刘贤亮
盘锦辽河油田裕隆实业集团有限公司 124011
摘要：水平井钻完井技术是20世纪80年代国际石油界迅速发展起来的一种钻采技术，适用于开发很薄的油气层或裂缝性油气藏，其主要特点是井眼轨迹在目的层中维持一定长度的水平井段，目的在于增大油气层的裸露面积，提高采收率。其完井方式都采用射孔完井，射孔井段长达几十米到几百米不等。入井的射孔器材包括射孔弹、导爆索、传爆管以及起爆药饼中含有的炸药几十公斤到几百公斤，在射孔的瞬间会产生大量的CO等有毒有害气体。
关键词：超长井；CO；原因；分析；防范
1引言
水平井钻完井技术是20世纪80年代国际石油界迅速发展起来的一种钻采技术，适用于开发很薄的油气层或裂缝性油气藏，其主要特点是井眼轨迹在目的层中维持一定长度的水平井段，目的在于增大油气层的裸露面积，提高采收率。其完井方式都采用射孔完井，射孔井段长达几十米到几百米不等。入井的射孔器材包括射孔弹、导爆索、传爆管以及起爆药饼中含有的炸药几十公斤到几百公斤，在射孔的瞬间会产生大量的CO等有毒有害气体。
HPl0—6—1H井是位于新疆沙雅县境内的1口采油水平井，主力产层位于塔里木盆地某薄砂层构造带上，设计井深6022．62米，水平井段长700米，射孔跨度595米，射孔厚度485米，采用钻杆传输分段起爆射孔工艺技术施工作业，共装89型超2代先锋射孔弹5365发，复合固体推进剂4197件，射孔点火成功后，把射孔枪短起到直井段，观察5小时，下放至井底循环压井时，正在压井液出口和泥浆罐上工作的3名钻井工人随身携带的气体监测仪器发出报警，有毒有害气体溢出，人员出现眩晕情况，现场立即进行应急处置，没有发生人员伤亡、井下复杂和设备事故。通过对地质资料、泥浆、射孔器材的化学成份的研究分析调查，有毒气体为CO，产生于射孔弹等含有炸药的射孔器材。为了今后类似的井下作业能顺利进行，建议在作业前制定相应的安全防范措施
2发现有毒气体和及时处理过程
XX年12月8 El 13：02在该井射孔短起后进行反循环时，在压井液出口测量泥浆性能的2位员工和1名辅助作业员工(现场人员位置如图2所示)随身携带的气体监测仪器报警，人员感觉眩晕，立即汇报给司钻，班组人员立即佩戴正压式空气呼吸器帮助3位员工转移位于至上风方向的井场大门口，同时通知井队医生及其他生活组人员携带急救器械上井，并给出现眩晕的3人吸氧，并为症状较严重的一位员工注射葡萄糖溶液。后组织车辆将3名员工送往医院，及时进行检查和吸氧，3人很快均恢复正常。在发现异常情况后，施工现场立即停止循环并关井，在上风方向紧急集合点清点人数；现场作业人员全部戴好正压式空气呼吸器，佩戴好H。S、CO检测仪；开启鼓风机驱散圆井、钻台、压井液出I-4、压井液循环罐等处的有毒有害气体；用便携式硫化氢检测仪检测有毒有害气体浓度；一边用泵车反循环，一边检测压井液出口有毒有害气体，直至压井液出口有毒有害气体降为0，后停泵短起钻观察，确认安全可靠后，准备起钻。
3毒有害气体的成分和来源分析
3.1 分析有毒有害气体成分
在得知有毒有害气体溢出事件发生后，现场技术人员第一时间赶到现场，根据测量性能员工的症状(头痛眩晕、四肢无力)判断：有毒有害气体不是H2S，可能是CO。回顾事故发生的区块勘探开发的历史和该井周边邻井在试油期间从来未发现H2S的情况，现场的专家怀疑可能是泥浆滤液、固井液、有机盐或者射孔所用的器材在井下高温高压情况下发生化学反应产生CO。通过感觉头晕人员在医院做CO中毒检测的结果(医院检验报告单如图3所示)，证实有害气体是C0而非H2S。
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2.2 C0的来源和计算
对射孔弹、导爆索、传爆管和固体复合推进剂进行分析，其主要化学成份是HMX(奥克托金)：该井射孔施工是近几年该区块实施的规模最大的一次射孔施工，射孔厚度：466m，射孑L枪枪型FS96，弹型SDP39HMX2g—2，实装射孔弹数5365发，药盒组件中固体推进剂4197件，导爆索595米，传爆管207发，含HMX约162027.375g射孔弹、导爆索、传爆管中HMX完全反应生成C0质量：根据反应方程式：C4H808N8—4N2↑4H20↑+4CO↑一162027.375gHMX(即547.3898m01)可产生2189.5592mol的CO气体，常温常压下体积为49046.13L，其质量为61307.669。药盒组件中固体推进剂(主要成分是端羟基丁二烯)中HMX的质量：4197件×309／件一1259109，丁羟类固体推进剂中产生CO的主要组分为端羟基丁二烯，其在固体推进剂中的含量为：125910g×20％一25182g，故端羟基丁二烯完全反应生成CO质量根据反应方程式：NH4CL04+HO一[C4H6]n—OH—0.35C02+0.72CO+0.95H2-I-1.05H20+0.3N2+0.52N20+0.86 HCL+…反应生成CO的体积为145.05L，质量为181.31g。所以在常温常压下CO的体积：49046.12608L+145.05L一49191.18L，
CO的质量：61307.66g+181.31g=61488.97g4
CO的防范措施
4.1 CO的危害
标准状况下CO是一种无色、无臭、无刺激性的气体，往往不易被察觉而致人中毒，即使人处于CO的包围中也浑然不知，直到CO进入人体之后和血液中的血红蛋白结合，产生碳氧血红蛋白，进而使血红蛋白不能与氧气结合，从而引起机体组织出现缺氧，导致头痛眩晕、心悸、恶心、呕吐、四肢无力，甚至出现短暂的昏厥等后果，中毒严重将致人死亡。CO空气混合爆炸极限为12.5％～74％，所以CO是一种对人体危害极大的气体，对其采取有效
的防范措施是非常有必要的。
4.2 CO的防范措施
对于可能产生CO的油气井必须做好监测和预警工作，在钻台、泥浆罐出口等处设置有毒气体报警装置。在建立循环过程中打开轴流风机，加快有毒气体扩散速度，避免CO在某个地方聚集浓度过大引起人员中毒。在较长井段射孑L后，循环测后效过程中，应将循环的泥浆引入气液分离器，如果有必要并在出口点火燃烧，以减小对环境的污染和对作业人员的伤害。
按照射孔装弹设计计算出的CO体积，做好CO的防范工作，钻台、泥浆罐、放喷口等处人员做好有毒有害气体防范和监测工作，确认工作区域安全后，方能进行后续施工。加强一线员工对有毒有害气体防范的教育培训，增强一线人员对有毒有害气体的认识，知晓有毒有害气体的物理化学特性、中毒以后的症状及简单有效的急救方法。加强有毒有害气体中毒应急演练。编制简单易行的应急预案，按照要求开展应急演练工作。
5结语
此次事件给我们一个经验教训，也为我们今后在长距离的射孔井段施工如何防范、处置因射孔产生的大量CO提供了理论支持和科学方法，为进一步做好现场施工安全、避免人身伤害提供了保障。
参考文献
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[3]陈江林,王华,刘浩. 超长井段射孔产生CO的原因分析及防范[J]. 内蒙古石油化工,2016,42(Z2):64-66.
论文作者:刘贤亮
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/10
标签：气体论文; 有毒有害论文; 泥浆论文; 作业论文; 人员论文; 固体论文; 钻台论文; 《防护工程》2018年第13期论文;