In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities.编订：XXXXXXXX20XX年XX月XX日含硫油、气井安全钻井技术简易版含硫油、气井安全钻井技术简易版温馨提示：本安全管理文件应用在平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。
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一、引言海上钻井是一项高投入、高风险的特殊作业，具有多学科性、复杂性、隐蔽性等特性。
钻进时遇到地层中含有H₂S会造成工具、管材不同程度的腐蚀及氢脆，一旦H₂S超标扩散会给钻井平台施工人员造成生命威胁，因此H₂S 的监测与控制给钻井技术研究和实施作业提出了更高的要求。
基于海上钻井平台受气候、海域、运输等不利条件影响，具有不同于陆地钻井的独特风险性，要求管理、设计、技术、施工等人员具有强烈的责任心、做到精心设计、精心组织、精心施工，确保井下、设备、人员的安全。
二、含硫气田的分布与开发1、行业标准国际上：天然气中H₂S≥5％（即77g/m ³）为高含H₂S气藏， CO₂含量2％～＜10％间为中含CO₂气藏（即39.6～＜197.8g/m3）我国：现行石油行业标准SY/T6168《气藏分类》规定：天然气中H₂S≥2％（即≥30.8g/m³）为高含H₂S气藏。
CO₂含量2％～＜10%为中含CO₂气藏。
2、分布高含硫气田在世界上分布比较广泛，几乎各产油大国都有含H₂S气田。
目前已发现具有工业价值的高含硫气田约400多个，其中很多分布在碳酸盐岩地层中。
H₂S含量高于5％的天然气气藏：我国天然气中H₂S含量大于1％的气田，约占全国天然气储量的1/4。
主要分布在四川盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地以及南海崖13－1气田等。
其中华北赵兰庄气田H₂S含量高达92％。
目前国内仍以四川盆地含硫气田分布最为广泛。
盆地内80％以上气田不同程度含H₂S 。
其中川东卧龙河气田卧63井嘉五1气藏，H₂S含量达31.95％， CO₂含量达1.65％。
特别是近十余年在川东北地区发现的渡口河、罗家寨和中石化普光等气田，高含H₂S和中含CO₂很具代表性。
3、开发现状在勘探开发高含硫气田中，法国、加拿大、美国、俄罗斯和伊朗等国，积累了丰富经验。
（1）法国拉克气田H₂S含量为15.4％，CO₂含量为9.5％，1957年投产，生产至今。
已累积产气2258×108m²，采出程度70％。
（2）20世纪60年代中期，壳牌公司在美国密西西比州南方，勘探开发的一个高含硫气田， H₂S含硫达45％，最深井深达7620m，井底压力为165.6MPa，温度为221℃。
（3）俄罗斯奥伦堡高含硫气田， H₂S含量达1.3～5％， CO₂含量0.7～2.6％，已开发45年，最高年产气490×108m³，目前年产气180×108m³。
4、目前为止，四川地区有测试依据的高温、高压、高含硫最高指标情况最高温度：176℃(盘1井)最高压力：龙4井关井井口压力103.42MPa未稳，由于井口受限，未能继续关井，推算地层压力130MPa左右。
最高含硫：496g/m³（卧龙河嘉陵江气藏）。
5、危害H₂S为无色、剧毒的酸性气体,与空气的相对密度为1.189,爆炸极限范围为4.3% ~46%（天然气5%~15%）。
H₂S是一种神经毒剂,亦为窒息性和刺激性气体,一旦发生泄漏,不仅影响高含硫气井平稳开发,还将危及人和环境安全，其浓度为150ppm（225mg/m³）时就会刺激人眼、呼吸道，麻痹嗅觉神经，浓度为800ppm(1200mg/m³)以上时，2min就能造成死亡。
1ppm=1.5mg/m³。
三、含硫油、气井钻井施工难点1、地质构造复杂，不易判断无论前期勘探资料多么丰富，不同区块及相邻井位所钻地质构造均有所不同，设计书中不能概述全部的风险，特别是碳酸盐岩裂缝性气藏深井，纵向上普遍存在多产层多压力系统，由于套管程序的限制，往往造成同一裸眼井段出现喷漏复杂情况。
横向上油气水分布不均，且地层压力也存在较大差异，造成同一井组，邻井施工难易程度也不尽相同。
2、钻井平台地域狭小，人员稠密，安全、环保风险较大钻井平台面积不如一个足球场大，施工人员达到100余人，矗立大海上施工相对较孤立，一旦发生油、气井井喷，人员的生命和国家重大资产将面临巨大威胁，如果大量原油或H ₂S泄露将给环境造成不可估量的损失。
众所周知“12.23”含硫气井井喷事故造成了数百人死亡，数万人员撤离，但这是在陆地，还有地方可疏散；墨西哥湾“深水地平线”平台钻井事故，原油泄露，造成了巨大的海洋环境污染，BP公司面临巨额损失。
3、气井井控风险压力大（1）天然气溢流速度快，来势凶猛天然气具有可压缩、易膨胀特性，溢流与井喷间隔时间比油井短得多。
据有关统计，在一百多井次中，从发现溢流到井喷的时间间隔小于30min的占2/3以上，其中一半以上在10min以内，而且来势凶猛，容易失控。
（2）天然气井关井压力高天然气密度低，是原油的0.7‰，不能靠自重平衡大部分地层压力，不仅井涌、井喷临时关井压力高，完井后井口关井压力也高。
1997年6月14日20:15某油气田某井取心钻进至2924.89m，因最后1.6m钻速突快，当时判断可能钻遇高压油气层，钻井液密度1.74g/cm³（设计值：1.79—1.84g/cm ³，主要原因密度低）故决定割心起钻,循环钻井液观察后效，至20:45，甲方监督为了不影响岩心收获率要求停止循环立即起钻，起出2立柱钻杆发现井口溢流，3—5秒钟后井喷，喷高10m。
关井15min后关井立压4.5Mpa、套压5MPa。
在压井过程中因回收钻井液闸门开启不畅，在抢换过程中，套压上升为25MPa。
环形防喷器刺漏，又关半封闸板防喷器控制井口（23:24），用一条放喷管线放喷，套压18MPa，此时半封闸板防喷器也被刺坏。
15日0:30终因半封闸板防喷器完全刺坏而失控。
（3）天然气井易窜漏天然气上窜能力强，气层钻进中容易发生气侵，导致平衡地层压力的液柱压力降低，导致井涌，甚至井喷，表层套管下入较浅时，钻遇气层关井易发生地下井喷，有时也表现为地面窜漏。
例如罗家寨罗家2井、川东北的普光9井在发生溢流关井后，均因为表层套管下入太浅发生窜漏，附近的河流和农田溢流天然气，给附近群众生命造成巨大威胁，钻井液顺着裂缝溢流到地面和河流，破坏了当地的生态环境。
（4）天然气易燃、易爆、易中毒天然气井在发生井喷后，由于各种原因易引起着火，含硫天然气易造成钻具等管材氢脆折断。
含硫天然气井一旦井喷失控，将大大增大处理难度。
4、气井固井质量影响因素多（1）天然气上窜能力强，固井时，极易窜槽，影响固井质量；（2）含硫气井，由于H₂S的应力腐蚀和电化学腐蚀特性，易造成套管损坏，从而影响井的安全；（3）H₂S的腐蚀性能还会对水泥石造成腐蚀，从而降低水泥石的强度。
（4）深井温差大，水泥浆稠化时间的控制难度大，超缓凝易造成气窜。
四、含硫油、气井安全钻井技术1、钻前调研与设计方案论证了解施工区域地质情况，邻井构造或邻井钻井与完井试油情况，并对井位周边环境进行调查，做好《安全应急预案》，同时注意放喷地点的选择，做好防火工作。
对初步《设计方案》有一个较完善的论证审查体系和制度，组织相关专家和部门，对初步《设计方案》进行审查，确定最终的《设计方案》。
2、分析《钻井地质与工程设计》（1）地质设计方面重点：地层压力（孔隙压力、破裂压力、坍塌压力）预测的准确性；储层的类型；地层流体性质(包括H₂S含量)；可能存在的复杂情况及地质家初步确定的完井方式。
（2）工程设计方面重点：井身结构设计，各层套管下入深度是否合理（目的层之上有溶洞、裂缝性漏层，要求有两层套管封隔）；必须按标准严格控制井眼轨迹全角变化率(狗腿度)，以减少套管磨损，降低井筒风险。
（3）钻井液密度设计：按各裸眼井段中最高地层压力当量密度值附加0.07～0.15g/cm ³，高含硫气井按高限(即0.15g/cm³)附加；高含硫气井储备不少于1～1.5倍井筒容积、密度高于设计地层压力当量钻井液密度0.3g/cm ³～0.4g/cm³的高密度钻井液，储备足够的加重材料和除硫材料。
PH值对电化学失重腐蚀和硫化物应力腐蚀的影响都较大，当PH9时，就很少发生硫化物应力腐蚀。
而随PH值的降低，电化学失重腐蚀增加，因此在钻开含硫地层后，钻井液的PH值应始终控制在9.5以上。
3、钻柱设计（1）钻杆材质选择：加大壁厚，内外有防腐涂层。
研究表明，各种钢级的管材都有其抗H ₂S腐蚀的最低临界温度，在临界温度之上，它就具有抗H₂S的腐蚀性能。
含硫气井在强度满足要求的条件下，一般选用G级或低钢级钻杆，高钢级易氢脆。
若强度要求选用S135钻杆时，必须调整钻井液性能以防止H₂S腐蚀。
另外温度对硫化物应力腐蚀开裂的影响较大，当温度升高到一定（93℃）以上可不考虑金属材料的防硫问题；油气井钻井中套管和钻铤，当井下温度高于93℃时，可以不考虑其抗硫性能。
（2）钻具组合满足井眼轨迹控制要求；井斜较大的井和全角变化率较大的井段，应采取防磨措施(加装防磨接头或钻杆接头敷焊防磨材料)；气层钻井中在钻柱下部还应安装钻具止回阀。
4、固井方式及水泥浆体系：固井方式尽可能选用一次性固井，以避免分级箍、悬挂器等附件存在薄弱环节，从而导致安全风险的存在。
水泥浆体系选用水泥石致密的水泥浆体系，如塑性水泥浆体系，抗硫防腐水泥浆体系。
天然气井，特别是高温高压高含硫气井，要求各层套管固井水泥浆均返至地面。
5、井控设计（1）井口选择及试压要求：井口选择一般是根据地层压力确定。
川庆做法：地面控制系统，主要按照SY/T6616—2005《含硫油气井钻井井控装置配套、安装和使用规范》和SY/T5964—2003《钻井井控装置组合配套、安装调试与维护》施行，防喷器组合从上至下：环形、半封、剪切、双闸板（上全封、下半封）、双四通、套管头。
节流、压井管汇各一套，主放喷管线两条，副放喷管线两条，液气分离器排气管线一条，各个放喷口均配置点火及燃烧装置。
（2）井控装置试压：应在不超过套管抗内压强度80%的前提下，环型防喷器封闭钻杆试压到额定工作压力的70%；闸板防喷器、压井管汇试压到额定工作压力。