一般情況下,在石油天然氣勘探開發(fā)過程中,在井眼未形成之前,地層四周應(yīng)力處于一定壓力下的平衡狀態(tài),壓力相對穩(wěn)定。井眼形成以后,地層壓力平衡受到破壞,為了平衡地層壓力,保證鉆井正常進(jìn)行,要不斷地往鉆井內(nèi)注入泥漿,并隨時根據(jù)地層壓力的變化調(diào)整泥漿密度,使井底壓力始終與地層壓力保持平衡,而如果井底壓力小于地層壓力,電層流體將進(jìn)入井筒并推動泥漿外溢,即發(fā)生溢流。此時如果對地下油、氣壓力平衡控制不當(dāng),不能及時控制溢流,會造成油、氣、水或其混合物沿著環(huán)空迅速噴到地面,即發(fā)生井噴。采油氣過程中,采油氣裝置如發(fā)生損壞或修井作業(yè)未故好防噴措施,油、氣也會大量噴出,發(fā)生井噴,從而引發(fā)火災(zāi)事故。從我國許多油氣田發(fā)生的一些井噴及井噴失控事故分析,大多數(shù)是在鉆入高壓油、.氣層時,由于施工設(shè)計不準(zhǔn)確,泥漿性能不好,操作技術(shù)不當(dāng),或井下發(fā)生嚴(yán)重漏失等原因造成的。
造成井噴失控的原因主要是:
(1) 地質(zhì)設(shè)計未能提供準(zhǔn)確的地層孔隙壓力資料,井身結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,設(shè)計時未能正確地預(yù)測油、氣層的位置。結(jié)果在鉆井過程中對高壓層位壓力估計不足。采取措施不力,沒有思想準(zhǔn)備。
(2) 操作失誤,起鉆抽吸。鉆井時當(dāng)鉆穿油、氣層段,起鉆速度太快,產(chǎn)生抽吸作用,將油、氣抽出來,或起鉆時沒有及時灌入泥漿,液面降低,泥漿柱壓力下降;地面除氣設(shè)備效率低,未及時采取措施消除泥漿中滯留的氣體,重復(fù)循環(huán),氣蝕嚴(yán)重等原因而發(fā)生井噴失控。
(3) 機(jī)械故障。鉆入油、氣層時發(fā)生井下事故(斷鉆具、卡鉆)或地面設(shè)備發(fā)生故障,泥漿靜止時間過長,壓力降低發(fā)生失控。
(4) 井口放噴器不符合要求,節(jié)流管匯和放噴管線的安裝不符合技術(shù)要求,當(dāng)發(fā)生井噴時無法控制。
(5) 鉆井過程中遇漏失層段,發(fā)生井漏未能及時處理或處理事故中措施不當(dāng)。
(6) 在鉆井中不能及時發(fā)現(xiàn)溢流,或發(fā)生溢流后處理措施不當(dāng),造成失控。
(7) 泥漿密度偏低。當(dāng)鉆遇地下高壓油、氣、水層時,泥漿柱壓力下降不足以平衡地下油、氣時而發(fā)生井噴失控。
井噴是石油天然氣勘探開發(fā)獨有的一種事故類型。按照《企業(yè)職工傷亡事故分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB 6441—1986),雖然井噴沒有被直接列入20類人身傷害之一,但是由此會引起物體打擊、灼燙、火災(zāi)、高處墜落、其他爆炸、中毒和窒息以及其他傷害等二次傷害。井噴發(fā)生后,如果采取措施得當(dāng),后果不會很嚴(yán)重,一旦措施不力、處置不及時,很快會演變成井噴失控,則后果很嚴(yán)重。