及用具也将造成严重的腐蚀破坏

一、硫化氢的来源硫化氢是由硫和氢结合而成的气体，硫和氢都存在于动植物的机体中，在高温、高压及细菌作用下，经分解可产生硫化氢对油气井硫化氢的来源，可归结于以下几个方面.热化学作用于油层时，石油中的有机硫化物分解，产生硫化氢因地层埋藏越深，地温越高这样，硫化氢含量将随地层埋深增加而增加如井深2600米，硫化氢含量

0.1%〜

0.5%之间，而井深超过2600米或更深则硫化氢含量将超过2%〜

2.3%o地层温度超过200~250℃热化学作用将加剧而产生大量的硫化氢.石油中的燃类和有机质通过储集层水中的硫酸盐的高温还原作用而产生硫化氢.通过裂缝等通道，下部地层硫酸盐层的硫化氢窜入井眼在非热采区，因底水运动，将含硫化氢的地层水推入生产井而产生硫化氢.油气井井下作业中，硫化氢来源主要有某些钻井液处理剂在高温热分解作用下，产生硫化氢；钻井液中细菌的作用产生硫化氢；

③含有硫化氢的气井产生硫化氢

二、硫化氢的特性硫化氢气体又称之为酸性气体，了解并熟知它的特性，才能有效地预防硫化氢的侵害，保证井下作业安全.剧毒其毒性仅次于氨化物，是一种致命的气体它的毒性为一氧化碳的5〜6倍它对人体的致死浓度为500mg/l在正常条件下，对人的安全临界浓度是不能超过20mg/l的.它是无色气体，沸点约为一

607.硫化氢的相对密度为

1.176比空气重，因此，在通风条件差的环境，它极易聚集在低凹处.硫化氢在低浓度（

0.3%〜46mg/l）时可闻到臭鸡蛋味，当浓度高于46mg/l人的嗅觉迅速钝化而感觉不出硫化氢的存在.当硫化氢含量在

4.3%〜46/时，在空气中形成的混合气体遇火将产生强烈的爆炸（甲烷爆炸浓度51%〜15%）证，井控工作才会越做越好.切实加强“三基”工作石油行.业推行的“三基”管理工作，是行之有效的基础管理工作从调查施工的罗家16H井的12钻井队看，这方面的工作应加强

（1）基础工作有差距a.井队的HSE工作从记录上查到，只做到2003年9月15日;b.防喷演习未按“四.七”动作要求演练，有的钻工一次都没有参加过演习工作，起下钻铤一次也没有过演练；c.该队的防毒面具、空气呼吸器的管理未见到记录

（2）基层工作未得到落实罗家16H井是工程项目重点井，也是四川石油管理局第一口水平段最长的水平井，已知是一口高含硫气井，并培育lOOXlO^/d以上的高产天然气井从川东钻探公司到第二钻井公司没有组成一个组织或指定专人对此并负责，从牌上发现有一名钻探公司副经理是该井安全承包人，也基本不到位就由一名甲方钻井监督和井队来完成此重点井，确实势单力薄，造成失控现象

（3）练“内功”有待加强按理2003年3月由四川石油管理局命名的金牌井队，是甲级资质钻井队，应该是一只训练有素的钻井队但从调杳情况看出，有相当一部分钻井人员没有经过井控培训和防硫化氢培训，甚至有的副司钻都没有井控证钻井技术员只是1999年毕业的中专毕业生

（二）设计问题.井场选址和布置不符合规范要求井场处于一个三面环山的狭窄地带，周围都建有民房，最近的距井场不足50%.钻井液密度偏低罗家2井钻目的层时，钻井液密度

1.46g/cm-l.49g/cm\获得了

62.3X10ni7d的产量，说明没有伤害气层而钻井液密度设计最高为

1.45g/cm3而实际上使用为

1.43g/cm\根据提供的资料来看是符合规程要求的但实际每趟钻的后效都比较大，体积含量达按SY/T5087-85《含硫油气田安全生产推荐作法》

5.3条规定“钻开含硫地层的设计泥浆应有较大的安全附加压力当量，以阻止硫化氢进入井筒」我认为该井组应使用罗家2井钻井液密度为宜.设计中应有防起钻抽汲的措施水平井的抽汲特点与直井有区别，加之使用PDC钻头，抽汲不可避免应采用起钻前往钻杆内注入一定量的比井内钻井液密度高

0.Ig/cm-O.2g/cm，的钻井液，以防抽汲作用带来的副面作用

（三）规章制度的严格执行问题罗家16H井是一口生产井，压力不高，井内正常，没有漏失现象，应采用

0.15g/cn的安全附加密度钻井液柱超过地层压力

5.IMPa相当于近400米的钻井液柱被耗掉了才发生井涌，导致井喷按此计算，除已发现

1.1府的溢流外至少有11n左右的钻井液被溢出，各个环节却未能发现经调查是一系列违章操作，违章指挥，缺乏监督管理和不执行行之有效的规章制度造成的可以说都是一些低级错误从某种意义上，“

12.23”井喷特大事故有不可避免性，教训极其深刻和沉痛，我们必须引以为戒，也充分说明“贯标”工作的现实性、重要性、长期性和艰巨性

（四）应引起重视的问题和建议.要学习、掌握综合录井仪的实时录取的钻井资料综合录井仪已实时录取了80%的钻井资料，及时分析应用这些资料，掌握生产情况，及时发现井内问题，采取有效措施指导生产，把事故消灭在发生之前，确保生产正常，是非常重要的同时每个班的交接时间应以录井的时间为准.值班干部的钻井监督，在起钻前和下钻的后5T0钻柱时，应在钻台上了解井下情况，及时发现问题，解决问题.配4■专门灌浆罐.钻台坐岗人员观察内容主要是起下钻井钻井液是否断流若不断流就应立即报告给刹把操作者（司钻或副司钻），紧急采取防喷措施.起下钻和空井的溢流量的报警要求与钻进时有很大的区别一是井口不断流，二是合录井仪已反映灌注不进钻井液，都应立即报告刹把操作者建议对起下钻溢流量的确定，在规程上作出规定.防起下钻抽汲，特别是定向井和水平井，尤其是使用PDC钻头钻井时，起钻前在钻杆内灌注一定量比井内钻井液密度高

0.lg/cn-

0.2g/cm的钻井液.每个井队（钻含硫化氢的）必须配20套以上的正压氧气呼吸器，充气钢瓶应分两处放置，在井场和生活区各放一部分，平时倒换使用，又可应急使用.大方补芯一定要按规定锁紧连接罗家16H井喷将方补芯冲飞，不能坐吊卡，失去了抢接顶驱的机会.住井钻井监督的职责和权利应科学制定，做到有职、有权、有责一定要聘用素质高的钻井技术人员担任，要经过一定的培训考核后才能上岗.井队应设专职安全员.放喷时同时点火一定要严格执行前面分析原因是已指出，规程是做了规定的当井口失控时，也应想尽办法，在放喷管线口点火，烧掉排出的有毒天然气体.防喷器组中一定要安装钻杆剪切闸板.不折不扣地按“四.七”动作进行防喷演练，是井队练内功的重要内容之O应该说此项工作是练兵千日，用兵只在儿分钟的事，要求用兵做到百战百胜要精心组织，要严格规范演练练为战，绝对不能做过场，必须克服松懈和麻痹思想.钻高含硫化氢天然气井时，建议钻头上应装止回阀.应制定井喷失控的应急抢救预案，并定期进行演练.钻高含硫化氢天然气井，技术含量高，设备配置多，物质消耗大，要求做井控工作，在投入和定额上应给予充分保证总之，在钻井过程中，坚持平衡钻井，做好一级井控工作，即可减少对油层的伤害，又可以防止井喷和井喷失控发生，实现安全钻井提高对异常高压地层检测和预测的准确性，是搞好平衡钻井、做好一级井控的根本但是探井要做好此项工作有一定的难度；裂缝性碳酸岩地层由于岩性的不均质性，裂缝发育程度不均，做好一级井控更难如胜利油田钻井三公司在川东北施工的河坝1井，钻井液密度已高达

2.35g/cm3比设计密度高出

0.5g/cn）3以上；中原油田在川东北施工的毛开1井，在嘉陵江地层使用的钻井液密度高达

2.25g/cm3比毛坝1井也高出

0.6g/cnf以上目前没有一套完整准确的地层压力监测和预报方法因此加强这方面的研究攻关是当务之急，应该组织有关方面的技术骨干，将现有的儿种方法所取得的资料数据进行综合分析和比较研究，尽可能提高地层检测和预报异常高压地层的准确性，以尽可能搞好一级井控工作应着重指出的是，现在在钻井施工中广泛使用油气层保护剂（暂堵剂）后，油气层的伤害与钻井液密度关系不密切了，钻井液密度设计可解放一些，做好一级井控的机率会提高很多就目前的井控基础、技术、装备和人员素质等条件下，应该有把握做好二级井控工作简言之，就是及时发现溢流，根据地层压力，调整钻井液密度，把地层压稳，有效地做好井控工作安全生产是生产中的头等大事，一定要讲认真我们现在执行的规章制度特别是《钻井井控技术规程》，是前人用鲜血和生命换取来的，是符合科学原理的只要用认真负责的态度去执行，就能实现安全生产所以，罗家16H井发生了特大井喷事故，不要给我们造成过大的思想压力和精神负担，引起恐慌心理，甚至怀疑自己从事钻井工作我认为大不必要罗家16H井的特大井喷事故的原因，我用了一句阴差阳借来概括，说明出了差错，这些差错是思想麻痹、不负责任和违章造成的只要我们引以为戒，坚持“安全第

一、预防为主”的方针，警钟长鸣，常抓不懈，认认真真抓安全工作，严格认真执行规章制度，把各种事故消灭在萌芽状态，天然气钻井安全生产一定能实现我们的钻探事业一定会兴旺发达!.硫化氢的燃点为260℃（甲烷为595℃）燃烧时为蓝色火焰，并生成危害人眼睛和肺部的二氧化硫.硫化氢可致人眼、喉和呼吸道发炎.硫化氢易溶于水和油，在20℃、1个大气压下，1体积的水可溶解

2.9体积的硫化氢，随温度升高溶解度下降.硫化氢及其水溶液，对金属都有强烈腐蚀作用，如果溶液中同时含有CO或其腐蚀速度更快第二节硫化氢井的施工

一、含硫化氢油（气）区域井下作业施工安全注意事项.在生产区和生活区设有固定硫化氢探测、报警系统，当空气中硫化氢的浓度达到10mg/l时能以光、声报警.配备有便携式探测仪，用来检测未设固定探头区域空气中硫化氢的浓度.生产区和生活区安装有风向标，要求风向标安装在人员易于看到的地方.配备足够数量的防毒面具，需要时能方便拿到.配备有因硫化氢中毒而进行医治的药品和氧气瓶等.生产区空气中硫化氢浓度超过50mg/l时，要有“硫化氢”字样的标牌和矩形红色的标志.施工作业所用设备应具有抗硫性能，如井口、管道、分离器、泵等设备应具有抗硫性能，避免因硫化氢对其腐蚀使管线破裂造成油气外流，从而造成对人身的危害

二、硫化氢防护演习为了使井场所有施工人员都能高效地应付硫化氢紧急情况，井下作业施工队伍应每周一次硫化氢防护演习当听到硫化氢报警发出警报时，应采取下列步骤:.所有人员都要立即戴上防毒面具，将所有的明火熄灭，不必要人员要全部撤离到安全地带.保证至少2人在一起工作，防止任何人单独出入硫化氢污染区.封锁井场大门，并排人巡逻在井场大门口插上红旗，警告在井场附近有极度危险.迅速将紧急情况通知上级及地方有关部门，必要时，应协助危险区域的居民疏散.为保持井场安全，未经许可，无关人员禁止进入井场第三节硫化氢对人体的危害、急救和护理

一、硫化氢对人体危害的生理过程硫化氢被人吸入人体，通过呼吸道，经肺部，油血液运送到人体各个器官首先刺激呼吸道，使嗅觉钝化、咳嗽，严重时将被灼伤；眼睛被刺痛，严重时将失明；刺激神经系统，导致头晕，失去平衡，呼吸困难；心脏加速跳动，严重时心脏缺氧而死亡硫化氢进入人体，将与血液中的溶解发生反应当硫化氢浓度极低时，它将被氧化，对人体威胁不大；而硫化氢浓度较高时，将夺去血液中的氧使人体滞官缺氧而中毒，甚至死亡

二、硫化氢中毒症状.急性中毒吸入高浓度的硫化氢气体会导致气喘，脸色苍白，肌肉痉挛当硫化氢浓度大于700nlg/1时，人很快失去知觉，儿秒钟后就会窒息，呼吸系统和心脏停止工作，如果未及时抢救，会迅速死亡；而当硫化氢浓度大于2000mg/l时，人体只需吸一口硫化氢气体，就很难抢救而立即死亡.慢性中毒人体暴露在低浓度硫化氢环境（如50〜lOOOmg/1）下，将会慢性中毒，症状是头疼、恶心、晕眩、兴奋、口干、昏睡，眼睛感到剧痛，连续咳嗽、胸闷或皮肤过敏等长时间在低浓度硫化氢条件下工作，也可能造成人员窒息死亡当人受硫化氢伤害时，往往反映神智不清、肌肉痉挛、僵硬、随之重重的摔倒、摔伤或摔死

三、硫化氢中毒的早期抢救措施与护理由于硫化氢含量高导致中毒者停止呼吸和心跳时，如果不立即采取措施进行抢救，帮助中毒者恢复呼吸和心跳，中毒者不会自动恢复呼吸和心跳，将会在短时间内死去因此，必须采取正确方法对中毒者实施抢救.硫化氢中毒的早期抢救措施

①进入毒气区抢救中毒人员之前，自己应先戴上防毒面具，否则，自己也会成为中毒者

②立即把中毒者从硫化氢分布的现场抬到空气新鲜的地方

③如果中毒者已经停止呼吸和心跳，应立即不停地进行人工呼吸和胸外心脏按压直至呼吸和心跳恢复或者医生到达，有条件的可以使用回生器（又叫恢复正常呼吸器）代替人工呼吸

④如果中毒者没有停止呼吸，保持中毒者处于休息状态，有条件的可给予输氧叫医生或抬到医生那里进行抢救的过程中应注意保持中毒者的体温.护理注意事项

①在中毒者心跳停止之前，当其被转移到新鲜空气区能立即恢复正常呼吸者，可以认为中毒者已迅速恢复正常

②当呼吸和心跳完全恢复后，可以给中毒者喂些兴奋性饮料，如浓茶或咖啡，而且要有专人护理

③如果眼睛受到轻度损害，可用干净水彻底清洗，也可以进行冷敷

④在轻微中毒的情况下，中毒人员没有完全失去知觉，如果经短暂休息本人要回岗位继续工作时，医生一般不会同意，应休息1〜2天

⑤在医生证明中毒者己恢复健康可返回工作岗位之前，应把中毒者置于医疗监护之下

⑥在硫化氢毒气周围或附近的工作人员，都要掌握心肺复苏法（人工呼吸和心脏外按压法），并经常实习训练第四节硫化氢井喷案例分析重庆开县罗家16H井井喷特大事故浅谈搞好天然气钻井安全生产中石油四川石油管理局，川东钻探公司第二钻井公司12钻井队施工的中石油川东气况，在重庆市开县罗家寨构造上部署的罗家16H井，于2003年12月23日22点发生井喷失控事故，造成特大人畜伤亡，死亡人数达243人之多，经济损失巨大，故将此次事故定“

12.23”井喷特大事故经专家组对事故原因进行鉴定后，事故调查组定“

12.23”特大井喷事故为责任事故一\罗家16H井简况（-）罗家16H井简介罗家16H井是位于川东罗家寨构造上的一口国家重点工程科研项目水平井目的层是飞仙关段新粒溶孔性白云岩，富含硫化氢（罗家2井含量为

125.53g/m3罗家16H井为15L00g/m3）含二氧化碳（lOg/m，以上）该井设计井井深4322m垂深3410m水平段长700m地层压力为常压为L28g/cn当量水平段长设计位于罗家2井区飞仙关组第二套厚储层（厚度20nl以上），是培育100X10W/d以上的高产井之一现井深

4049.68m水平段长424m与在同一井场的罗家2井仅距

3.8n）o在该井场水平井组中还布有罗家15H井和罗家14H井罗家2井是直井，测试产量

62.3X10S/dH2s含量为

125.53g/矶现已暂时封住，待脱硫厂建成后才能输气罗家16H井是使用新购的70LC型钻机，应用了顶驱装置，螺杆钻具，MWD随钻测斜仪和PDC钻头等先进的设备和工具施工的12队是金牌井队，甲级资质井队（-）事故发生经过（引用的汇报材料）2003年12月23日229钻至井深

4049.68m3:30循环12:00起钻在起钻过程中顶驱滑轨偏移导致挂吊卡困难强行起至安全井段（井深1948nl套管鞋内），灌满泥浆后，开始修顶驱滑轨1620修顶驱滑轨1251起钻至井深

195.31m发现溢流

1.1武（当班地质录井人员从监测仪上发现出口电导骤然上升，立即上钻台向司钻报告），立即下放钻具至

197.31m2155抢接回压凡尔，接顶驱未成功发生强烈井喷，钻杆内喷高5—10m钻具上行2m左右，大方瓦飞出转盘2159关球型、半闭防喷器，钻杆内液气同喷达二层台以上2201钻杆被井内压力上顶撞击在顶驱上，撞出火花引发钻杆内喷出的天然气着火…2203关全闭，钻杆未被剪断而发生变形，火熄灭，但井口失控转盘面以上有约14m钻杆倾向指重表方向2232向井内环空注P为

1.60g/cm的泥浆（无法估计替入量），关油管总闸，停泵，柴油机、发电机熄火2400井队人员全部撤离现场24B1330井口停喷，两条放喷管线放喷，井口压力28Mpa24日1600点火成功27日压井成功

二、事故调查情况（-）任务要求国务院“事故调查领导小组”给“专家组”的任务是，对“

12.23”井喷特大事故直接原因进行调查要求专家组本着对国家和人民负责的精神，遵循“以事实为依据”，法律、法规为准绳，“客观、科学、公正”的原则进行调查，并写出《关于川东钻探公司“

12.23”井喷特大事故原因专家鉴定报告》

（二）事故调查经过2003年12月28日专家组深入现场勘察取证，先后询问有关当事人员近50人次，做了大量的笔录查阅了现场大量的原始资料和文件，反复核实，获取了充分证据在此基础上，专家组进行了深入研究和大量分析、计算，核对有关规定、规范，统一认识，历时9天，形成了《关于川东钻探公司“

12.23”井喷特大事故原因专家鉴定报告》

（三）事故直接原因专家组对此次事故直接原因的结论意见如下.产生溢流到井喷的直接原因1）有关人员对罗家16H井这一天然气水平井的特高出气量预测不足；2）目前含量高产天然气水平井的钻井工艺不成熟；3）起钻前钻井液循环时间严重不够；4）起钻过程中存在违章操作，钻井液灌注不符合规定；5）未能及时发现溢流征兆上述原因均对产生溢流并导致井喷有一定影响，是导致井喷的主要因素.井喷失控的直接原因12月21日下钻的钻具组合中，有关人员去掉回压阀，违反了“罗家16H井钻开油气层现场办公要求”的明文规定，是导致井喷失控的直接原因.事故扩大的直接原因有关决策人员接到现场人员关于罗家16H井井喷失控的报告后，未能及时决定并采取放喷管线点火措施，以致大量含有高浓度硫化氢的天然气喷出扩散，造成事故扩大，导致重大损失

（四）关于罗家16H井井喷特大事故的直接原因分析.溢流和井喷分析汇报介绍2003年12月23日2000接班后继续起钻，第一个小组起了20多柱，没有发现异常，2h后交给了第二小组接着起点，起第一柱钻杆母接头的泥浆是满的，没有外溢起了两个单根后，钻杆母接头处溢流，很快就喷出来了，想把钻杆下放，没有下到转盘面，大方瓦被冲飞了，钻具也往上顶，不可能接回压阀，企图接顶驱也没有成功经查地质录井的报告2151起钻至

195.31m时・，发现溢流

1.1m（时间记录与钻井记时差10-25min），当报告给钻台时，实际已发生了井喷从起下钻实时报告表上可以看出溢流开始时间为2142井喷时间为2157以上说明溢流的预兆发现较晚，失去了抢接回压阀的时机

（1）溢流预兆不能及时原因分析（a）钻台和钻井液岗没设专人观察井口利灌泥浆量变化（b）灌钻井液由泥浆泵直灌，通过泥浆池液面变换来预报溢流，因泥浆池表面积大，对溢流刚开始且量少时难以发现，也很难发现灌不进或进少出多的情况（c）依据井的出口泥浆电导率的变化来预报，要待高电导率的天然气出来才能发现

（2）及时发现起年作业过程中溢流预兆的正常做法a井口应设专人观察，一旦发现异常，立即报告，立即处理b按照SY/T6426-1999《钻井井控技术规程》第六条“油气层钻进过程中的井控作业”中第

6.

11.3款”起下钻过程中注意观察、记录、核对起出下入钻具体系和灌入流出钻井液体积”的规定，设立专门的记录本或表格对起出的钻具和灌入的钻井液量进行记录和核对，一旦发现异常，立即报告并处理c除了井队和录井人员外，泥浆技术员应在岗，从钻井液性能及量的变化上为发现溢流预兆提供信号d起钻前、后5-10柱值班干部和钻井监督应到钻台注意观察井下情况3本次溢流发生的原因分析溢流是井涌、井喷的初始阶段，是由于井底压力小于地层空隙压力造成地层流体进入井筒，使井口返出量大于泵入量或在停泵后钻井液从井口自动外溢的现象造成井底压力下降而不能平衡地层压力的因素是多方面的下面根据罗家16H井的原始记录对“

12.23”事故的溢流到最后发展成为强烈井喷的原因进行分析当时井深是

4049.68m最后几米的钻速很快资料的钻时记录为4045-4046m为6min4046—4047nl为lOmin4047—4048m为8min为48-4049m为14min可知最后钻穿的地层是很发育的产层，而可能存在大裂缝，原始高压的气随岩屑一起进入了井筒从井底到地面的过程中，这些高压气体会迅速膨胀，体积逐渐加大成为井内液柱压力降低的一种条件根据对现场“LOGGTNG”实时参数记录原始曲线的分析、计算，找到两个造成井内液柱压力下降的疑点，综合其他因素的影响，确认其为罗家16H井溢流的主要原因a起钻前循环泥浆时间短，没有将井下岩屑和气体全部排除，井内钻井液尚未均匀就起钻，造成井底压力的降低从记录曲线记录到225前井底加有130-160KN330已停泵，可以确认循环时间是35min循环时间的排量记录是261/s因为是冲数计算，若考虑钻井泵上水效率96%排量为

1.498m3/min与钻井技术员提供的排量

1.5m7min是符合的，因此循环过程中共打进井内钻井液为35X

1.5=

52.5m3o按照

215.9mm的井径和127mm外径钻杆形成的环形空间，

52.5■钻井液只占2178m长的井段也就是说有1870m的环形容积的钻井液含气这些气体不断地滑移上窜，而且体积会不断膨胀根据LOGGTNG”实时参数记录，停泵时最少还有215nl以上的岩屑没有带出井筒当它上升到井筒当它上升到井筒上部时体积将逐渐膨胀顶出钻井液，这就造成井下液柱压力下降循环不干净是造成液柱压力下降的重要原因之一为防止上述情况的发生，所有钻井工程行业的企业、单位，对起钻前要充分循环钻井液都有明确的规定和要求如SY/T6426-1999《钻井井控技术规程》第6条第

6.

8.2款是这样规定的“起钻前充分循环钻井液，使其性能均匀，进出口密度差小于

0.02g/cm\按钻井操作规程至少循环一周，该井循环一周需97mino而罗家16H井这次起钻前只循环了35min岩屑迟到时间为62min最后三米即4047-4049m的迟到时间未到就起钻，明显违反了操作规程和行业标准的规定b起钻未按制度要求灌钻井液，造成井下液柱压力降低，是造成产生溢流的一个重要原因较长时间未灌钻井液或未灌满钵井液，都会造成井筒内的液而下降，给地层流体进入井内并给井内的气体上窜提供机会，到了一定的程度就会成溢流，诱发井涌，甚至井喷罗家16H井12月23日的起钻，通过“LOGGING”实时参数记录的原始曲线可以看出，从起钻到事故发生共18个半小时内，起钻120柱，灌浆38次井队规定每3柱灌满一次，这个规定是合适的但38次灌浆中有9次超过了3柱才灌最长一次9柱（第87-95柱）才灌，时间是1840T940一个小时连续起出9柱钻杆未灌泥浆造成液面降低38m按

1.43g/cm3密度计算，液柱压力下降

0.55Mpa（O造成井底压力下降的因素是很多的，所以在设计钻井液密度时必须有一个附加量木井的附加量是

0.15g/cn按规范可以满足要求但对本井产层发育、水平段长等特殊情况，附加量是否足够值得研究探讨确定附加量要考虑很多实际因素，如起钻的抽吸作用所产生的负压问题，本井用的是PDC钻头，PDC钻头与井壁的间隙通道较牙轮钻头小，若有一点泥包或岩屑床，在起钻时极易造成“拔活塞”而使井下形成暂时的真空，将地层流体抽出来另外本井的水平段是产层，己钻开的424nl产层裸露也为抽汲引流提供了长距离的条件此为造成溢流的又一因素（d）在没有循环的情况下井内的气体由于与钻井液的密度差会滑移上窜，滑移上窜速度受地层压力、气体的性质及钻井液性能等因素的影响本井的钻井工程设计要求钻井作业中要进行短程起下钻，并计算气体上窜速度，以测定每趟起下钻作业的安全时间但本并没有做这项工作停止循环的时间越长，气体上窜越高，体积膨胀越大，井底压力越低，因此钻井工程作业中都要求井下静止时间（不循环时间）越短越好这次用了420（1200-1620）处理顶驱滑轨偏移问题后，如果下钻通过循环起钻，情况会好得多可能还有其他因素造成井底压力的下降以上原因所产生的压力降叠加在一起，导致全井的井底压力低于地层压力，地层流体严重侵入井内，造成了此次井的溢流

（4）本井的井喷分析井喷是地层流体无控制地涌入井筒并喷出的一种现象它有一个发展的过程，即井侵一溢流一井涌一井喷一井喷失控每个环节若处理不好就会向下一个环节发展环节的初始阶段都预兆显示，早发现并及时正确处理就不会向下一个环节发展本次事故是起钻过程中发生的，主要是溢流未被及时发现，当气测仪发现溢流

1.1m，并报告时，实际已发生了井喷罗家16H井是一口生产井，压力不高，是

43.6MPa.钻井液附加值

0.15g/c井相当于超地层压力

5.IMPa井内有钻头时.，最近400nl钻井液柱，即有11n左右（除掉已发现的

1.1痛）钻井液被耗掉了，各个环节都未及时发现应指出的是，起下钻的溢流预报不能按钻进工况标准进行此外，由于钻具上未带回压阀，导致井内流体（钻井液和天然气）直接从钻杆内喷出，失去了很好的关井控制溢流的条件，造成了严重的井喷后果

2、失控原因分析井喷失控是指井喷发生后，无法用正常的常规方法控制井口而出现敞喷的现象这是钻井过程中最恶性的事故罗家16H井当时井深

4049.68m起钻至

195.31m发现溢流时，钻杆提出转盘面二个单根（长度约19nl左右）发生井喷，大方瓦被气流冲出转盘，无法抢回压阀，抢接顶驱未成功，关防喷器又未能控制住，造成井喷失控详细原因分析如下

（1）钻具组合未装回压阀如果装有同压阀，井喷时井内液体、气体就不会从钻杆内喷出打开节流管线，关防喷器，可以正常实施并控2003年9月28日“罗家16H井钻开油气层现场办公要求”，其第一条内容是“从钻开油气层前到完钻作业结束必须始终在钻具上安装内防喷工具（包括钻具回压阀和方钻杆上下悬塞）这次下钻没有按此要求执行

（2）实际用的钻具组合，这一趟没有回压阀，而上一趟有回压阀查其原因是本趟钻在下钻时，由于更换了无线随钻测斜仪，仪浴操作者认为QDT无线随钻测斜仪本身不需要安装回压阀（而前趟钻具所用的SperrySun仪器本身需要）仪器操作者没有经过井控培训，而不懂得或不知钻具回压阀在钻井安全中的重要性卸下回压阀是本次井喷失控的直接原因对此在现场的钻井技术员和钻井监督也未提出异议

（3）防喷器组中没有装剪切闸板防喷器（剪切闸板能把井内钻具切断，使井孔全部关闭，需要时可以采取这种措施）

3、事态扩大的原因分析井喷失控后，从井口喷出的含硫化氢浓度极高的天然气迅速弥漫，硫化氢气体随空气流动会大面积扩散，危及周围的生态环境，特别是人群的生命安全由于硫化氢燃烧后只能产生低毒性的二氧化硫，因此点燃含硫化氢气体制止井内喷出的有害气体大范围扩散、减少危害的有效措施在SY/T6426T999《钻井井控技术规程》中，

8.5条规定”必须放喷时，放出的天然气要烧掉防止天然气一空气混合比达到5肌15%的爆炸极限”；在SY/T5087-2003《含硫油气井安全钻井推荐作法》中，附录A的A.

1.1条提出“硫化氢与空气混合，浓度达

4.3-46%时，就形成一种爆炸混合物”；四川石油管理局、西南油气田分公司《粘井井控规定实施细则》中

6.

2.7规定“钻井队在现场条件下不能实施井控作业而决定放喷时，放出的天然气应燃掉”这些标准与规定都从不同角度较为明确地阐述了天然气井井喷后需放喷点燃的必要性罗家16H井井喷失控后，应立即组织放喷，同时在放喷口点燃按四川石油管理局12月27日提供的事故情况汇报该井23日2155发生井喷，2201钻杆内喷出的天然气引燃，2203井口失控，2232井场柴油机和发电机和发电机熄火按四川石油管理局提供的数据计算，从井口失控到停泵全部切断火源的时间应为29分钟又据12月29日询问该队吴斌队长的笔录，组织技术员、副队长和泥浆组长通过压井管线向井内打泥浆，是2330停泵的按吴斌提供的数据计算这一时间至少在1小时17分钟以上这说明当时井场天然气的浓度还未达到天然气-空气混合比和硫化氢-空气混合比的爆炸极限，组织放喷点火应还有充足的时间点火也不至危及井场安全此外，井队用封闭闸板挤扁井口钻杆，在当时情况下是必要的，不但灭了井口着火，同时使喷流大大减少形成套压完全可以实现从放喷管线出口放喷，也为实施点火创造了条件要指出的是，放喷管线是什么时候打开放喷的，专家组至今没有搞清楚在失去环境条件比较有利的第一点火时间后，生产指挥部门的决策者应针对高压硫天然气井井喷失控具有严重危害后果的特殊情况，迅速组织、明确指令并队准备实施点火，这是减少事故态势进一步扩大的必要措施在12月29日询问笔录中，队长吴斌讲他是23日2215向钻井二公司调度汇报的，2320关柴油机停泵，在以后的时间内除疏散现场人员和村民外，有关对井喷失控的处理问题上，一直在等上面的通知仅从本井井喷失控以后的工作看，首先在钻井队负有现场安全责任的钻井监督没有在最短的时间内安排放喷点火，失去了控制有害气体扩散的有利时机其后钻井二公司、川东钻探公司对本井时候应该采取点火措施制止硫化氢气体扩散的问题上，未能尽快作出果断的决策和明确的指令另外按SY/T6426T999《钻井井控技术规程》

7.2条规定”在允许关井套压内严禁放喷”在井口停喷时，就应关井因防喷器能承受70MPa地层压力只有

43.6MPa若关井就可减少

2.5h放喷时间或安全实施放喷口点火

4、高含硫高产天然气水平井的钻井工艺不成熟我国自1991年开展水平井钻井工艺技术攻关以来，至2002年底共在陆上钻成水平井520口其中绝大多数是砂岩油藏针对灰岩气臧的水平井很少虽然四川石油管理局此前曾钻过天然气水平井，但属于中含硫和低产17X10W/d气井象罗家16H井这样高含硫151g/m

3.高产情况以前未曾遇到，因此被列入国家重点科研项目从对各个环节出现失误的原因分析可以看出，除了技术管理方面的原因外，从钻井工艺过程来看，至少以下儿个方面存在不成熟之处对产层中裂缝、溶洞的认识与预测不足，缺少有效准确的方法；对天然气产能和产量的预测不足，尚无较准确的方法；天然气水平井中的气侵量和滑移速度尚无合适的算法；对气井溢流、井喷的预警技术不完善；对高含硫气井的钻井液密度附加值有进一步通过实验重新确定的必要从对罗家16H井井喷特大事故在上述各环节的原因分析中，也可看到这些钻井工艺不成熟之处带来的直接和间接的影响

三、搞好天然气井钻井安全生产浅见由“

12.23”事故直接原因分析看出，罗家16H井的特大井喷事故是阴差阳错铸成的事故损失特别惨烈，死亡人员之多，经济损失之大，国际国内社会反映强烈，是钻探史之最，是空前绝后的事故规程上指出，油气井喷是事故，井喷失控或着火或人员伤亡是油气勘探开发中性质严重、损失巨大的灾难性事故“

12.23”井喷特大事故就是很有利的证明认真吸取罗家16H井特大井喷责任事故的沉痛教训，引以为戒，举一反三，就能搞好天然气井钻井安全生产现谈点个人浅见和建议，仅供参考-组织管理问题.加深对天然气独具特性的认识天然气密度低，可压缩、可膨胀、可燃烧、可爆炸等特性，就决定了钻天然气井的复杂性、风险性和危险性，对井控工作也提出了更高更严的要求川东北地区从20世纪90年代到2001年已经发生过四次井喷和井喷失控，引起过井喷着火，两次人员伤亡，造成的损失是巨大的“

12.23”事故造成的损失更惨烈我认为有必要进一步加深对天然气特性的认识，提高全员对井控规程认真执行的自觉性，是搞好井控工作的关键.各级领导务必高度重视井控工作要认识到井控工作是一个系统工程，它包括井控设计、井控装备、钻开油气层前的准备工作、钻开油气层和井控作业、井喷失控处理、防火防硫化氢安全措施、井控技术等七个方面各级领导要深刻认识井控技术是钻井工程中十分重要的一项技术若井控工作的某一方面考虑不周，或者失误，甚至井喷失控要充分认识到井喷失控是钻井工程中性质最严重，损失巨大的灾难性事故所以要求石油行业各级领导高度重视井控工作，在人、财、物方面对井控工作给予充分保。