1、井噴失控的處理井噴失控是指發生井噴后，無法用常規方法控制井口而出現敞噴的現象。 油井失控和氣井失控各有其特點和復雜性，以油為主的高油氣比的井處理更為困難。由于天然氣具有密度小（僅為原油的0.7），可壓縮、易膨脹，在鉆井液中易滑脫上升，易爆炸燃燒、難以封閉等物理化學特性，因而稍有疏忽，氣井和含氣油井高的油井更易井噴和失控著火。井噴失控的類型很多，其處理方法主要是圍繞怎樣使井口裝置、井控管匯重新控制油氣噴流這一環節進行。井噴失控井雖各有特點和復雜性，但基本處理方法都是相同的 l成立現場搶險組，制定搶險方案 井噴失控的處理是一項復雜而危險的工作，需要精心組織和施工。險情一旦發生，要迅速成立現場搶險組

2、，統一指揮和協調搶險工作。搶險組應根據現場所了解的油氣流噴勢大小、井口裝置和鉆具的損壞程度，結合對鉆井、地質資料的綜合分析，弄清井噴層位、井噴過程和該井事故特點等。在掌握了大量第一手資料和吃透險情的基礎上制定有效的處理方案，調集搶險人員和設備，決不能有絲毫僥幸取勝的心理。井噴失控處理的基本做法2盡一切辦法保護好井口 處理井噴失控的經驗表明，不論井噴失控后的情況有多復雜，只要盡力保護好井口，使好的井口不再損壞，情況不再惡化，就能掌握處理井噴失控整個過程的主動權。因為新井口要在原井口上“生根”，重新控制井噴還需原井口有用部分盡量發揮作用。井噴失控處理的基本做法井噴失控后，原井口裝置的連接件極易被障

3、礙物憋壞，密封件易燒壞。故所謂保護好井口，主要是做好以下兩方面的工作。其一是準備充足的水源和供水設備，要達到每小時供水5001000m3的能力，并以每分鐘 12m3的排量經防噴器四通向井內注水和向井口裝置及周圍噴水，達到潤濕噴流、清除火星以免著火的目的。其二是消除使井口裝置處于受憋狀態的一切障礙物，用鋼絲繩或支柱等加固井口。井噴失控處理的基本做法3未著火的失控井應千方百計使其不著火 井噴后著火，不僅會造成人身傷亡，設備燒壞，而且會使事故變得更為復雜，處理事故的條件更為惡劣。當被燒毀的井架、鉆機、鉆具、工具等大牙交錯地堆積在井口上，噴流和火苗到處亂竄時，井口裝置處于高溫和重壓之下很容易損壞，而人

4、也難于接近井口，故未著火的失控井應千方百計使其不著火。井噴失控處理的基本做法著火的原因是多方面的，如巴9井是因鉆井液噴光后，井內沖出的鉆具與井架角鐵撞擊產生火花引起著火；威23井是環形空間放氣管的火苗離井口僅20米，而引起著火；鐵1井因井內石塊沖擊，打壞井架防爆燈后爆炸著火；雙9井因3號柴油機排氣管的火星引起著火；合4井是在處理井噴中途，因雷擊引起著火。 井噴失控處理的基本做法據統計，我國“一五”到“八五”期間，累計發生井噴失控井271口，占完成井的0.16，其中井噴失控后又著火的井81口，占井噴失控井的30。以上事實說明，失控井噴可以做到不著火。燃燒必須同時具備可燃物、助燃物、引燃物這三個條

5、件。油氣井都客觀地存在前兩個條件。當天然氣（以甲烷計）與空氣混合，其占有比例在515這個爆炸范圍內，若有引燃物存在，混合氣體就會立即爆炸。 井噴失控處理的基本做法當氣井井噴失控時，天然氣與空氣混合很容易達到這個混合比例，因而關鍵是有無明火存在。井場明火主要來自兩方面。一是井噴失控前已存在的，諸如柴油機排氣管的火花、電器設備產生的火花、井場上的火種等。 井噴失控處理的基本做法二是失控過程中產生的明火，如井內沖出的鉆具、石塊之類撞擊井架等產生的火花。對第一方面的明火，在鉆開油氣層時，必須嚴格執行 SYT 6426鉆井井控技術規程中的防火、防爆、防硫化氫安全措施，做到事先消除明火、對于第二方面的明火

6、，則嚴格執行有關井口裝置和放噴管線安裝的各項規定，一旦井噴，就可立即控制井口。即使高壓噴流把防噴器膠芯沖壞，只要鉆具和石塊不沖出井口，則可以避免因撞擊而產生火花。前面所提到的向井口內外注水和噴水，也是使失控油氣井不著火的重要措施之一。井噴失控處理的基本做法4劃分安全區在井場周圍設置必要的觀察點，定時取樣測定油氣噴流的組分、硫化氫含量、空氣中的天然氣濃度、風向等有關數據，并劃分安全區，疏散人員，嚴格警戒。做好人身安全的防護工作，避免燒傷。中毒、噪音等傷害。及時將儲油罐、氧氣瓶等隱患設備、物資脫離危險區，避免引起油罐、高壓氣瓶的爆炸 井噴失控處理的基本做法5清除井口周圍的障礙物，充分暴露井口 無論

7、著火與否，為了充分暴露井口，保護井口，都要清除井口周圍和搶險通道上的障礙物。未著火的井，要考慮著火后處理方便，將鉆臺和井口周圍一切與下一步施工作業無關的設備和工具（如一般來說不需要的轉盤、大梁、喇叭口、鉆具、卡瓦等）清除干凈。井噴失控處理的基本做法著火以后，被燒毀的井架、鉆機提升系統和立在鉆臺上的鉆具等物，像廢料一樣堆積并把井口罩住，使火焰亂竄。為了暴露和保護井口，給滅火和換裝井口創造有利條件，在滅火以前，必須帶火切割，盡量清除掉這些障礙物。 井噴失控處理的基本做法帶火切割清除障礙物，應根據井場的地理條件、風向，用消防水槍噴射水霧將火壓向某一方向，本著“先易后難，先近后遠，先外后內，分段切割，

8、逐步推進”的原則，用氧炔焰切割、純氧切割、水力噴砂切割等手段，邊割邊拖，逐步清除。應根據具體情況確定哪些東西應在滅火前清理，哪些應在滅火后清理。 井噴失控處理的基本做法未著火的失控井在清除設備時還要提防產生火花。防止方法，一是要大量噴水，二是要使用銅榔頭、銅撬杠等銅制工具。凡含有有毒氣體的未著火并要注意防毒，避免人員傷亡。若有毒氣體含量很高，毒性很強，又不能有效地在短期內控制時，可考慮點火以減小產生的惡果。井噴失控處理的基本做法6、滅火 可采用下述方法撲滅不同程度的油氣井火災。 (1）密集水流滅火法 此法是用足夠的排量，從防噴器四通向井內注水和向井口噴水，同時用消防水槍向井口上面密集噴水，在較

9、為集中燃燒的火焰最下部形成一完整的水層，并逐步向上移動水層，把火焰往上推，將井內噴出的氣流與火焰切斷，達到滅火的目的。 井噴失控處理的基本做法當空氣中水蒸氣含量達到35時，即可有效地阻止天然氣的燃燒；而1kg水蒸發汽化時，能吸收539kcal（2255.2kJ）熱量，還能阻擋外部空氣進入燃燒區和減少空氣中氧的含量，大量注入和噴射水就可同時產生以上效果而把火滅掉。單靠此法滅火，其滅火能力較小。只適用于小噴量、噴流較集中向上的井。井噴失控處理的基本做法密集水流滅火不但可獨自作為一種滅火法，而且是其它滅火法的基礎。在采用其它滅火法時，還必須同時輔之以密集水流才能將油氣井火撲滅。 井噴失控處理的基本做

10、法（2）突然改變氣流方向滅火法 此法是在注入和噴射水流的同時，突然改變噴流的方向，使噴流與火焰瞬時中斷而滅火。改變噴流方向可借助特制的遮擋工具或被拆掉的設備（如轉盤等）來實現。如威23井就是在壞井口被拉倒，氣流突然改變90方向（由垂直方向變為水平方向）而滅火的；沈 15井是吊轉盤時，轉盤阻擋氣流，使上沖的氣流從轉盤底面折回而熄滅的。此法的滅火能力也有限，只適用于中等以下噴量、噴流集中于某一方向的失控井。井噴失控處理的基本做法（3）空中爆炸滅火法 空中爆炸滅火法是將炸藥放在紅色火焰下面爆炸，利用爆炸時產生的沖擊波，一方面把氣流往下壓，另一方面把火焰往上推，造成氣流與火焰的瞬時切斷，同時爆炸產生的

11、二氧化碳等廢氣又起到隔絕空氣的作用，造成瞬時真空而使火焰窒息，火焰在雙重作用下熄滅。 爆炸時，既要滅火又不能損壞井口。為此，空中爆炸法對炸藥性能有專門的要求，如撞擊時不易爆炸，遇水時不失效，高溫下不易爆炸。引燃容易等。因而一般采用“TNT”炸藥。 井噴失控處理的基本做法（4）快速滅火劑綜合滅火法 快速滅火劑綜合滅火法是將液體滅火劑經防噴器四通注入井口與油氣噴流混合，同時向井口裝置噴灑干粉滅火劑包圍火焰，內外滅火劑結合使用達到滅火的目的。井噴失控處理的基本做法國內油氣田常用的、行之有效的液體化學滅火劑主要有“1211”和“1202”兩種。1211滅火劑又名二氟一氯一溴甲烷（CF2ClBr），它主

12、要用于以天然氣為主的失控井。它是無色、透明、易流動、無刺激氣味的液體。1211與天然氣反應時，變可燃氣體為不燃氣體，且兼有降溫、隔氧作用，是一種新型快速滅火劑，其滅火速度一般均在 10S之內。井噴失控處理的基本做法1211滅火劑用量可用下述經驗公式計算： W=KlK2（1+）Gt式中：W1211滅火劑用量，kg； K1滅火難易安全系數（主要考慮火焰是否集中，施工配合好壞），一般取35； K2硫化氫含量系數，其體積含量為8時，取108；含量較少時，此系數可取1； 滅火系統漏損系數，一般取 0.05； G臨界滅火強度，kgS； t滅火劑噴射時間，一般取10 S。井噴失控處理的基本做法經現場試驗和數

13、字分析，臨界滅火強度可用近似公式計算： G0.017Q1.13式中 Q天然氣噴量，104m3d。井噴失控處理的基本做法1202又名二氟二溴甲烷（CF2Br2），其滅火原理與1211相同。另外，用于油氣井滅火的還有干粉滅火劑。干粉滅火劑是一種細微的、具有自由流動的固體粉末。滅火時，粉末表面與火焰接觸使燃燒連鎖反應中斷，達到滅火的目的。 井噴失控處理的基本做法由于1211和1202都易注入氣柱而不易在原油中混合，故已在氣井火災的滅火中普遍使用。還可以用干粉配合使用，采用“內外夾攻”滅火。用干粉炮車噴射干粉時，應根據炮車生產廠家提供的干粉管情性曲線和落粉量與射程曲線，并考慮風力、噴射和障礙物等因素的

14、影響，選擇干粉炮車與火焰的距離，把握噴射干粉時的滅火有利時機。井噴失控處理的基本做法必須強調的是，密集水流法是上述幾種滅火方法需同時采用的最基本方法，其噴水量應達到使井口裝置和其它設備、構件充分冷卻，全面降溫至滴水程度。為了防止滅火后復燃，滅火后仍需繼續向井內注水和向井口裝置外部及周圍設備、構件噴水 井噴失控處理的基本做法（5）鉆救援井滅火法 鉆救援井滅火法是在失控著火井附近鉆1口或多口定向井與失控著火井連通，然后泵入壓井鉆井液，壓井、滅火同時完成。 井噴失控處理的基本做法理想的救援井應在井噴層段與噴井相交，這需要精確的定向控制技術。一般來說，救援井與噴井總是立體相交而隔有一段距離，但可借助救

15、援井的水平射孔和壓裂及其它方法使之連通。救援井壓井的目的是制止與其連通的失控著火井油氣流繼續噴出。壓井時，還需考慮救援井井口裝置、套管和地面的承受能力 井噴失控處理的基本做法7設計新的井口裝置組合 要重新控制井噴，就必須針對井噴失控的特點和控制后的作業，周密設計新的井口裝置組合，這直接關系著整個井噴處理的成敗。 井噴失控處理的基本做法一般來說，設計新的井口裝置組合的原則是： (1）應在油氣井敞噴的情況下安裝。為此，新井口裝置通徑應不小于原井口裝置通徑。新舊井口之間的密封鋼圈應加工成特殊鋼圈，并用埋頭螺釘事先固定在法蘭上，以防被氣流沖掉。井噴失控處理的基本做法（2）為保證井口的承壓能力，原井口裝

16、置各組成部分，能利用的可盡量利用，不能利用的必須拆除。（3）低回壓放噴。失控后，尤其是著火后，可利用的原井口裝置的承壓能力已有所降低，故應采取低回壓放噴措施，放噴孔徑一般不小于4。井噴失控處理的基本做法（4）應兼顧控制后的作業。在優先考慮安全可靠地控制井噴的同時，應考慮控制后能進行井口倒換，并兼顧控制后可能進行的諸如不壓井起下管串、壓井、處理井下事故等作業。 井噴失控處理的基本做法（5）對于空井失控井，新井口最上面一般都要裝一個大通徑的閥門，因它操作簡單方便，開關可靠。在氣流敞噴的情況下，先用它關井可避免直接用閘板防噴器關井時，閘板橡膠密封件被高壓噴出的油氣流沖壞。(6）新井口裝置高度要適當，

17、以便整體吊裝和下一好作業 井噴失控處理的基本做法8、拆除壞井口，安裝新井口裝置 壞井口的拆除一般普遍采用絞車加壓扶正，長臂大吊車整體吊離。因拆除工作是在井內有高壓的條件下進行的，這就要求各個環節的工作必須十分嚴格的配合協調。在拆卸井口的連接螺栓時。井口必須加壓繃緊，否則法蘭面就會泄漏而影響繼續拆除。井噴失控處理的基本做法新井口裝置的安裝是施工中重要的關鍵環節。為了安全地搶裝成功，必須盡量減少氣流對新井口的沖擊：盡可能遠距離操作或減少井口周圍的作業人數，縮短作業時間；消除一切著火的可能性；一切措施都要經過試驗。新井口的搶裝主要采用整體吊裝法或分件扣裝法。 井噴失控處理的基本做法（1）整體吊裝法

18、整體吊裝法可減少在井口上的組裝次數和消除井口結合面的漏失機會。為了減小氣流對新井口的沖擊而擺動，吊裝時將新井口通孔全部打開。用長臂吊車將新井口吊離原井口適當高度時（47米），用繃繩從四個方向拉緊扶正，將新井口套住氣柱中心。井噴失控處理的基本做法然后，根據情況從兩個或四個方向，用絞車鋼絲繩加壓，逐漸下放并與原井口連接（見圖1）。此法與扣裝法相比工作最小，因而現場普遍采用。 在使用長臂吊車拆除舊井口，搶裝新井口時，應把吊車的排氣管加長并插入水中，且經常澆水冷卻。井噴失控處理的基本做法（2）分件扣裝法 分件扣裝法是在原井口的最上面法蘭上，固定一個帶鉸鏈銷的半圓形卡子。用鉸鏈將新井口的第一個部件連接起

19、來（該部件預先固定好特殊鋼圈），然后用絞車鋼絲繩將其反轉扣在原井口法蘭上，再固定好。隨后依次扣裝好新井口的每一部件，如圖2所示。井噴失控處理的基本做法扣裝法的優點是輕便、動力設備少、切割氣流時間短。但在井口周圍作業時間長，碰擊產生火花的機會多，工作量大，因而很少使用此法。無論是吊裝法還是扣裝法為了防止作業中因工具、設備的相互碰擊產生火花，在整個作業過程中，都應繼續向井內注水和井口及周圍噴水。井噴失控處理的基本做法9不壓井強行起下管柱，壓井或不壓井完井 新井口的搶裝成功，使失去控制的井噴變成了有控制的放噴。但是井噴失控除井口裝置、井口管匯損壞外，多數情況下鉆具或油管被沖出井筒或掉入井內或鉆具在井

20、口嚴重損壞與變形。井口裝置安裝好后，一般都要進行不壓井強行下管柱或進行打撈作業，然后是壓井或不壓井完井。井噴失控處理的基本做法井噴失控井的壓井施工，因產層較長時間敞噴，原始能量損失較大，還需考慮“壓堵兼施”的方案對付壓井中可能出現的漏失。對于產量大、地層壓力梯度高、滲透性好的產層，為使壓井鉆井液盡快在井內形成液往，除盡可能控制較高的井口套壓外，還需具備“三個優勢”。 井噴失控處理的基本做法其一是鉆井液密度優勢，即壓井鉆井液密度比按估算地層壓力計算的壓井鉆井液密度要高，甚至可用超重鉆井液壓井；其二是排量優勢，即以所用鋼套是額定泵壓下的最大排量壓井；其三是鉆井液儲備量的優勢，即壓井鉆井液儲備量至少

21、3倍于井筒，并備有一定量的輕鉆井液。當井內液柱形成，可通過液住壓力加上控制套壓略大于地層壓力時，壓井施工可轉入常規壓井作業。井噴失控處理的基本做法井噴失控的處理工作不應在夜間進行，以免發生搶險人員傷亡事故，以及因操作失誤而使處理工作復雜化。施工的同時，不應在現場進行可能干擾施工的其它作業。井噴失控處理的基本做法下面介紹四口不同類型失控井的處理方法，這些實際經驗可供現場參考。井噴失控井的處理實例1高壓高產的合4井快速綜合滅火 合4井井深2886.8m，于1974年4月發生強烈井噴。測算氣層壓力為51.94MPa，噴氣量約為500萬m3/d。在四條管線放噴的情況下，氣流刺爛上下防噴器膠芯呼嘯而出，

22、噴高為6070m。因雷擊著火，燒毀的設備、井架和歪斜的轉盤坍塌于井口，迫使火焰倒卷，火舌亂竄，此時井口四周100 m2范圍成為一片火海。井噴失控井的處理實例針對該井壓力高。噴氣量大、燃燒面積廣等特點，在清除了轉盤外約200噸障礙物后，采用清水冷卻降溫、1202和干粉為滅火劑的快速綜合滅火法，做到了滅火一次成功。 井噴失控井的處理實例其具體步驟是： (1）選井試驗。為了進一步驗證滅火劑撲滅天然氣大火的效能及取得臨界滅火強度等有關數據，在正式滅火前曾兩次選井試驗。 （2）噴水冷卻，全面降溫。滅火前，集中26臺消防車，11臺消防泵組，54支消防水槍，在1小時30分鐘內對井口、鉆臺、機房和對井場噴水冷

23、卻，全面降溫直到滴水程度。井噴失控井的處理實例（3）確定滅火劑的用量。1202在噴氣量為500萬m3/d的臨界滅火強度為27.2kgS，預計噴射時間為7S，取滅火安全系數為5，硫化氫含量系數為1，系統的漏失系數為5%，故1202的總量為： W=K1K2（1+）Gt =5*1*(1+5%)*27.2*7=1000(kg) 而實際加入 1202為1100 kg。井噴失控井的處理實例再就是計算干粉的用量。干粉撲滅噴量為80萬m3/d，天然氣井的滅火強度為1.7kg/s，按等比例增加計算撲滅500萬m3/d噴量氣井的滅火強度。干粉噴射時間較長，而此取為40 S，其它條件不變，則干粉總用量為： W=K1

24、K2（1+）Gt =5*1*(1+5%)*1.7*500/80*40=2231(kg) 實際用干粉 2000kg。井噴失控井的處理實例（4）滅火劑的注入和滅火。按合4井的具體情況，要求在30S內同時將1202和干粉分別注入井口和射擊上部火柱，有效地起到高效綜合滅火作用。因當時無定型滅火裝置，故先將需注入的l202各50kg,分裝在兩根6m長的7套管內。井噴失控井的處理實例然后各用兩臺水泥車，經下四通兩邊的兩條41/2防噴管線，以同等排量（0.06m3/s），同一時間泵注相對密度2.21的鉆井液，頂替隔離膠塞，經19 S注入井口，于25m遠處用兩部干粉滅火車（各裝 1000kg干粉）噴出干粉，同

25、時發生滅火化學反應。不到2S，一場歷時數天的大人熄滅了。當時的情況是，噴射出的干粉在井口上空形成一個乳色覆蓋層，把強大的火焰包圍，緊接著從井口冒出一股灰褐色氣柱。整個滅火施工歷時21.3S。 井噴失控井的處理實例大火熄滅后，吊開轉盤、大梁及下四通以上的壞井口。用整體吊裝法搶裝上新井口。新井口由12*4四通+2個12*6四通+12*10雙法蘭短節+10高壓閥門+101m長的引噴管，在六條放噴管放噴的情況下，關閉10閥門從而控制了井噴。井噴失控井的處理實例2常壓高產巴9井的空中爆炸滅火 巴 9井井深1100.27 m，氣層壓力為10.78MPa，失控處理后測試產量為339萬m3/d。由于井漏搶起鉆

26、，起鉆未灌鉆井液發生強烈井噴，將井內216m鉆具全部沖出。沖出的鉆具撞擊井架產生的火花引起著火，火苗高達100 m。 當時，處理工作因缺乏經驗而走過一段彎路。后來帶火清除障礙物和帶火補焊防噴器，用空中爆炸法撲滅了大火。井噴失控井的處理實例其施工步驟如下； (1）從下四通向井內注水和向井口周圍及火柱噴水，全面降溫。 （2）炸藥的選擇和用量。先選井進行空中爆炸滅火試驗，根據天然氣空中爆炸滅火對炸藥性能的要求，最后用210kg“NTN”炸藥滅火成功。 井噴失控井的處理實例（3）炸藥的包裝和運送。為了保證運送時不燃燒、不爆炸，藥箱用25mm厚的木板制成。木箱外用兩層石棉布包裹，內用紅紙板隔熱。將210

27、kg炸藥分成8個藥包裝在里面，每個藥包內裝有8支雷管、4根接火線，其余4根作輔助用，都捆在火線雷管上，用電纜引爆。 藥箱用固定在井架兩邊底座上的兩根9m長的帶滑輪單扒桿支撐，用兩部絞車，通過鋼絲繩將藥箱送至規定的地方。井噴失控井的處理實例（4）引爆和滅火。為使引爆成功，故接了兩條電路。一條用電機供電，一條用45伏安的電池供電。輸電線接近火焰部分用耐高溫電纜，其它用膠線。電纜和鋼絲繩全部用石棉包扎好。待藥箱送離井口約5m高。距火柱中心 0.5-1m遠時。用220 V電源引爆成功，撲滅了這場大火。 火滅后，采用扣裝法搶裝了一只113/4的大閥門，隨后關閥門并用重鉆井液壓井，終于控制了長達78 d的

28、井噴。井噴失控井的處理實例3、高壓高產的鹿3井不壓井下油管作業 該井井深3018.91m,測算氣層壓力為61.544 MPa，噴氣量為960萬m3/d以上。1979年3月發生井噴事故，將剛入井的54.33m鉆具(1套6取心工具、2柱 43/4鉆鋌和 1根提升短節）全部沖出，折斷成三節甩在鉆臺和井架上。 由于噴出的鉆井液高達7080m，鉆具碰擊井架產生的火花未能引起著火。盡管立即打開3條放噴管線（因 1條被堵塞）放噴，但因兩套防噴器都裝的是 31/2閘板，不能關閉空井而造成井噴失控。失控后隨即采取有效的防火措施，并及時搶接了3條供水管線，用4臺水泥車分組輪換以0.016 7 m3/S的排量從下四通向井內注水，使該井一直未著火。 井噴失控井的處理實例在清除了鉆臺和井口周圍障礙物，吊出了防噴器以上井口后，用整體吊裝法，經三次失敗，終于在第四次將新井口強裝成功。為了關閉10in閥門，并為不壓井下油管創造條件，又強裝了兩條7in放噴管線。在6