前言
本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由全国石油天然气标准化技术委员会（SAC/TC 355）提出并归口。
本文件起草单位:中国石油集团川庆钻探工程有限公司、中国石油集团油田技术服务有限公司、中国石油集团西部钻探工程有限公司、中国石油集团渤海钻探工程有限公司、中石化石油工程技术服务有限公司、中国海洋石油集团有限公司、中海油能源发展股份有限公司、重庆科技大学。
本文件主要起草人:庞平、胡旭光、罗园、杨玻、李德鸿、叶林祥、袁小兵、罗卫华、胡光辉、李汶东、齐金涛、吴会胜、王文刚、彭利、徐勇军、刘贵义、卿玉、谢意湘、张红生、常永涛、刘磊、刘伟、郗凤亮、李红兵、简加田、杨博仲、初德军、李子运。
1 范围
本文件规定了石油天然气井喷失控后的初期处置、抢险处置、压井作业和安全环保要求。
本文件适用于陆上石油天然气作业现场发生井喷失控后的应急救援。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 22513 石油天然气钻采设备 井口重置和采油树
SY/T 5087 硫化氢环境钻井场所作业安全规范
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1 井喷失控 blowout out of control
发生井喷后，无法用井口防喷装置进行有效控制而出现敞喷的现象。
3.2 带火作业 operation with fire
井喷失控后，保持井口着火状态下进行的应急处置。
3.3 不带火作业 operation without fire
井喷失控后，保持井口不着火状态下进行的应急处置。
3.4 冷却掩护 cooling protective operation
对高温、高危作业面及抢险人员和机具进行持续水雾喷淋、吹扫，降低环境温度、稀释易燃易爆及有毒有害气体浓度、保护人员、设备和机具安全的作业。
3.5 清障作业 clearance operation
井喷失控情况下，为便于抢险机具、人员抵近井口操作开展的井场内障碍物清除作业。
3.6 井口切割 wellhead cutting
井喷失控情况下，对损坏部分的井口装置实施的切割作业。
3.7 井口重置 wellhead replacement
井喷失控情况下，拆除损坏的旧井口后安装新井口的作业。
4 初期处置
4.1 事发现场应立即对环境进行有毒有害气体浓度监测，并停机、停车、停炉，关闭井架、钻台、机泵房等处全部照明灯和电器设备的电源，必要时打开应急防爆探照灯；熄灭火源，设立警戒区并组织警戒，将氧气瓶、油罐等易燃易爆物品撤离危险区；迅速做好储水、供水工作，向井口注水或用消防水枪向油气喷流和井口周围设备大量喷水降温，保护井口装置，防止着火或事故继续恶化。
4.2 事发现场应设置监测点，定时取样，测定井场各处天然气、硫化氢等有毒有害气体浓度，划分安全范围；若喷出流体含油时，应立即启动环境污染控制措施，通过原油回收、截断流道等方式降低污染影响。
4.3 事发现场应立即向上一级主管单位或有关部门汇报，同时按应急程序向当地政府和安全生产监督部门报告，协助当地政府做好井口 500 m 范围内居民的疏散工作。
4.4 建设单位接到险情报告后，应立即与专业化井控应急机构取得联系，专业化井控应急机构应派遣抢险专家组赶赴现场，同步做好后续抢险人员和设备动迁准备。
4.5 建设单位应及时掌握失控井周边应急资源，包括但不限于井场及周边区域钻井液储备、压裂车及连续油管等应急设备分布情况。
4.6 地方政府接到险情报告后，按照当地政府相应预案启动应急程序。
4.7 含硫油气井发生井喷失控后井口点火按照 SY/T 5087 的规定执行。
4.8 点火程序的相关内容应在应急预案中明确，点火决策人应由建设单位代表或其授权的现场负责人担任，并列入应急预案。
4.9 点火人员应佩戴防护器具，在尽量远离点火口的上风方向使用移动点火器具点火；含硫井点火后应对下风方向，尤其是井场生活区、周围居民区、医院、学校等人员聚集场所的二氧化硫浓度进行监测。
5 抢险处置
5.1 前期准备
5.1.1 成立现场抢险指挥部，由建设单位、工程技术服务单位、专业化井控应急机构及参与应急抢险的地方政府部门等人员组成，应至少包含负责技术支持、综合协调、现场抢险、监测警戒、后勤保障、医疗救护等专业小组。
5.1.2 现场抢险指挥部组织收集失控井资料，开展险情侦察，包括但不限于:
a） 基础信息，包括地层压力、井身结构、油气产量、失控情况等；
b） 侦察信息，包括井口喷势、有毒有害气体浓度、障碍物分布、设备损毁、井口周围易燃易爆物分布等，邻近注水井、注气井、正钻井分布情况，周边民宅、学校、厂矿、国防设施、高压电线等分布情况，周围的地势、水源、道路情况。
5.1.3 根据险情侦察情况，现场抢险指挥部组织制定油气井井喷失控应急救援方案，根据抢险动态实时调整方案内容，必要时同步启动实施救援井。
5.1.4 根据应急救援方案中的冷却掩护布局，计算冷却掩护用水量，建立满足冷却掩护作业供应量的供蓄水系统以及井场内的排水系统。
5.1.5 应根据抢险需求和井场布局修建引流沟，将井场内积液尽量排出，保持井场安全作业面。
5.1.6 安排专业小组负责抢险过程中的喷量预测、温度场分析、有毒有害气体扩散监测等，并及时将信息反馈至现场抢险指挥部。
5.1.7 专业化井控应急机构根据抢险专家组反馈的信息及可能发生的最坏情况，调集所需抢险机具赶
赴现场，主要抢险设备类型如下:
a） 险情侦察设备:无人机、侦察机器人等；
b） 冷却掩护设备:消防水炮、固定水炮、雪炮、冷却掩护机器人、水泵机组等；
c） 清障设备:挖掘机、推土机、抢险破拆机器人、长臂抢险机器人等；
d） 井口切割设备:水力喷砂切割装置、火焰切割装置等；
e） 井口重置设备:抢险套管头、一体化井口重置装置、钢丝加压式井口重置装置、重力加压式井口重置装置及所需的连接件等。
5.1.8 抢险作业前应对各环节进行安全技术交底，明确人员分工及职责，开展桌面推演，具备条件的可建立模拟井口进行实操演练。
5.1.9 抢险作业前应对气象条件、抢险设备、人员状态、方案交底、风险识别、安全防护等进行确认，满足要求方可实施。
5.1.10 清障作业、井口切割、井口重置等作业过程中应安排专人指挥。
5.1.11 抢险作业前应准备足够的防噪声、防热辐射劳保用品及通信设备。
5.2 冷却掩护
5.2.1 不带火作业时，掩护重点是稀释井口周围可燃气体浓度，防止井口着火或燃爆；带火作业时，掩护重点是为抢险人员、井口装置、抢险设备液压系统及其他与火焰直接接触的部件。
5.2.2 冷却掩护应满足以下要求:
a） 根据喷势、火势、风向、有毒有害气体分布、井场地形等信息，结合人员、机具进出通道和作业范围设置合理掩护位置，掩护位置尽量选择上风方向；
b） 冷却掩护设备距井口不小于 30 m，掩护半径不小于 60 m；
c） 分水枢纽装置距井口不小于 60 m。
5.2.3 根据抢险区域面积大小、气象变化、人员数量等，及时调整冷却掩护设备位置及数量。
5.2.4 指挥人员应时刻关注井场内人员、设备动态、横向火情分布、风向变化等情况，及时调整冷却掩护重点。
5.3 清障作业
5.3.1 清障作业应遵循由外至内、从上至下、由易至难、逐层推进、分段清除的原则，充分暴露井口，为下步抢险作业创造安全作业面。
5.3.2 清障设备进行拖拽作业时，应根据障碍物重量、地形等因素计算摩擦力，拖拽能力不低于 2 倍预估摩擦力，若拖拽力不足，可分段切割后进行清障。
5.3.3 清障方式满足以下要求:
a） 首先选用整体拖拽的方式将钻机拖离井口 30 m 以外，若无法整体拖离，则分段拆除，防止井喷失控着火后钻机底座、井架烧塌；
b） 井口未着火时，可采用水力喷砂切割、分段拖离等方式进行清障作业；
c） 井口着火后，可采用火焰切割、水力喷砂切割、强行拖离等方式进行清障作业。
5.3.4 清障作业时注意切割、强行拖离过程中发生闪爆着火或着火情况下因障碍物位置、形态变化产生的横向火，防止造成人员伤害和设备损坏。
5.4 井口切割
5.4.1 井口切割时应选择上风方向，确因地形限制，应在下风方向作业时做好人员和机具防护。
5.4.2 不带火作业时，采用水力喷砂切割装置切割原井口装置，原井口切割完成后，拆除剩余法兰，检查保留的井口装置是否满足重置要求；带火作业时，采用机械切割设备、水力喷砂切割装置、火焰切割设备切割原井口装置或套管，原井口装置切割完成，井口上方罩引火筒，将火焰引向更高处，拆除剩余法兰，检查保留的井口装置是否满足重置要求。
5.4.3 若使用水力喷砂切割装置进行井口切割，作业前应对供液管线进行试压合格；后端供液系统应设置超压保护装置，防止供液管线堵塞造成憋压。
5.4.4 切割位置应满足以下要求:
a） 低于最下方的刺漏点；
b） 选择四通、短节颈部等壁厚相对较薄、形状较规则的部位进行切割。
5.4.5 切割操作应满足以下要求:
a） 使用远距离水力喷砂切割装置时，切割压力不低于 40 MPa，喷嘴直径不小于 2 mm，喷嘴出口距待切割对象不大于 60 mm，根据喷嘴直径、切割砂粒径等选择合适的切割压力，保证最大切割效率；
b） 切割井口螺栓选用近距离水力喷砂切割装置、火焰切割装置等近距离切割设备；
c） 切割套管遵循由外至内的原则。切割完成后视抢险需要对套管进行倒角处理，便于后续抢险作业开展，并检查套管外壁、高度是否满足安装新井口的要求。
5.5 井口重置
5.5.1 新井口装置应满足 GB/T 22513 的要求，组合形式应满足后续压井作业需要。
5.5.2 井口重置前根据失控井气流喷射高度、形态等信息估算敞喷量，计算安装新井口装置时受到的最大上顶力。
5.5.3 井口重置时，新井口装置的自重与井口重置设备施加的下压力之和不应低于最大上顶力的 1.5 倍。
5.5.4 重置方式应满足以下要求。
a） 防喷器或套管头法兰完好时，采用重力加压、钢丝加压等方式将新井口装置安装在防喷器或套管头法兰上，完成井口重置。
b） 防喷器或套管头法兰损坏、井口仅剩套管时，在套管上安装抢险套管头或一体化井口重置装置，完成井口重置。
c） 采油（气）井口井喷失控时，采用安装抢险套管头、井口装置吊装对中等方式完成井口重置。
d） 敞喷量较小时，采用钢丝加压式井口重置装置、井口装置吊装对中等方式；敞喷量较大时，采用重力加压式井口重置装置或其他井口重置设备。
5.5.5 若井口重置不成功，则实施救援井或通过其他方式进行处置。
5.6 中止作业条件
作业过程中出现以下情形之一，应中止作业:
a） 抢险人员中毒、受伤等，且无接替人员；
b） 抢险设备突发故障，短时间内无法恢复；
c） 不带火作业时突发闪爆；
d） 带火作业过程中火焰突然熄灭；
e） 冷却掩护设备无法满足抢险要求；
f） 雷电、大风或风向突变等气象条件恶化，影响抢险人员及机具安全；
g） 硫化氢等有毒有害气体含量可能危及作业人员生命安全；
h） 出现与抢险作业方案不相符的情况或有新增风险；
i） 其他突发意外情况，现场抢险指挥部决定中止作业。
6 压井作业
6.1 井口重置完成后，若井口装置、井筒状况满足压井要求，则通过压井作业恢复井口控制。
6.2 压井作业前应制定压井方案，压井方案考虑以下因素:
a） 原井口保留部分的承压能力可能会降低；
b） 暴露在地面以上的套管在高温下的承压能力可能会降低；
c） 长时间井喷后，井筒可能发生喷空、井壁坍塌、井漏等复杂情况。
6.3 压井方式如下:
a） 可采用正循环压井、反循环压井、置换法、压回法等进行压井，选用压井方式时综合考虑地层压力、井内管柱、含硫等因素；
b） 失控井地层压力高或井口装置可靠性不足时，可采取快干水泥动态封堵法对井筒进行彻底封堵；
c） 失控井筒不具备压井条件时，通过钻救援井的方式与失控井连通后压井。
6.4 压井结束后进行观察，采用快干水泥动态封堵法压井的应憋压候凝，并辅助置换法等手段清除井筒余气，敞井出口断流或关井套压为零，验证井筒受控后，方可解除应急状态。
6.5 若压井不成功，则采用接入生产流程、放喷降压等方式进行处置。
7 安全环保要求
7.1 在含有硫化氢环境下进行抢险作业时，根据硫化氢含量、敞喷量等因素选择点火后再作业的方式。
7.2 含硫井井喷失控应急救援完成后，应对人员防护用品、抢险设备等进行清洗。
7.3 带火作业期间若火焰突然熄灭，应及时点火。
7.4 关注风向变化情况，具备预测条件的，应提前做好风向、风力预测。
7.5 针对抢险过程中可能引发的对人、畜的伤害以及对河流、湖泊、农田等环境的污染或破坏，应制定和落实次生灾害的预防和控制措施。
7.6 抢险结束后应恢复受污染的井场和周围环境，达到安全环保要求。
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