??????? 摘要：高含硫氣田試氣作業(yè)安全管理中，如何預(yù)防井噴失控、著火爆炸、硫化氫泄漏中毒事故的發(fā)生非常關(guān)鍵。中原油田普光分公司在普光氣田的試氣過程中嚴(yán)格試氣隊(duì)伍的資質(zhì)審查、開工前的檢查驗(yàn)收，改進(jìn)工藝工序與操作方法，優(yōu)化硬件設(shè)備，應(yīng)用新技術(shù)新設(shè)備，完善安全預(yù)案等，形成了一整套行之有效的安全管理方案。在安全技術(shù)措施上，改進(jìn)了坐完井懸掛器(穿越四通)操作步驟，避免損壞金屬密封，造成懸掛器損壞；將錄井技術(shù)應(yīng)用于試氣作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)預(yù)警；推廣應(yīng)用了QTI3000型焚燒處理裝置，降低了對(duì)環(huán)境的不良影響；改進(jìn)了射孔槍的連接方法，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了起射孔槍時(shí)間，能在起鉆發(fā)生井噴失控前及時(shí)控制關(guān)井。以上安全技術(shù)措施保證了普光氣田試氣作業(yè)安全、順利的進(jìn)行，為我國(guó)同類氣田試氣作業(yè)的安全管理，保障試氣作業(yè)順利進(jìn)行提供了參考和借鑒。
??????? 關(guān)鍵詞：高含硫氣田；試氣作業(yè)；井控；安全措施；普光氣田
??????? 1 高含硫氣田開發(fā)的現(xiàn)狀及試氣作業(yè)過程的安全風(fēng)險(xiǎn)
??????? 高含硫天然氣田的開發(fā)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及勘探、地質(zhì)、鉆井開發(fā)、集輸與脫硫凈化等眾多專業(yè)，在我國(guó)尚處于起步階段，沒有成熟的經(jīng)驗(yàn)借鑒，許多技術(shù)的可靠性需進(jìn)一步驗(yàn)證。中原油田普光氣田屬于高含硫氣田，其試氣作業(yè)的安全問題備受關(guān)注和重視，開發(fā)建設(shè)者們運(yùn)用系統(tǒng)安全理論，通過安全預(yù)評(píng)價(jià)、方案審查、不斷完善安全措施，嚴(yán)格從隊(duì)伍資質(zhì)要求、人員能力培訓(xùn)與取證、井控裝備、制度與操作規(guī)程、應(yīng)急預(yù)案等方面入手，強(qiáng)化安全管理，順利地完成了普光氣田3個(gè)鉆井平臺(tái)9口井的試氣作業(yè)。
??? 高含硫天然氣田試氣作業(yè)涉及的危險(xiǎn)物質(zhì)主要包括：H2S(易燃、易爆、毒性和酸性腐蝕氣體)、甲烷等烴類物質(zhì)(易燃易爆)、H2S(易燃、易爆、毒性和酸性腐蝕氣體)、CO2(酸性腐蝕氣體)、SO2(毒性氣體)和施工過程中使用的防凍劑甲醇(易燃、易爆、毒性液體)、壓井液(毒性液體)、射孔液(毒性液體)、洗井液(毒性液體)、酸液(腐蝕性液體)、環(huán)空保護(hù)液(毒性液體)以及作業(yè)設(shè)備使用的汽油和柴油(易燃、易爆液體)等。
??? 施工過程中的危險(xiǎn)、有害因素有：火災(zāi)、爆炸、中毒和窒息、觸電、高處墜落、物體打擊、車輛傷害、起重傷害、坍塌、噪聲等，應(yīng)重點(diǎn)防范井噴、井噴失控、火災(zāi)、爆炸、中毒和窒息等，尤其是井噴失控后硫化氫擴(kuò)散可能導(dǎo)致的人員重大傷害。
??????? 2 試氣作業(yè)安全技術(shù)措施
??? 針對(duì)試氣關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵步驟提出了以下措施。
2.1 配套裝備的優(yōu)選
針對(duì)普光氣田儲(chǔ)層埋藏深、高溫、高壓、高含硫等特點(diǎn)，以及地層情況復(fù)雜，儲(chǔ)層孔縫洞發(fā)育，易發(fā)生井噴失控、井漏、井涌、火災(zāi)、爆炸、硫化氫泄漏擴(kuò)散等事故的實(shí)際，普光氣田試氣作業(yè)對(duì)施工設(shè)備、井控設(shè)備、消防氣防設(shè)備提出了更高的要求。普光氣田主體試氣作業(yè)設(shè)計(jì)，綜合考慮試氣井地層的壓力溫度、井下生產(chǎn)管柱尺寸、井口通徑以及該井配產(chǎn)實(shí)際，選用70型35MPa三級(jí)降壓放噴流程；針對(duì)試氣、起下作業(yè)過程中常開井口易造成硫化氫溢出并可能出現(xiàn)井噴的實(shí)際情況，選擇使用了方便易操作的2FZ28-105、FZ28-105、單閘板防噴器及起下管柱內(nèi)4種防噴工具。
2.2 操作步驟的改進(jìn)
1) 改進(jìn)了坐完井懸掛器(穿越四通)操作步驟。由于完井懸掛器金屬密封與放噴器間隙極小，應(yīng)避免損壞金屬密封，造成懸掛器損壞。
2) 為了解決坐懸掛器安全問題，組織了普光P302-2井各工程技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)對(duì)照實(shí)物進(jìn)行研究分析并與外商(方)討論，原設(shè)計(jì)中坐封-拆放噴器-裝密封的步驟，改為坐封-拆放噴器-裝密封-穿越，避免損壞金屬密封，縮短了坐懸掛器的時(shí)間，保證了井口安全，同時(shí)又縮短了施工周期。
3) 針對(duì)普光氣田射孔井段跨度大，射孔槍支多，射孔后，起射孔槍時(shí)間長(zhǎng)，易發(fā)生井噴失控，難以實(shí)現(xiàn)防噴關(guān)井控制這一難題，工程技術(shù)人員將原來槍身靠絲扣連接改為掛鉤連接。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，提高了起槍身的速度并縮短了時(shí)間，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了若在起鉆中發(fā)生井噴失控能及時(shí)控制關(guān)井的目的。
4) P302-2井口裝置FMCHHH級(jí)井口起下管柱操作要安裝內(nèi)防磨裝置，如再裝放噴器，管柱施工完畢后，造成內(nèi)防磨裝置取不出來。因油管四通內(nèi)是堆焊的防硫?qū)?，材質(zhì)軟、厚度薄，為使防硫?qū)硬皇苣p的破壞，在起下管柱中設(shè)計(jì)了扶正器集中法蘭，起到了使防硫?qū)硬皇芷茐牡淖饔谩?/div>
??????? 3 技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用
3.1 將錄井技術(shù)應(yīng)用于試氣作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)預(yù)警
將綜合錄井儀首次應(yīng)用于試氣作業(yè)，利用錄井技術(shù)監(jiān)測(cè)射孔后至下完井管柱完井期間的施工過程。通過監(jiān)測(cè)分析大鉤負(fù)荷、壓井液進(jìn)出口體積和密度的變化，以及井筒內(nèi)的烴類含量檢測(cè)，準(zhǔn)確計(jì)算出氣體上竄速度，及時(shí)判斷有無氣侵現(xiàn)象和有害氣體溢出，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)預(yù)警，為起下管柱、拆裝井口提供了安全可靠的保證，為試氣投產(chǎn)作業(yè)井控安全施工提供了保障。
3.2 推廣應(yīng)用了QTI3000型焚燒處理裝置。降低了對(duì)環(huán)境的不利影響
QTI3000型焚燒處理裝置能在較低的燃?xì)庀南氯紵蔬_(dá)到99.9%，燃燒徹底，排出氣體沒有微小顆?；蛭慈急M的烴類化合物。通過控制焚燒爐的溫度、停留時(shí)間和空氣質(zhì)量等參數(shù)，確保燃燒完全(燃燒率達(dá)到99.9%)。通過環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)二氧化硫含量計(jì)算，相當(dāng)于3 h內(nèi)擴(kuò)散1ppm(二氧化硫1ppm=2.86mg/m3)，沒有發(fā)現(xiàn)二氧化硫超標(biāo)現(xiàn)象。
3.3 引進(jìn)微牙痕液壓鉗技術(shù)，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)鎳基合金鋼油管下井操作的空白
引進(jìn)了美國(guó)ECKEL公司的微牙痕液壓鉗、卡瓦式吊卡、多片式卡瓦等專業(yè)工具，對(duì)操作人員進(jìn)行了專業(yè)培訓(xùn)，有效地避免了鎳基合金鋼油管的壓痕損傷，優(yōu)質(zhì)高效地完成了井下合金鋼完井管柱的施工。
3.4 成功運(yùn)用屏蔽暫堵技術(shù)
普光氣田產(chǎn)層分布有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類儲(chǔ)層，各類儲(chǔ)層的滲透率和孔隙度差異大，且射孔井段長(zhǎng)、跨度大。根據(jù)各類儲(chǔ)層的不同滲透率，在試氣投產(chǎn)作業(yè)中使用ZD型暫堵漿對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行暫堵，20d內(nèi)未發(fā)生氣竄，起到了很好的封堵效果。解決了氣田試氣作業(yè)中出現(xiàn)井漏和溢流現(xiàn)象，為后續(xù)施工提供了可靠的安全保障。
3.5 在高風(fēng)險(xiǎn)部位應(yīng)用可視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，降低了操作人員安全風(fēng)險(xiǎn)
在采氣井口、放噴池、焚燒爐、分離器等重點(diǎn)區(qū)域?qū)嵤┮曨l監(jiān)控措施，提高了監(jiān)控的效果，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。
4 安全管理措施
4.1 開展專項(xiàng)安全評(píng)價(jià)并編制高含硫氣田試氣作業(yè)安全環(huán)保保障實(shí)施方案
4.1.1專項(xiàng)安全評(píng)價(jià)
依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和普光氣田試氣作業(yè)特點(diǎn)，組織專家編寫了《川東北開發(fā)井平臺(tái)試氣投產(chǎn)施工方案安全評(píng)估要點(diǎn)或大綱》。要求評(píng)價(jià)公司按照導(dǎo)致事故的原因、操作、設(shè)備、安全控保設(shè)施、材質(zhì)、平面布局和周邊環(huán)境等方面進(jìn)行危險(xiǎn)、有害因素辨識(shí)和分析；要求評(píng)價(jià)公司系統(tǒng)地針對(duì)平臺(tái)周邊自然條件和社會(huì)環(huán)境、井身結(jié)構(gòu)、地質(zhì)設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)、入井材料、施工隊(duì)伍管理以及應(yīng)急管理等進(jìn)行可靠性評(píng)價(jià)，完善了試氣施工過程安全措施。
4.1.2安全環(huán)保保障實(shí)施方案要點(diǎn)
① 突出現(xiàn)場(chǎng)封閉化管理，試氣放噴期間嚴(yán)禁未取得硫化氫培訓(xùn)合格證以及與作業(yè)無關(guān)的人員進(jìn)入500m現(xiàn)場(chǎng)。②認(rèn)真做好對(duì)周邊群眾的告知工作，在酸化壓裂之前將可能發(fā)生的危險(xiǎn)以“告知書”的形式發(fā)給地方政府，由地方政府向周邊居民宣講，并疏散井場(chǎng)500m范圍內(nèi)的居民。③明確疏散和現(xiàn)場(chǎng)指揮指令，需緊急疏散井場(chǎng)500m以外居民時(shí)，由投產(chǎn)試氣領(lǐng)導(dǎo)小組確定疏散范圍并發(fā)出指令。放噴求產(chǎn)時(shí)，若距離放噴口及焚燒爐100m以外的H
2S濃度大于100ppm(硫化氫1ppm=1.5mg/m
3)(點(diǎn)火后)和SO
2濃度大于30ppm應(yīng)關(guān)井并中斷施工作業(yè)。④細(xì)化硫化氫防護(hù)措施，除了嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)做好氣防器具、硫化氫檢測(cè)儀、點(diǎn)火設(shè)施、報(bào)警設(shè)備的配備、井控裝備、放噴流程安裝外，對(duì)測(cè)試流程發(fā)生H
2S泄漏，配備了強(qiáng)風(fēng)車稀釋等其他措施。
