鄭勇軍

中石油集團川慶鉆探工程有限公司川西鉆探公司 四川 成都 610000

1 引言

石油工程涵蓋勘探開發(fā)、鉆井采油、地面集輸和煉油銷售等全產業(yè)鏈多個環(huán)節(jié)。而在鉆井工程領域,形成井筒打開儲層的過程中由于地質因素導致的異常高壓和非均值地層因素給鉆井過程中的安全生產帶來諸多問題。本文基于鉆井井控安全管理,在技術現狀和運行現狀上展開多維角度分析和討論。力求彌補當前井控工作管理混亂,人員素質低下問題。給鉆井工程安全生產問題敲響警鐘。

2 鉆井井控安全管理中需應對的安全風險

2.1 氣壓不穩(wěn)定

在鉆井作業(yè)過程中,當發(fā)現高壓、高性能油氣層時,如果旋轉防噴器和砂管的壓力性能較差,則油氣在輸送時的壓力控制能力不足。在到地表這個快速移動的過程中,氣體鉆井井口如果不進行壓力控制處理,將處于無阻礙噴射狀態(tài),而且還容易損壞防噴裝置、排砂管等設備,鉆井系統(tǒng)將不會安全和高效。此外,實際壓力值可能會超過鉆井設備的極限值。這種情況一般是由于鉆探前對地下環(huán)境的調查不完整,認識不足,或由于人為錯誤導致的操作問題。壓力值超過預計鉆井計劃,影響常規(guī)鉆井作業(yè)的完井效果。

2.2 氣體泄漏

油氣勘探區(qū)地下存在多種復雜、不明氣體,其中許多仍為有毒揮發(fā)性氣體,如硫化氫,對人體危害更大,更常見。當鉆頭浸入較深時,井內氣柱壓力較低,短時間內有毒氣體就會噴到地面的工作平臺上。另外,長期使用也可能導致膠芯磨損,密封性能變差,導致漏氣,嚴重威脅現場施工人員的生命安全,失去井控安全。

2.3 井下燃爆

在鉆井過程中,如果氣壓過高,當地下油氣儲量豐富且有大量連續(xù)井噴或侵入其他低地層時,地下油氣會迅速上升。當石油和天然氣從井中運出時,大量氧氣會從地層通風口逸出,空氣中的氧氣含量也很高。此外,鉆頭的高速旋轉會產生熱量和火花,從而點燃氣體。在封閉空間內,到達瓦斯爆炸點后,會發(fā)生地下火災和爆炸事故,損壞鉆井設備、坍塌井壁、炸毀管道。不僅會造成大量人員傷亡,還污染海洋環(huán)境,造成巨大的財產和經濟損失。

2.4 井控設備問題

采油設備中的井控裝置主要防止井噴事故。通過監(jiān)測油井壓力等指標,實時傳輸和處理數據,防止井噴、溢流、井涌等,減少開采過程。因事故造成的生命財產損失。井控設備常見問題:

（1）井控設備在使用過程中,部分部位密封不嚴,容易出現安全隱患。（2）井控設備外殼垂直通孔圓柱面和橡膠閘板工作面易磨損,可能造成嚴重的安全隱患。（3）作業(yè)過程中,閘門與井控設備連接槽之間容易出現裂紋,造成鎖軸彎曲、開槽等問題,影響礦山作業(yè),導致作業(yè)效率低下。井控設備。

3 鉆井井控安全管理中存在的主要問題

3.1 工作人員安全意識不高

鉆井工程為資金密集型和計算密集型工作。但是在工程實際上因為技術人員的匱乏和石油工程行業(yè)人員流動性大等多方面特點導致現場人員安全意識和技術水平較弱。通常的工程板塊因為搶進度和節(jié)約成本,會動用勞務工和違章操作,而工作人員的培訓工作不抓落實和基礎石油工程知識缺失會給后續(xù)工作帶來極大隱患。因為不懂防噴器工作原理和操作流程而導致的控制端接反和調試不仔細事件時有發(fā)生。同時異常井控事件下的不能預警和預警延后也會導致井涌甚至井噴事故。其次是工作人員井控演練不足,無論是技術人員還是管理層都必須注意現場各環(huán)節(jié)的安全和質量,確保高壓件及地面壓井管匯試壓合格并工作正常。井下內放噴工具儲備有效且工作正常,人員素質也是隨著井控意識和安全生產理論的不斷灌輸而形成固化思維,全面強化生產環(huán)節(jié)的過程管控。

3.2 井控工作管理混亂

井控工作需要專人專管,力求在井控設備安裝與維護、使用與演練、壽命與過程的全方位管理。而真實構型下的鉆井現場通常因為人力資源有限和過于追求鉆井時效而導致井控工作管理混亂。其中有些施工現場井控裝備在安裝過程中由設備負責人進行監(jiān)管,調試過程中油路、氣路卻歸儀表崗位負責,以至于在管線安裝完畢后僅僅堅持井控設備是否動作,而并未差距開關裝反,以至于發(fā)生錯誤剪切事件。而在中石油、中石化管控體系中對于井控管理到底歸技術部門還是安全部門并未進行劃分,各地區(qū)公司管理細則和執(zhí)行標準不一。而鉆井隊人員更替快,辭職人員多也給井控工作帶來極大管理混亂。當前不同工程公司間激烈競爭,要求低成本、高時效,而不同甲方對待不同乙方鉆井公司的開工驗收標準不一,檢查檢測手段不一致?？缂壷笓]。瞞報、亂管現象也時有發(fā)生。

4 加強鉆井井控安全管理工作的有效策略

4.1 強化安全風險的管理

（1）強化懸重等關鍵數據監(jiān)管。不同地層性質下的鉆壓和泥漿密度匹配性不一致。特別是在非均質地層和三開大于1500m后的鉆井深度上。因為管柱力學性質饒變和井溫、地層流體的影響,懸重會因為井壁摩阻、鉆頭潤滑性、泥包、掉塊等多重因素產生不穩(wěn)定變化。但是因為長管柱導致的力學性質傳遞延遲,所以在加鉆壓后需要鉆井一定時間,帶鉆時、鉆速穩(wěn)定后旋重彈性形變舒張完成,數據變化正常后做好數據記錄,確保無井控風險,方可進行下步操作。需要注意司鉆及其技術員必須對懸重數據進行長效型觀測,確保變化規(guī)律正常。

（2）硫化氫及其有毒有害氣體管控。鉆井工程中有毒有害氣體是人員傷害的主要原因,所以鉆井隊安裝過程中會事先部署硫化氫報警儀于方井、循環(huán)管罐以及其他關鍵要害部位進行隨鉆實時監(jiān)控。而在傳統(tǒng)的鉆井現場,通常該儀器設備在一開后才會真正安裝投用,且測錄井和鉆井隊各會按照探頭數枚,但是中途調試和預警演練往往流于形式。所以必須針對不同型號和不同位置的可燃氣體報警探頭進行標氣探測,確保一定濃度內觸發(fā)報警,提示警示效果可靠。

（3）強化油路、氣路動力端管線及附件管理。防噴器及其觸發(fā)控制柜是依靠多重動力保護進行運行的。而安裝過程的不完善試壓和管線連接處的老化會導致不同程度的跑冒滴漏現象。如果不及時進行整改并確保管路通常,壓力合規(guī)就不能在緊急情況下觸發(fā)防噴器良好工作。而日常的巡檢發(fā)現問題后很可能因為鉆進工作任務重而忽略整改。所以必須從源頭抓好管控,在搬遷安裝環(huán)節(jié)進行考克和連接管路的試壓,待一切就緒后日常維護也不能降重物進行管線的異常應力擠壓,確保管線完善性,壓力合規(guī),油量充足。

（4）井下燃爆風險管理方法。該種現象較為少見,但也不排除極端情況下出現。所以在鉆井液選型和配方方面需要充分了解化學劑互混后的性質,確保不出現大規(guī)模劇烈化學反應。其次當烴類氣體色譜超標時應及時停鉆循環(huán)觀察,充分放空地層氣體。并點火試燃。充分確保可燃氣濃度和數量可控。如果出現鉆進過程中的異常,需要執(zhí)行氣涌層的加重泥漿壓井或者充分循環(huán),杜絕惡意強鉆導致的失返和其他異常發(fā)生。

4.2 強化井控裝備安全管理

鉆孔作業(yè)需要非常嚴格的機械設備。因此,有必要在井控安全管理中加強鉆前檢查,注重設備管理規(guī)范化,對現場作業(yè)設備進行實時監(jiān)控,進行日常檢查。及各種大小設備的維修保養(yǎng)。中途發(fā)現的問題及時報告和解決,促進了管控范圍內鉆井控制設施的安裝、使用、管理和維護,提高了對鉆井設備的動態(tài)控制能力。二要優(yōu)化設備運行體系,優(yōu)化蝶閥結構設計,在經濟能力范圍內引進性價比高的優(yōu)質蝶閥,保證其強度、精度和耐腐蝕,并達到有效壓力。分發(fā);調查開發(fā);多級節(jié)流系統(tǒng),防止高壓尖峰發(fā)生時單路故障造成的壓降和節(jié)流,減少操作失誤造成的強大沖擊。改進液氣分離器結構,提高鉆井液處理能力和效率,實現高密度鉆井液的有效處理。推廣氣動加重裝置,使鉆井設備即使在高密度鉆井液中也能高效、快速地工作,從而縮短工期;固井設備的使用可以更好地滿足地面破裂壓力試驗和試驗條件,使地面管道油底殼條件滿足泥漿泵的耐壓要求。歸根結底,要保證設備的正常運行,采取各種加強措施,提高生產效率,提供安全保障。

4.3 強化人員管理

石油單位要重視人才和技術人員的培訓,制定培訓計劃和人才管理,加強關鍵技術人員的技能培訓,加強對作業(yè)人員行為的監(jiān)督,提高安全風險防范水平?？刂颇芰?。全員以專業(yè)化、規(guī)范化的工作水平參與井控安全管理,確保各崗位人員不僅具備扎實的專業(yè)理論知識,而且經過實際操作操作技能培訓,能夠有效實施設備操作,維護和管理。管理人員可以更熟練地將所學知識應用到實際工作中,能夠有效應對現場的各種問題和突發(fā)事件,對異常情況有敏銳的感知能力,例如控制好氣壓,時刻保持警惕以提高井監(jiān)測檢查工作效率,全力排查隱患,大力制止不安全作業(yè)行為,及時充分整改安全問題,消除安全隱患,確保施工順利進行。此外,嚴格落實安全生產責任制,糾正各工作環(huán)節(jié)安全管理中的錯誤和漏洞,責任到人。明確部門經理和員工的管理職責,根據安全生產策略和相關安全指標檢驗安全管理工作的有效性,認真處理安全問題,減少安全事故發(fā)生,減少事故損失。

4.4 完善井控組織機構,著力構建三級井控管理體系

提高各工程公司的組織和井控管理水平:在總公司設立井控中心和井控檢查室,進一步明確管理職責,建立海內外主要輪機長責任制;增設總部級專職井控人員,公司各部門增設井控經理,研究所增設井控技術研究室,并在海外組建“責任井控組”,明確作業(yè)現場工作職責,明確責任到人,實現綜合管理。重點建設三級井控管理體系。在壓縮一級井控和二級井控的基礎上,進一步加強井控應急能力建設,加強三級井控。需要提高救援能力;提高對失控井的再控制能力。同時,實施了鉆井專家在線決策輔助系統(tǒng),建立了由豐富的應急鉆井和井控人員組成的井控應急專家?guī)?特別是對高難度井的實時鉆井作業(yè)。和關鍵井,當井控發(fā)生時。在危險時刻,應急專家共同制定或驗證應急救援措施并扼殺技術解決方案。同時,加大科研井控投入的人力物力,解決實際生產經營中存在的問題,通過科研項目保障安全。

5 結語

綜上所述,多維技術考量下的鉆井工程必須在確保安全的前提下進行提速提效。對于鉆井現場違章操作和人員素質不高的問題,相關工程公司需要強化用人機制,形成導師帶徒和強化現場安全培訓的雙重機制。在嚴格落實各項制度的基礎上完善井控安全管理和現場操作,全面深化井控演練的時效性,提高演練效率。同時在技術層面、裝備層面和管理層面多管齊下,全面和細則的構建三級井控管理體系,確保井控工作長治久安。