高含硫化氢井施工.doc

高含硫化氢井施工一、概述本篇文章将根据某井的施工经验而展开论述某井的试油施工先后对3个层位（第一层为寒武系白云岩，第二、第三层为奥陶系）进行了射孔、酸压、测试等作业由地面油嘴管汇测得第一层（4759.16-4800.0m裸眼）：硫化氢气体浓度最高为5600ppm；第二层（4110.0-4140.0，4156.0-4165.0m，39.0m/2层）：硫化氢气体浓度最高为76667ppm；第三层（3920.0-3930.0m，3962.0-3972.0m，3985.0-4015.0m，50.0m/3层）：硫化氢气体浓度最高为33000ppm该井试油周期70天，对上述三个层位的试油工作圆满完成，无一人发生硫化氢中毒事件二、硫化氢（H2S）基础知识硫化氢：Hydrogen sulfide1、理化性质：为无色气体，具有臭蛋气味分子式H2S，分子量34.08，相对密度1.19，熔点-82.9℃，沸点-61.8℃，易溶于水,亦溶于醇类、石油溶剂和原油中硫化氢燃点260℃，燃烧时呈蓝色火焰，产生有毒的二氧化硫可爆范围：空气中蒸汽体积分数4.3％～46％, 2、浓度单位（1）质量浓度表示法：每立方米空中所含污染物的质量数，即mg/m3。

2）体积浓度表示法：一百万体积的空气中所含污染物的体积数，即ppm浓度单位ppm和mg/m3的换算：质量浓度mg/m3=（气体分子量/22.45）×ppm值×[273/（273+气体温度）]×（压力值/101325）3、浓度及危害在空气中的浓度暴露于硫化氢的典型特性 % (体积分数)ppm每100标准立方英尺的格令数mg/cm30.0000130.130.0080.18有明显和令人讨厌的气味0.001100.6314.41有令人讨厌的气味,眼睛可能受刺激0.0015150.9421.61美国政府工业卫生专家联合会推荐的15min短期暴露范围平均值0.002201.2628.83眼睛有烧灼感,呼吸道受到刺激；美国职业安全与健康局的可接受上限值0.005503.1572.07暴露15分钟以上后嗅觉就会丧失,暴露超过1小时以上可能导致头痛、头晕0.011006.30144.143～15分钟就会出现咳嗽、眼睛受刺激和失去知觉，15分钟以上就会加重这些症状0.0330018.90432.40明显的结膜炎和呼吸道刺激0.0550031.49720.49短期暴露后就会不省人事，如不迅速处理就会停止呼吸。

患者需要立即进行人工呼吸和心肺复苏0.0770044.081008.55意识快速丧失，如果不迅速营救，呼吸就会停止并导致死亡0.10+1000+62.98+1440.98+立即丧失知觉，结果将会产生永久性的脑伤害和脑死亡需立即进行抢救三、高含硫化氢井施工注意事项1、井场设备及营房的摆放 （1）井场设备的摆放 井队设备搬迁至高含硫化氢的井进行安装时，设备的安装必须认真考虑当地的季节风向，值班房、钳工房、油料房必须摆放在上风口，发电房、泥浆泵等经常有人员作业的位置不得在下风口，井场入口和出口不得在下风口，放喷管线、溢流管必须在下风口放喷管线应至少装2条，其夹角为90°或180°，并接出距井口不少于100m塔中75井的施工时共安装了6条用于排液或排气的管线，其中井队3条（两条成180°的放喷管线、一条经0.7MPa油气分离器的排气管线），地面测试队3条（一条经10MPa油气分离器的排气管线，另一条经加热炉、二级分离器、缓冲罐的排气管线，最后一条是经缓冲罐的排液管线），由于该井硫化氢浓度的超高以及为驻地营房的安全考虑，该井先后共推放喷池3个，最远的一个放喷池距井口350米以外 （2）驻地营房的摆放驻地营房的摆放至少应在离井场以外200m的高地，且必须在上风口。

在塔中75井的施工中，我队直接利用了原钻井队营房摆放过的场地，虽然营房的位置与放喷管线出口成90度夹角，但是营房地势低洼，几乎与放喷池在同一海拔高度，这直接导致，每当进行放喷作业时，只要放喷管线出口气体点不燃或者无风的情况下，营房区域就会有酸性气体侵入，虽然驻地硫化氢监测仪无读值，但是驻地所有人员也不得不紧急撤离至紧急集合点，这对全体人员的生活与休息产生了极大影响最后，同甲方领导协商后，要求放喷作业必须在风力3级以上且放喷管线出口火焰点燃之后方可进行，才得以保障了驻地人员的安全与休息2、施工设备必须完好 高含硫化氢的井进行作业时一定要保证施工设备的完好，以及备用设备、配件的完好，井控装置要严格按标准进行试压，试压不合格坚决不能进行下一步工作，同时也要考虑在硫化氢浓度高达几万的井进行数次酸压、放喷作业后，防硫井口装置、井控装置、地面管汇的防硫性是否可靠（塔中75井施工中更换了两套井口105Mpa防硫采油树、两套防喷器半封\全封闸板）在塔中75井的第二层（4110.0-4140m.0，4156.0-4165.0m，39.0m/2层）进行放喷作业时，江汉测试队地面流程中地面油嘴管汇和油气分离器之间的一条3"金属管线（材质为N80抗硫钢材）本体突然发生 “爆裂”，雾状气体从“爆裂”处喷出，施工人员及时发现并立即实施了关井。

天亮后，专业检测队伍对由井口至二级分离器的全部管线进行了探伤，探伤后又发现了两条已被硫化氢严重腐蚀的管线，更换完上述三条管线后，放喷施工才开始继续进行3、人员、车辆管理及24小时值班制度 （1） 在塔中75井的施工中，所有在井人员都是应急人员，人员最多时达60多人，井队干部必须对每班（白班、夜班）在井施工人员和在营房人员进行登记，严禁非施工人员进入井场，未携带便携式硫化氢监测仪者，不得进入井场，未经井队队长允许，所有人员一律不得私自外出2）施工合作单位的人员管理由其本单位负责人全权负责，但一切施工作业必须告知井队，进入井场必须符合井队的管理制度3）严禁非施工车辆进入井场，需进入井场的施工车辆需在通往井场的路口关卡处登记造册并且经井队干部和甲方监督同意后，驾驶员带上便携式硫化氢监测仪方能将车辆驶入井场井队值班车24小时值班，值班车至少能乘坐16人以上救护车、专职医生（至少两名）住井值班4）井队干部双岗值班，即每班（白班、夜班）至少有一名工程师和一名平台副经理值班在塔中75井的施工时，甲方监督也是两人倒班；由于该井的硫化氢浓度达到了史无记载的76667ppm，又要求井队安全监理24小时值班，井队所属分公司领导住井督战。

5）井队值班房固定式硫化氢监测仪主机24小时有专人监视驻地营房固定式硫化氢监测仪主机24小时有专人监视6）通往井场的公路在井场200米外设卡，24小时有人值班4、每日例会制度 在高含硫化氢的井，各施工方与甲方至少每天召开一次例会塔中75井的施工中，每日例会上各单位负责人都要汇报当天的工作情况及存在的问题，讨论各施工单位协同作战的方案等，最后由甲方监督来进行总结和安排第二天的施工作业每日例会是在特殊的井况和试油作业人员众多、协作方多的条件下制定的，为试油作业的安全、有序进行提供了有利保障5、防喷演习制度在高含硫化氢的井进行施工作业时，每班应至少进行一次防喷演习，并且将防硫化氢应急演习溶入防喷演习当中，也可以单独做不同工序下可能发生硫化氢泄露事故的防硫应急演习，驻地营房若与井场较近或如果硫化氢泄露将可能危害到驻地时，应有计划的进行井场、驻地的连动防硫演习演习的重点之一就是锻炼所有人员的组织性和纪律性塔中823井发生井喷时，由于个别人员纪律性不强，在全体人员撤离至离井场20公里以外发现少了一名队员，四处查找之后才发现此人已搭乘别的单位的车辆撤离至40公里以外的塔中作业区附近；虽然他是安全的撤离了，但是险些让其他队员进入危险区域寻找他。

6、具体施工情况（1）施工预案的编制在塔中75井的施工中，要求每一步较大施工都必须编制预案，并宣灌至所有施工人员塔中75井先后对3个层位进行了射孔、酸压、测试等工作，每一层压井、拆防喷器、放喷作业都有施工预案，该井的施工预案合计不少于10本，每本预案都有井队干部和甲方监督签字后方能实施预案中对每次施工的具体步骤都有详细描述及要求，对可能出现硫化氢的部位都要进行检测，以及发现硫化氢报警后的紧急处理措施等2）压井作业a.制定压井预案：预案中对压井设备（物资）、防硫装置及井控装置都有完好性的要求，且每次压井前，压井管线都必须按标准进行试压b.压井液：压井液至少备足井筒容积的1.5倍，压井液PH值至少应在9.5以上c.压井方式：挤压井作业必须一次完成，完成后开井观察6小时以上（根据是否发生溢流、井漏等情况而定）循环压井至少在两周以上且必须测定出口压井液的PH值，PH值在9.5以下应继续循环压井并提高压井液的PH值，在高含硫化氢的井循环压井，压井液出口必须经油气分离进行液气分离，且排气管线出口点常明火塔中75井的一次循环压井作业中，用PH值为12的强碱性压井液循环两周以后，出口PH值仍为4.5不得不继续循环压井并调整压井液性能。

d.计算油气上窜速度：计算油气上窜速度是为压井结束后的后续工作提供安全依据的例如2005年12月24日由胜利某钻井队承钻的塔中823井（该井硫化氢浓度在30000ppm左右），在钻井完毕进行试油作业期间的一次拆卸采油树、安装防喷器作业时发生井喷发生井喷的原因就是在压井结束后没有计算油气上窜速度和按规定时间进行开井观察，就盲目进行拆卸采油树作业井喷导致的后果：以塔中823井为中心方圆100公里的10家单位的1374人紧急撤离，塔里木油田沙漠公路封闭10小时以上最后使用四台2000型压裂车组，1.3g/cm3的泥浆400m3压井抢险成功 油气上窜速度计算公式: ①迟到时间法 ②容积法 上两式中 U─油、气上窜速度，米/小时；H─油、气层深度，米；h─循环泥浆时钻头所在井深，米；t─钻头所在井深的迟到时间，分；Tl─见到油、气显示的时间，分；T2─钻至h深度后的开泵时间，分；T0─井内泥浆静止时间，小时；V─井眼环形空间每米理论容积，公升/米；Q─泥浆泵排量，公升/秒；迟到时间法比较接近实际情况，是现场常用的方法。

在钻遇两压水层时，也可以用上两公式计算e.开井观察：压井完毕后，若无外溢和井漏：开井观察6小时，正循环（出口进分离器至循环罐）求后效和油气上窜速度，若满足换装防喷器时间，拆采油树，装防喷器，否则提高压井液密度；若外溢：关井求压，调整压井液密度，正循环节流压井（出口进分离器至循环罐），达到安全要求若井漏：定时、定量灌压井液求漏失速度，求得漏失速度后开井观察10小时，若地层气未到井口，正挤一个井容积盐水后换装井口3）拆防喷器、安装采油树（或拆采油树、安装防喷器）作业a.进行该作业的时候井队干部及安全监理全程监护，井口风扇（朝下风口）一直开启，人员尽量在上风口作业，所有作业人员都必须佩带便携式硫化氢监测仪b.作业前必须准备好旋塞、转换接头等所有抢装井口的物资，且在拆卸井口螺丝前打开所有油套闸阀，用便携式硫化氢监测仪测试是否有硫化氢c.井控服务人员全程指导拆卸、安装井口作业，安装防喷器或安装采油树完毕后，由井控服务人员进行试压，试压报告单须有甲方监督和井队工程师签字认可4）起下管柱作业a.在高含硫化氢的井进行起下管柱作业时，必须控制钻具上提（下放）速度，在油气层中。