摘要：高含硫气田试气作业安全管理中，如何预防井喷失控、着火爆炸、硫化氢泄漏中毒事故的发生非常关键。中原油田普光分公司在普光气田的试气过程中严格试气队伍的资质审查、开工前的检查验收，改进工艺工序与操作方法，优化硬件设备，应用新技术新设备，完善安全预案等，形成了一整套行之有效的安全管理方案。在安全技术措施上，改进了坐完井悬挂器(穿越四通)操作步骤，避免损坏金属密封，造成悬挂器损坏；将录井技术应用于试气作业，实现了科学预警；推广应用了QTI3000型焚烧处理装置，降低了对环境的不良影响；改进了射孔枪的连接方法，减轻了工人的劳动强度，缩短了起射孔枪时间，能在起钻发生井喷失控前及时控制关井。以上安全技术措施保证了普光气田试气作业安全、顺利的进行，为我国同类气田试气作业的安全管理，保障试气作业顺利进行提供了参考和借鉴。

　　关键词：高含硫气田；试气作业；井控；安全措施；普光气田

　　1 高含硫气田开发的现状及试气作业过程的安全风险

　　高含硫天然气田的开发是一个复杂的系统工程，涉及勘探、地质、钻井开发、集输与脱硫净化等众多专业，在我国尚处于起步阶段，没有成熟的经验借鉴，许多技术的可靠性需进一步验证。中原油田普光气田属于高含硫气田，其试气作业的安全问题备受关注和重视，开发建设者们运用系统安全理论，通过安全预评价、方案审查、不断完善安全措施，严格从队伍资质要求、人员能力培训与取证、井控装备、制度与操作规程、应急预案等方面入手，强化安全管理，顺利地完成了普光气田3个钻井平台9口井的试气作业。

　　高含硫天然气田试气作业涉及的危险物质主要包括：H2S(易燃、易爆、毒性和酸性腐蚀气体)、甲烷等烃类物质(易燃易爆)、H2S(易燃、易爆、毒性和酸性腐蚀气体)、CO2(酸性腐蚀气体)、SO2(毒性气体)和施工过程中使用的防冻剂甲醇(易燃、易爆、毒性液体)、压井液(毒性液体)、射孔液(毒性液体)、洗井液(毒性液体)、酸液(腐蚀性液体)、环空保护液(毒性液体)以及作业设备使用的汽油和柴油(易燃、易爆液体)等。

　　施工过程中的危险、有害因素有：火灾、爆炸、中毒和窒息、触电、高处坠落、物体打击、车辆伤害、起重伤害、坍塌、噪声等，应重点防范井喷、井喷失控、火灾、爆炸、中毒和窒息等，尤其是井喷失控后硫化氢扩散可能导致的人员重大伤害。

　　2 试气作业安全技术措施

　　针对试气关键环节、关键步骤提出了以下措施。

　　2.1 配套装备的优选

　　针对普光气田储层埋藏深、高温、高压、高含硫等特点，以及地层情况复杂，储层孔缝洞发育，易发生井喷失控、井漏、井涌、火灾、爆炸、硫化氢泄漏扩散等事故的实际，普光气田试气作业对施工设备、井控设备、消防气防设备提出了更高的要求。普光气田主体试气作业设计，综合考虑试气井地层的压力温度、井下生产管柱尺寸、井口通径以及该井配产实际，选用70型35MPa三级降压放喷流程；针对试气、起下作业过程中常开井口易造成硫化氢溢出并可能出现井喷的实际情况，选择使用了方便易操作的2FZ28-105、FZ28-105、单闸板防喷器及起下管柱内4种防喷工具。

　　2.2 操作步骤的改进

　　1) 改进了坐完井悬挂器(穿越四通)操作步骤。由于完井悬挂器金属密封与放喷器间隙极小，应避免损坏金属密封，造成悬挂器损坏。

　　2) 为了解决坐悬挂器安全问题，组织了普光P302-2井各工程技术人员现场对照实物进行研究分析并与外商(方)讨论，原设计中坐封-拆放喷器-装密封的步骤，改为坐封-拆放喷器-装密封-穿越，避免损坏金属密封，缩短了坐悬挂器的时间，保证了井口安全，同时又缩短了施工周期。

　　3) 针对普光气田射孔井段跨度大，射孔枪支多，射孔后，起射孔枪时间长，易发生井喷失控，难以实现防喷关井控制这一难题，工程技术人员将原来枪身靠丝扣连接改为挂钩连接。经过现场实验对比，提高了起枪身的速度并缩短了时间，降低了工人的劳动强度，实现了若在起钻中发生井喷失控能及时控制关井的目的。

　　4) P302-2井口装置FMCHHH级井口起下管柱操作要安装内防磨装置，如再装放喷器，管柱施工完毕后，造成内防磨装置取不出来。因油管四通内是堆焊的防硫层，材质软、厚度薄，为使防硫层不受磨损的破坏，在起下管柱中设计了扶正器集中法兰，起到了使防硫层不受破坏的作用。

　　3 技术创新与应用

　　3.1 将录井技术应用于试气作业，实现了科学预警

　　将综合录井仪首次应用于试气作业，利用录井技术监测射孔后至下完井管柱完井期间的施工过程。通过监测分析大钩负荷、压井液进出口体积和密度的变化，以及井筒内的烃类含量检测，准确计算出气体上窜速度，及时判断有无气侵现象和有害气体溢出，实现了科学预警，为起下管柱、拆装井口提供了安全可靠的保证，为试气投产作业井控安全施工提供了保障。

　　3.2 推广应用了QTI3000型焚烧处理装置。降低了对环境的不利影响

　　QTI3000型焚烧处理装置能在较低的燃气消耗下燃烧效率达到99.9%，燃烧彻底，排出气体没有微小颗粒或未燃尽的烃类化合物。通过控制焚烧炉的温度、停留时间和空气质量等参数，确保燃烧完全(燃烧率达到99.9%)。通过环境监测点二氧化硫含量计算，相当于3 h内扩散1ppm(二氧化硫1ppm=2.86mg/m3)，没有发现二氧化硫超标现象。

　　3.3 引进微牙痕液压钳技术，填补国内镍基合金钢油管下井操作的空白

　　引进了美国ECKEL公司的微牙痕液压钳、卡瓦式吊卡、多片式卡瓦等专业工具，对操作人员进行了专业培训，有效地避免了镍基合金钢油管的压痕损伤，优质高效地完成了井下合金钢完井管柱的施工。

　　3.4 成功运用屏蔽暂堵技术

　　普光气田产层分布有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类储层，各类储层的渗透率和孔隙度差异大，且射孔井段长、跨度大。根据各类储层的不同渗透率，在试气投产作业中使用ZD型暂堵浆对储层进行暂堵，20d内未发生气窜，起到了很好的封堵效果。解决了气田试气作业中出现井漏和溢流现象，为后续施工提供了可靠的安全保障。

　　3.5 在高风险部位应用可视监测系统，降低了操作人员安全风险

　　在采气井口、放喷池、焚烧炉、分离器等重点区域实施视频监控措施，提高了监控的效果，降低了安全风险。