??????? 摘要：高含硫氣田試氣作業(yè)安全管理中，如何預防井噴失控、著火爆炸、硫化氫泄漏中毒事故的發(fā)生非常關鍵。中原油田普光分公司在普光氣田的試氣過程中嚴格試氣隊伍的資質審查、開工前的檢查驗收，改進工藝工序與操作方法，優(yōu)化硬件設備，應用新技術新設備，完善安全預案等，形成了一整套行之有效的安全管理方案。在安全技術措施上，改進了坐完井懸掛器(穿越四通)操作步驟，避免損壞金屬密封，造成懸掛器損壞；將錄井技術應用于試氣作業(yè)，實現(xiàn)了科學預警；推廣應用了QTI3000型焚燒處理裝置，降低了對環(huán)境的不良影響；改進了射孔槍的連接方法，減輕了工人的勞動強度，縮短了起射孔槍時間，能在起鉆發(fā)生井噴失控前及時控制關井。以上安全技術措施保證了普光氣田試氣作業(yè)安全、順利的進行，為我國同類氣田試氣作業(yè)的安全管理，保障試氣作業(yè)順利進行提供了參考和借鑒。

??????? 關鍵詞：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)過程的安全風險

??????? 高含硫天然氣田的開發(fā)是一個復雜的系統(tǒng)工程，涉及勘探、地質、鉆井開發(fā)、集輸與脫硫凈化等眾多專業(yè)，在我國尚處于起步階段，沒有成熟的經(jīng)驗借鑒，許多技術的可靠性需進一步驗證。中原油田普光氣田屬于高含硫氣田，其試氣作業(yè)的安全問題備受關注和重視，開發(fā)建設者們運用系統(tǒng)安全理論，通過安全預評價、方案審查、不斷完善安全措施，嚴格從隊伍資質要求、人員能力培訓與取證、井控裝備、制度與操作規(guī)程、應急預案等方面入手，強化安全管理，順利地完成了普光氣田3個鉆井平臺9口井的試氣作業(yè)。

??? 高含硫天然氣田試氣作業(yè)涉及的危險物質主要包括：H₂S(易燃、易爆、毒性和酸性腐蝕氣體)、甲烷等烴類物質(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)空保護液(毒性液體)以及作業(yè)設備使用的汽油和柴油(易燃、易爆液體)等。

??? 施工過程中的危險、有害因素有：火災、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，應重點防范井噴、井噴失控、火災、爆炸、中毒和窒息等，尤其是井噴失控后硫化氫擴散可能導致的人員重大傷害。

??????? 2 試氣作業(yè)安全技術措施

??? 針對試氣關鍵環(huán)節(jié)、關鍵步驟提出了以下措施。

針對普光氣田儲層埋藏深、高溫、高壓、高含硫等特點，以及地層情況復雜，儲層孔縫洞發(fā)育，易發(fā)生井噴失控、井漏、井涌、火災、爆炸、硫化氫泄漏擴散等事故的實際，普光氣田試氣作業(yè)對施工設備、井控設備、消防氣防設備提出了更高的要求。普光氣田主體試氣作業(yè)設計，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)實際，選用70型35MPa三級降壓放噴流程；針對試氣、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4種防噴工具。

1) 改進了坐完井懸掛器(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井各工程技術人員現(xiàn)場對照實物進行研究分析并與外商(方)討論，原設計中坐封-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間，保證了井口安全，同時又縮短了施工周期。

3) 針對普光氣田射孔井段跨度大，射孔槍支多，射孔后，起射孔槍時間長，易發(fā)生井噴失控，難以實現(xiàn)防噴關井控制這一難題，工程技術人員將原來槍身靠絲扣連接改為掛鉤連接。經(jīng)過現(xiàn)場實驗對比，提高了起槍身的速度并縮短了時間，降低了工人的勞動強度，實現(xiàn)了若在起鉆中發(fā)生井噴失控能及時控制關井的目的。

4) P302-2井口裝置FMCHHH級井口起下管柱操作要安裝內防磨裝置，如再裝放噴器，管柱施工完畢后，造成內防磨裝置取不出來。因油管四通內是堆焊的防硫層，材質軟、厚度薄，為使防硫層不受磨損的破壞，在起下管柱中設計了扶正器集中法蘭，起到了使防硫層不受破壞的作用。

??????? 3 技術創(chuàng)新與應用

將綜合錄井儀首次應用于試氣作業(yè)，利用錄井技術監(jiān)測射孔后至下完井管柱完井期間的施工過程。通過監(jiān)測分析大鉤負荷、壓井液進出口體積和密度的變化，以及井筒內的烴類含量檢測，準確計算出氣體上竄速度，及時判斷有無氣侵現(xiàn)象和有害氣體溢出，實現(xiàn)了科學預警，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。

QTI3000型焚燒處理裝置能在較低的燃氣消耗下燃燒效率達到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、停留時間和空氣質量等參數(shù)，確保燃燒完全(燃燒率達到99.9%)。通過環(huán)境監(jiān)測點二氧化硫含量計算，相當于3 h內擴散1ppm(二氧化硫1ppm=2.86mg/m³)，沒有發(fā)現(xiàn)二氧化硫超標現(xiàn)象。

引進了美國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，對操作人員進行了專業(yè)培訓，有效地避免了鎳基合金鋼油管的壓痕損傷，優(yōu)質高效地完成了井下合金鋼完井管柱的施工。

普光氣田產(chǎn)層分布有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類儲層，各類儲層的滲透率和孔隙度差異大，且射孔井段長、跨度大。根據(jù)各類儲層的不同滲透率，在試氣投產(chǎn)作業(yè)中使用ZD型暫堵漿對儲層進行暫堵，20d內未發(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。

在采氣井口、放噴池、焚燒爐、分離器等重點區(qū)域實施視頻監(jiān)控措施，提高了監(jiān)控的效果，降低了安全風險。

4.1.1專項安全評價

依據(jù)相關標準和普光氣田試氣作業(yè)特點，組織專家編寫了《川東北開發(fā)井平臺試氣投產(chǎn)施工方案安全評估要點或大綱》。要求評價公司按照導致事故的原因、操作、設備、安全控保設施、材質、平面布局和周邊環(huán)境等方面進行危險、有害因素辨識和分析；要求評價公司系統(tǒng)地針對平臺周邊自然條件和社會環(huán)境、井身結構、地質設計、工程設計、施工設計、入井材料、施工隊伍管理以及應急管理等進行可靠性評價，完善了試氣施工過程安全措施。

4.1.2安全環(huán)保保障實施方案要點

① 突出現(xiàn)場封閉化管理，試氣放噴期間嚴禁未取得硫化氫培訓合格證以及與作業(yè)無關的人員進入500m現(xiàn)場。②認真做好對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500m范圍內的居民。③明確疏散和現(xiàn)場指揮指令，需緊急疏散井場500m以外居民時，由投產(chǎn)試氣領導小組確定疏散范圍并發(fā)出指令。放噴求產(chǎn)時，若距離放噴口及焚燒爐100m以外的H₂S濃度大于100ppm(硫化氫1ppm=1.5mg/m³)(點火后)和SO₂濃度大于30ppm應關井并中斷施工作業(yè)。④細化硫化氫防護措施，除了嚴格按照相關標準做好氣防器具、硫化氫檢測儀、點火設施、報警設備的配備、井控裝備、放噴流程安裝外，對測試流程發(fā)生H₂S泄漏，配備了強風車稀釋等其他措施。