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[摘要]汲取美国墨西哥湾Macondo井喷溢油事故的经验教训,对于保障我国深水油气资源开发战略顺利实施具有十分重要的意义。本文依据事故相关方发布的调查材料,在归纳分析事故原因的基础上,从井漏和井喷风险同时防范、工程成本控制与施工质量的保证、井眼内液柱压力控制和深水井控4个方面探讨了影响深水油气井完整性的问题,并给出了改进的建议。
[关键词]美国墨西哥湾井啧事故
井喷事故分析
深水油气井完整性
发生于2010年4月20日的美国墨西哥湾的Macondo井喷溢油事故在世界范围内产生了深远的影响,向人类显示了深水油气井工程的巨大风险和处理深水井喷溢油事故的高昂的费用。汲取这些巨大损失换来的经验和教训,对于保障我国深水油气资源开发战略顺利实施具有十分重要的意义。下文对事故的原因进行了分析,以此为基础探讨了深水油气井的完整性问题,并提出了相应的对策和建议。
1井喷原因分析
与所有井喷事故一样,事故井发生井喷的根本技术原因同样可以归结为两个方面,一个方面是油气储层流体具有巨大的压力,另一方面是井眼将地层高压体系与钻井平台沟通后,油气井失去了完整性,导致井流对平台和人身造成了伤害。事故发生时井队正在对Macondo项目的Mississippi Canyon252-#1井实施临时弃井作业,当时用于阻止地层流体喷上地面的屏障如图1所示。此次事故的直接原因就是一系列错误的决策和操作削弱了上述屏障,增加了地层流体涌上地面形成井喷事故的可能性。
2事故井的完整性问题分析
分析归纳各种事故调查资料,造成事故井完整性受损的问题可归结如下。
2.1长生产套管的选择
事故井的工程团队在设计事故井的井身结构时,对生产套管的选用存在2种选择,一种是选用延伸到井口的长生产套管,另外一种选择是采用悬挂于最后一层技术套管之上的生产尾管。为了减小套管泄漏的可能,设计团队最终选择了长套管方案。但是长套管方案带来了两个隐患,一个是由于固井时胶塞在生产套管内的滑行距离较长,增加了水泥受到污染的可能性,另一个是固井时循环阻力大,容易造成井漏。为了减轻发生井漏的风险,井队在实际施工中减少了固井水泥注入量,并采用了密度较小但在生产套管固井施工中使用经验不足的氮混泡沫水泥。这些措施都严重降低了固井质量。
2.2套管浮箍和自动灌浆管操作异常
事故井所用的是一种在浮箍中插有灌浆管的自动灌浆装置,在实际的施工操作中,泵压大大超过了将自动灌漿管推出浮箍所需的压力。而且泵压降低之后,循环压耗大大低于设计值。出现上述异常状况的原因是自动灌浆管的球形阀芯被套管内的压力推出管外,而自动灌浆管的管体仍然留在浮箍之内,浮箍并不能实现单向阀的功能。因而也就不能阻止地层流体通过套管内部上窜,自动灌浆管反而为地层流体提供了上行的通
[关键词]美国墨西哥湾井啧事故
井喷事故分析
深水油气井完整性
发生于2010年4月20日的美国墨西哥湾的Macondo井喷溢油事故在世界范围内产生了深远的影响,向人类显示了深水油气井工程的巨大风险和处理深水井喷溢油事故的高昂的费用。汲取这些巨大损失换来的经验和教训,对于保障我国深水油气资源开发战略顺利实施具有十分重要的意义。下文对事故的原因进行了分析,以此为基础探讨了深水油气井的完整性问题,并提出了相应的对策和建议。
1井喷原因分析
与所有井喷事故一样,事故井发生井喷的根本技术原因同样可以归结为两个方面,一个方面是油气储层流体具有巨大的压力,另一方面是井眼将地层高压体系与钻井平台沟通后,油气井失去了完整性,导致井流对平台和人身造成了伤害。事故发生时井队正在对Macondo项目的Mississippi Canyon252-#1井实施临时弃井作业,当时用于阻止地层流体喷上地面的屏障如图1所示。此次事故的直接原因就是一系列错误的决策和操作削弱了上述屏障,增加了地层流体涌上地面形成井喷事故的可能性。
2事故井的完整性问题分析
分析归纳各种事故调查资料,造成事故井完整性受损的问题可归结如下。
2.1长生产套管的选择
事故井的工程团队在设计事故井的井身结构时,对生产套管的选用存在2种选择,一种是选用延伸到井口的长生产套管,另外一种选择是采用悬挂于最后一层技术套管之上的生产尾管。为了减小套管泄漏的可能,设计团队最终选择了长套管方案。但是长套管方案带来了两个隐患,一个是由于固井时胶塞在生产套管内的滑行距离较长,增加了水泥受到污染的可能性,另一个是固井时循环阻力大,容易造成井漏。为了减轻发生井漏的风险,井队在实际施工中减少了固井水泥注入量,并采用了密度较小但在生产套管固井施工中使用经验不足的氮混泡沫水泥。这些措施都严重降低了固井质量。
2.2套管浮箍和自动灌浆管操作异常
事故井所用的是一种在浮箍中插有灌浆管的自动灌浆装置,在实际的施工操作中,泵压大大超过了将自动灌漿管推出浮箍所需的压力。而且泵压降低之后,循环压耗大大低于设计值。出现上述异常状况的原因是自动灌浆管的球形阀芯被套管内的压力推出管外,而自动灌浆管的管体仍然留在浮箍之内,浮箍并不能实现单向阀的功能。因而也就不能阻止地层流体通过套管内部上窜,自动灌浆管反而为地层流体提供了上行的通