钻井井控技术规程辅导讲义

。行标SY/T6426—2005《钻井井控技术规程》辅导讲义本讲义依据2005年7月中石油、中石化、中海油在西安对行标SY/T6426—2005进行的培训班底稿整理而来。此文稿由标准起草人高碧华教授宣讲。生日礼物送什么最好在石油钻井工程专业标准化委员会的精心组织和指导下，在中石油、中石化、中海油三大集团公司大力支持下，行业标准SY/T6426—2005《钻井井控技术规程》经近两年的修订，终于在2005年3月19日由国家发改委正式批准发布，本标准推迟发布的原因主要是罗家16H井灾难性的含硫天然气井喷事故后，涉及油气井钻井井控标准中与井控安全相关的一些参数和技术措施，经标准起草人和石油天然气行业的专家反复论证、酌商、达成较统一的认识后才得以敲定。这些参数和技术措施既关系到井控安全，也关系到生产成本和责任的落实，因而非常敏感、难以定夺，比如油气井井口距周边公共设施和人口密集性、高危险性场所的距离、含硫天然气的界定、含硫油气井应急撤离措施、油气层钻井作业时钻柱中是否安装止回阀等等。行业标准《钻井井控技术规程》是石油天然气钻井井控技术的主体标准，其支撑标准主要有SY/T5964—2003《钻井井控装置组合配套、安装调试与维护》、SY/T5087—2005《含硫化氢油气井安全钻井推荐作法》、SY/T××××—××××《含硫油气井钻井井控装置配套、安装和使用规范》等。因而，要在钻井作业中宣贯和落实《钻井井控技术规程》，就必须同时宣贯和落实上述支撑标准。《钻井井控技术规程》的内容除目次、前言外，共11章。1范围本标准规定了钻井井控技术的管理、实施及培训原则。本标准适用于陆地油气田勘探、开发钻井作业中的油气井压力控制技术。2规范性引用文件SY/T5087含硫油气井安全钻井推荐作法SY/T5127井口装置和采油树规范SY5225石油与天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产管理规定SY5430地层破裂压力测定套管鞋试漏法SY5742石油天然气钻井井控安全技术考核管理规则SY/T5858石油企业工业动火安全规程SY/T5876石油钻井队安全生产检查规定SY/T5964钻井井控装置组合配套、安装调试与维护SY/T6203油气井井喷着火抢险作法3钻井井控设计4井控装置的安装、试压、使用和管理5钻开油气层前的准备和检查验收6油气层钻井过程中的井控作业7溢流的处理和压井作业8防火、防爆、防硫化氢安全措施9井喷失控的处理10井控技术培训、考核11井控工作分级责任制另外，附有三个规范性附录:附录A（规范性附录）井控装置组合图附录B（规范性附录）关井操作程序附录C（规范性附录）顶驱钻机关井操作程序还有五个资料性附录:附录D（资料性附录）防喷演习记录表格式附录E（资料性附录）座岗记录表格式附录F（资料性附录）钻开油气层检查验收证书格式附录G（资料性附录）井控停钻通知书格式附录H（资料性附录）钻开油气层批准书格式前言中的主要内容是说明《钻井井控技术规程》2005年版本与1999年版本的主要变化。这些变化在随后的宣贯中将谈及。第一章和第二章主要内容是阐明了本标准的主题：“规定了钻井井控技术的管理，实施及培训原则”及其适用范围，以及引用的相关标准，下面就标准的主要条款作解释：3钻井井控设计3.1油气井井口距高压线及其它永久性设施不小于75m；距民宅不小于100m；距铁路、高速公路不小于200m；距学校、医院和大型油库等人口密集性、高危性场所不小于500m。含硫油气井应急撤离措施参见SY/T5087有关规定。3.2对井场周围一定范围内的居民住宅、学校、厂矿（包括开采地下资源的矿业单位）、国防设施、高压电线和水资源情况以及风向变化等进行勘察和调查，并在地质设计中标注说明。特别需标注清楚诸如煤矿等采掘矿井坑道的分布、走向、长度和离地表深度。“12.23”事故发生前，井控相关标准制定时的主要出发点是规范油气井钻井作业中的井控工作，保护作业人员的人身安全和避免油气资源及钻井设备受损失，但对井场周边的公共设施及居民等的安全关注较少，以为危险很少有机会或不太可能降临在井场周边群众的头上。这两条的内容完善了1999年版本的不足，上述条款中油气井井口距公共设施和人口密集性、高危场所的距离经“钻井安全标准紧急清理工作会议”提出，由“行业标准清理审查会”的代表审定（2004年3月）。具体距离是综合考虑SY/T5272《常规钻井安全技术规程》、SY/T5466《钻前工程技术条件》、SY/T5958《井场布置原则和技术要求》等标准修定而成：生日送什么礼物好：3.2.4a.井场边缘应距铁路10KV以上高压电路及其它永久性设施不少于50m；b.井场距居民住宅不少于100m。SY/T5466-1997：3.3.2一般油、气井、井口距民房400m以外；井场边缘距铁路、高压输电线路、地下电缆及其它永久性设施不得少于50m；3.3.3高压油、气井、井口距民房400m以外；井场边缘铁路、高压输电线路、地下电缆及其它永久性设施不得少于100m。SY/T5958-94：1.5.1.3高压油气井，井口距民房150m以外，井场边缘距铁路，高压输电线路、地下电缆及其它永久性设施不得小于100m；1.5.1.4含硫油气田的井，井口距民房的距离应以使其不受H2S扩散影响为准则。2004年3月25日—27日在北京召开了行业标准清查会,来自三大石油集团28个单位30名代表经认真审议，取得共识，提出修改意见：油气井井口距铁路、高速公路不少于200m;距学校、医院和大型油库等人口密集性、高危场所不小于500m；距高压线及其它永久性设施不小于75m。在钻井作业期间，应撤离距油气井井口100m范围内的居民；对含硫油气井（≥20mg/m3）、高压油气井和区域探井，在钻开油气层前2天到完井期间，应撤离距油气井井口500m范围内的居民。此条规定是一般性、通用性的技术条件，对特殊情况应进行专项安全风险评估，并采取或增加相应的安全保障措施，然后调整技术条件。2004年8月20日在北京召开了含硫技术标准专家咨询会，专家认为“井口与民房之间的距离不少于100m”是必要的，100m是布置井场时就应该考虑的最低要求。井口安全距离应与含硫化氢天然气井应急撤离问题分别表述，应急撤离要求在应急预案中予以规定。专家针对四川石油管理局和西南油气田分公司提出的“当油气井井喷失控后，应立即按应急预案，协助地方政府撤离距井口500m范围内的居民和其他人员”认为：对含硫油气井，每口井在钻开油气层前两天到完井期间撤离距井口500m范围内的居民，影响面比较大，运作成本巨大可以作井喷失控后的应急措施在正常状态下，每口井都采用这种措施是不可行的。计算天然气中硫化氢分压PH2S=P总×H2S%H2S分压气体总压力体积%浓度或克分子%浓度以g/cm3表示的气体浓度化成体积%公式：%=10-3G/22.4M%：气体体积%G：气体浓度：g/cm3M：气体克分子量：g22.4：1Mol气体标准状态下体积：l为保证含硫油气井钻井过程中硫化氢溢出或放喷点火生成的二氧化硫对井场周边群众造成伤害，SY/T5087中规定：“应对拟定探井周围3Km、生产井位2Km范围内的居民住宅、学校、铁路和厂矿等进行勘测并在设计书中标明其位置”。含硫化氢天然气的定义在SY/T5087中已作了规定：含硫化氢天然气指天然气的总压力等于或大于0.4MPa，而且该气体中的硫化氢分压等于或高于0.0003MPa；或硫化氢含量大于75mg/m3（50ppm）的天然气。含硫化氢天然气的界定来源于美国腐蚀工程师协会NACEMRO175-94气田设备用抗应力裂纹的金属材料，SY/T0599和SY/T5087还给酸性天然气—油系统是否属于酸性环境下了定义：A.当天然气与油之比大于1000m3/t时，按酸性天然气的条件划分；B.当天然气与油之比等于或小于1000m3/t时:a)若系统总压力大于1.8MPa，则按酸性天然气的条件划分；b)若系统总压力等于或小于1.8MPa，天然气中硫化氢分压大于0.07MPa或硫化氢体积百分比浓度大于15%，则为酸性天然气—油系统。含硫油气井应急撤离措施在SY/T5087中有较详细的规定：8.2.2应急响应8.2.2.1当硫化氢浓度达到15mg/m3(10ppm)的阈限值(8H加权平均值）时启动应急程序，现场应：a）立即安排专人观察风向、风速以便确定受侵害的危险区；b）切断危险区的不防爆电器的电源；c）安排专人佩戴正压式空气呼吸器到危险区检查泄漏点；d）非作业人员撤入安全区。8.2.2.2当硫化氢浓度达到30mg/m3(20ppm)的安全临界浓度时，按应急程序应：a）戴正压式空气呼吸器；b）向上级（第一责任人及授权人）报告；c）指派专人至少在主要下风口100m、500m和1000m处进行硫化氢监测，需要时监测点可适当加密；d）实施井控程序，控制硫化氢泄漏源；e）撤离现场的非应急人员；f）清点现场人员；g）切断作业现场可能的着火源；h）通知救援机构。8.2.2.3当井喷失控，井口主要下风口100m以远测得硫化氢浓度达到75mg/m3(50ppm)时，按应急程序应立即执行:a）由现场总负责人或其指定人员向当地政府报告，协助当地政府作好井口500m范围内的居民的疏散工作，根据监测情况决定是否扩大撤离范围；b）关停生产设施；c）设立警戒区，任何人未经许可不得入内；d）请求援助。怎样送礼当井喷失控时，井场硫化氢浓度达到150mg/m3(100ppm)的危险临界浓度时，现场作业人员应按预案立即撤离井场。现场总负责人应按应急预案的通讯表通知（或安排通知）其它有关机构和相关人员（包括政府有关负责人）。由施工单位和生产经营单位按相关规定分别向其上级主管部门报告。8.2.2.5在采取控制和消除措施后，继续监测危险区大气中的硫化氢及二氧化硫浓度，以确定在什么时候方能重新安全进入。这里要强调的是：1、在地质设计书中必须详查和标注井口周围500米范围内的居民和其他人员（学校、医院、地方政府、厂矿等）的分布情况。并将每户居民的人数、户主姓名、电话等资料纳入钻井队应急预案之中。2、通过地方政府、村委会向群众讲解硫化氢的相关知识，包括遭遇硫化氢时的自救和相互救护方法和逃生路线等。3、将应急预案的内容（制定预案应与地方政府、村委会沟通），尤其是应急预案实施时，地方政府和村委会的职责告知地方政府和村委会。可根据油气产量、硫化氢的含量、井场周围环境等情况选择性地与地方政府、村委会进行一次应急预案实施演练。“在这样的演练中，要包括动用设备和测试通讯设备，而模拟伤员要被送往有医治模拟伤情设施的医院”。4、应急预案应根据硫化氢和二氧化硫的扩散特性考虑硫化氢和二氧化硫浓度可能产生危害的严重程度和影响区域，SY/T5087其资料性附录中推荐了APIRP49—2001版本中的“硫化氢扩散的筛选方法”，即利用一定条件下的硫化氢释放数学模型来预测其不同浓度下的暴露半径（即扩散半径），但RP49中说：附录中建模工作是在假设平衡浮力的气态硫化氢在稳定的气象条件下，在平坦的乡村地形下释放等较理想的条件下进行的，而影响暴露半径的因素有：液体/气体悬浮物的密度、释放速率和方向、密集的云雾、硫化氢释放形式（井喷、管线破裂等）复杂地形和建筑物、井喷流体的温度等，这些因素都会对计算出来的暴露半径值产生很大的影响，而这些大多数影响因素计算模型并未考虑，因而即使APIRP49—2001版本推荐的这些预算模型也仅仅是指出建模预算井喷时硫化氢释放，在一定时间后其暴露半径的一种研究方向，SY/T5087中有一句话“美国石油学会没有认可任何具体模型”。5、应急预案应随环境条件的变化（如钻井作业期间周边居民的增减、动迁，公共设施的变化等）和油气井作业的变化而修定。去年4月在西南石油学院中加中心召开的“高含硫开发HSE规范及应急技术”研讨会上，介绍了加拿大阿尔伯达省在高含硫气田开发过程中安全管理方面的经验（能够开发含硫量达35%左右的构造），其中