WELLLAND修井作業井噴事故看事故預防策略
導讀
2020年1月29日下午3點左右，由Chesapeake 運營的位于德克薩斯州Burleson縣的Daniel H. Wendland 1-H井(Wendland 1-H井)遭遇井控失控，導致油井井噴。石油和天然氣從油井中逸出，并在幾秒鐘內遇到了一個點火源，導致油井附近起火，造成三名合同工死亡，另一名重傷。
本文翻譯自CSB事故調查報告
事故簡介
2020年1月29日下午3點左右，由Chesapeake 運營的位于德克薩斯州Burleson縣的Daniel H. Wendland 1-H井(Wendland 1-H井)遭遇井控失控，導致油井井噴。石油和天然氣從油井中逸出，并在幾秒鐘內遇到了一個點火源，導致油井附近起火，造成三名合同工死亡，另一名重傷。
事故發生時，11名承包商正在Wendland 1-H井場工作。Eagle公司的合同工正在安裝新的油管頭。提供修井機的Forbes公司的工作人員當時正在Wendland 1H井附近，為后續的油管安裝工作做準備。井噴發生后，隨之而來的大火摧毀了修井機和附近的幾輛車輛，除了造成人員傷亡外，還造成了約100萬美元的財產損失?？嫉峦栔驹赶啦块T、德克薩斯州公共安全部和其他部門對這起事件做出了回應。
1-H井情況介紹
Wendland 1-H井最初是由哥倫比亞天然氣開發公司(Columbia Gas Development Corporation)于1980年鉆探的。1-H井被歸類為油井，但它也生產天然氣。Wendland 1- h井示意圖如圖所示。
自最初的一口井由哥倫比亞公司鉆探以來，1-H井已經有多個運營商:
聯合太平洋資源公司，1996年;
RME石油公司，2001年2月;
Anadarko E&P Company LP，2002年12;
Anadarko E&P在岸有限責任公司，2013年1月
Wildhorse Resources Management Company, LLC，2017年7月。
2019年6月，Chesapeake成為Wendland 1-H井的記錄運營商。
美國境內石油天然氣生產情況
2022年12月，EIA（美國能源信息署）發布了一份題為《美國石油和天然氣井按產量分布》的報告。EIA報告的附錄顯示：2021年，美國有318,256口油井，平均每天生產15桶左右的石油，其中三分之一以上的油井(126,351)位于德克薩斯州。
紫色線圈出的區域是德州區域； 綠點代表油井； 紅點代表天然氣井 黃點代表油氣井
油氣生產基本概念
油藏壓力
可以分為超壓、常壓和欠壓。這種特征取決于儲層壓力與正常靜水壓力的關系(見圖)。靜水壓力的定義是，在流體柱(如井筒)的任何一點，由于該點上方垂直流體柱的重量而存在的壓力。如圖所示，在常壓油藏中，儲層壓力等于在儲層深度處測得的地層水靜水壓力。在超壓油藏中，油藏壓力超過地層水柱的靜水壓力。
左邊是超壓油藏，右邊是欠壓油藏
修井作業
在生產油氣井的生命周期中，他們偶爾需要常規服務或額外的修井作業。修井作業使用修井機進行(見圖)。
事故經過
2019年11月26日，切薩皮克公司在測量深度為3674英尺的油管上發現了一個可能的洞，導致油井無法生產石油。
該井于2019年11月20日停止生產石油，并繼續生產天然氣，直到2020年1月18日。
2020年1月26日，SDS石油公司的合同現場主管到達油井，為即將到來的修井修復油管作業做準備。
2020年1月27日，上午10點之前，修井機到達后，現場主管進行了作業前安全評估，并報告了關井油壓和套壓為80磅/平方英寸(psig)。
現場主管隨后讓A&L的熱油承包商向井中泵入5桶處理過的水，以確認油管上的漏點。現場主管表示，他們沒有看到油管壓力增加，這表明油管正在泄漏。
現場主管隨后讓A&L又向井中泵送了20桶處理過的熱水。午餐后，福布斯公司的修井人員開始將抽油桿從井筒中拉出(見圖)。在結束當天的工作之前，現場主管讓熱油承包商再向井中泵入45桶處理過的熱水，用于除蠟。
2020年1月28日，鉆井人員抽油桿出井作業。
在鉆井隊完成抽油桿后，Chesapeake公司提出了一項新任務，即更換現有的油管頭，以確保油管頭總成(包括套管閥和連接件)的額定壓力達到5000磅/平方英寸(psi)。
下午2點45分左右，鉆井人員取出了所有抽油桿，并開始起油管。為了掃描油管以尋找腐蝕的跡象。
2020年1月29日，上午8:30左右，現場主管報告說，他們已經起出了所有剩余油管，并正在清理方井，以便更換油管頭。
由Forbes和Eagle的工作人員組成的工作小組隨后在現有油管頭的頂部安裝了一個油管頭適配器、一個提升短節和一個旋塞閥（STABBING VALVE）。
旋塞閥及提升短節
現場主管指示承包商A&L在拆除油管頭前，再向套管中泵入50桶10磅/加侖(ppg)的鹽水。在將鹽水注入井中約15分鐘后，有“一小股”氣體從井中噴出，此后現場主管認為井是靜態平衡的，或不流動的。
拆除舊油管頭后，工作人員在新油管頭頂部重新安裝法蘭、環和帶關閉閥的提升短節，并將油管頭總成吊裝到井口上。
2020年1月29日下午3點左右，Eagle的安裝人員正在擰緊將油管頭連接到頂部套管法蘭上的螺栓，此時油井的油氣開始通過旋塞閥和套管閥泄漏。一名工人描述說，當石油和天然氣從井中釋放出來時，他感覺油滴下來，然后發生了“爆炸”。
井噴開始后不久就著火了，整個油井周圍都被吞沒在火焰中。
火災后的現場圖
事故原因
缺乏足夠的井控計劃。針對欠壓油藏完井井控方面的行業標準不足，導致這類井的井控措施無效，進而導致碳氫化合物釋放并遇點火源時點燃。
火源管理不足導致著火，造成3人死亡，1人重傷。由于缺乏管理陸上油氣作業的法規，導致事故未能有效控制危險能源，也未能實施必要的風險評估來防止事故的發生。
根據事故前后觀察到的關井壓力，井噴的發生是由于流體失去過平衡和儲層變化。 關井壓力顯示井噴是因為欠平衡
GORISE思考
阻止流體到達地面和流出井的方法是預防性的。井控也可以指在發生流體事件或井涌時保持對井的控制的方法，而這些方法都是補救性的。
預防性井控的一種典型方法是液柱壓力，也稱為主井控屏障。在流體到達地面后施加的緩解控制也被稱為二次屏障。地面防噴器(bop)和閥門的關閉通常被用作井控屏障的二次屏障。
優先預防，然后補救。補救的措施也包括失效補充。