冉文付，李丁川，丁華，劉艷

中國(guó)石油西南油氣田分公司川東北作業(yè)分公司（四川 成都 610021）

0 引言

能源安全事關(guān)國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，是國(guó)家安全的重要組成部分。天然氣作為能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，持續(xù)加大天然氣勘探開發(fā)和增儲(chǔ)上產(chǎn)刻不容緩。但隨著天然氣田的持續(xù)開發(fā)，面臨著氣藏儲(chǔ)量動(dòng)用不均、地層壓力下降較快、穩(wěn)產(chǎn)難度較大等問(wèn)題[1]。

以某高含硫氣藏為例，為進(jìn)一步改善氣藏開發(fā)效果，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)量均衡動(dòng)用，經(jīng)論證擬計(jì)劃建設(shè)補(bǔ)充井進(jìn)行產(chǎn)能接替。該氣藏所處區(qū)域地面以山地、丘陵為主，地理環(huán)境惡劣、居民分布零散，新鉆井只能依托目前已建場(chǎng)站，井場(chǎng)布置受限，新鉆井周圍有3口生產(chǎn)井，距離較近，最小距離只有64 m。為了滿足生產(chǎn)保供需求，必須在井場(chǎng)已有采氣井正常生產(chǎn)情況下開展鉆井作業(yè)。在同步鉆采交叉作業(yè)過(guò)程中，存在新井的搬遷、鉆井、完井、測(cè)試等對(duì)生產(chǎn)井的影響，同時(shí)也存在生產(chǎn)井硫化氫泄漏對(duì)鉆井作業(yè)的干擾.所以本文就同步鉆采交叉作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別和評(píng)估，確保井場(chǎng)作業(yè)在安全可控的條件下進(jìn)行，同時(shí)也為相關(guān)行業(yè)交叉作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管理提供一定的借鑒[2]。

1 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別評(píng)估方法建立

常用于施工作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別評(píng)估的方法有工作安全分析（JSA）、作業(yè)條件危險(xiǎn)性分析（LEC）、安全檢查表（SCL）和預(yù)先危險(xiǎn)性分析（PHA）等。

工作安全分析（JSA）是用于分析一項(xiàng)工作任務(wù)及其相關(guān)危害和緩解措施的書面工具。工作前由工作人員針對(duì)如何安全地開展工作進(jìn)行討論，列出工作任務(wù)的關(guān)鍵步驟、每個(gè)步驟的具體危害和緩解措施或保護(hù)措施。李勁松等采用JSA法對(duì)深水無(wú)隔水管鉆井作業(yè)開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，得到深水無(wú)隔水管鉆井階段風(fēng)險(xiǎn)最大，重點(diǎn)關(guān)注作業(yè)步驟和危害因素，采取風(fēng)險(xiǎn)控制措施降低風(fēng)險(xiǎn)[3]。

作業(yè)條件危險(xiǎn)性分析（LEC）利用與系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)率相關(guān)的3種因素指標(biāo)值之積（D=L×E×C，其中D為危險(xiǎn)性，L 為事故發(fā)生可能性，E為人員暴露危險(xiǎn)環(huán)境頻率，C 為事故后果），評(píng)價(jià)系統(tǒng)人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)大小，是一種半定量風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法。該方法常與JSA結(jié)合使用，先使用JSA 分析作業(yè)存在的風(fēng)險(xiǎn)，再用LEC 結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)矩陣評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)，提出安全防控措施。劉天佳等將LEC法用于鉆井作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，得出觸電和物體打擊屬于高度危險(xiǎn)的事故，采取排除和控制措施[4]。

安全檢查表（SCL）由專業(yè)人員事先對(duì)分析對(duì)象進(jìn)行分析討論，列出檢查單元、檢查項(xiàng)目、賦分標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)定系統(tǒng)安全等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容的表格，是一種定性風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法。張樹麗等應(yīng)用安全檢查表評(píng)估海洋石油生產(chǎn)設(shè)施，指導(dǎo)海洋石油生產(chǎn)設(shè)施安全運(yùn)行[5]。

預(yù)先危險(xiǎn)性分析（PHA）是在項(xiàng)目作業(yè)前，對(duì)系統(tǒng)存在的各種危險(xiǎn)因素、發(fā)生條件、事故可能造成的后果進(jìn)行宏觀分析的系統(tǒng)安全分析方法，是一種定性風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法。該方法可以早期發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的潛在危害因素，分析已有的安全措施，確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，提出補(bǔ)充安全措施的建議，最終將風(fēng)險(xiǎn)降低到要求的界限以下。預(yù)先危險(xiǎn)性分析（PHA）方法包括危險(xiǎn)與可操作性分析（HAZOP）、故障假設(shè)法（What-if）等，HAZOP 方法一般用于可能有嚴(yán)重后果的復(fù)雜設(shè)施或者設(shè)施重大變更，故障假設(shè)法一般用于有較大后果的設(shè)施或者項(xiàng)目。HAZOP 方法是使用一系列的“參數(shù)”和“引導(dǎo)詞”搭配，設(shè)想工藝過(guò)程偏離正常工況的各種情形，并分析造成這些非正常工況的原因，對(duì)應(yīng)的后果及當(dāng)前的安全保障措施，必要時(shí)提出消除或控制危害的改進(jìn)措施。姜清兆等應(yīng)用HAZOP 方法分析深水表層鉆井的風(fēng)險(xiǎn)，重點(diǎn)針對(duì)鉆進(jìn)階段采取預(yù)防和應(yīng)對(duì)措施[6]。故障假設(shè)法是一種對(duì)系統(tǒng)工藝過(guò)程或操作過(guò)程的分析方法，該方法簡(jiǎn)單實(shí)用，利用評(píng)估人的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，能夠?qū)Υ蠖鄶?shù)危險(xiǎn)場(chǎng)景進(jìn)行評(píng)估，一般用于較簡(jiǎn)單的生產(chǎn)工藝流程。故障假設(shè)法是頭腦風(fēng)暴活動(dòng)，分析人員用What-if 開頭，提出可能出現(xiàn)的事故場(chǎng)景，討論各種事故場(chǎng)景出現(xiàn)時(shí)的后果，確定防護(hù)措施，估計(jì)事故發(fā)生可能性，評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)，必要時(shí)提出建議措施。孫龍彬等應(yīng)用故障假設(shè)法分析變更管理中的風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到了控制一般變更的風(fēng)險(xiǎn)目的[7]。

根據(jù)以上各種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的特點(diǎn)，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際，選擇故障假設(shè)法（What-if）來(lái)對(duì)鉆井與生產(chǎn)交叉作業(yè)開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。故障假設(shè)法的分析步驟如圖1所示。

圖1 故障假設(shè)法分析步驟

2 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與評(píng)估實(shí)施過(guò)程

2.1 組織評(píng)估小組

根據(jù)鉆井與采氣生產(chǎn)交叉作業(yè)的影響范圍，選擇鉆井、地質(zhì)、測(cè)井、采輸、機(jī)械、HSE、安保等專業(yè)工程師組成的評(píng)估小組。

2.2 收集資料

分析小組收集了鉆井工程設(shè)計(jì)、井場(chǎng)平面圖、疏散和緊急集合點(diǎn)分布圖、采氣工藝流程圖、火氣系統(tǒng)布置圖、施工作業(yè)計(jì)劃等資料，并在評(píng)估前進(jìn)行熟悉掌握。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣

各公司根據(jù)自身的實(shí)際情況和風(fēng)險(xiǎn)接受程度制定了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣，該項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣見表1。

表1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣

2.4 節(jié)點(diǎn)劃分

根據(jù)鉆井作業(yè)的各個(gè)階段，劃分了搬遷安裝、產(chǎn)層前鉆進(jìn)、產(chǎn)層鉆進(jìn)、完井作業(yè)、拆卸和退場(chǎng)、地面測(cè)試等6個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)描述見表2。

表2 節(jié)點(diǎn)描述

2.5 開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

組織分析小組，首先討論高含硫天然氣藏主要特點(diǎn)及危害，然后以頭腦風(fēng)暴形式討論鉆井各節(jié)點(diǎn)與生產(chǎn)交叉作業(yè)的故障假設(shè)情景，列出導(dǎo)致“故障假設(shè)”情景的潛在原因，識(shí)別最嚴(yán)重的后果并評(píng)級(jí)，識(shí)別、評(píng)估防護(hù)措施，評(píng)估假設(shè)原因發(fā)展成最嚴(yán)重后果的可能性，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)，提出風(fēng)險(xiǎn)削減建議。

高含硫天然氣藏鉆采過(guò)程最主要的危害因素是高含硫化氫天然氣泄漏，造成人員中毒，甚至火災(zāi)爆炸。硫化氫是一種無(wú)色、劇毒的神經(jīng)毒劑，當(dāng)人員暴露于0.01%硫化氫環(huán)境會(huì)造成健康受損，0.1%時(shí)會(huì)立即死亡。該高含硫天然氣藏硫化氫體積含量超9%，為防止硫化氫泄漏造成嚴(yán)重后果，該項(xiàng)目建立了硫化氫泄漏預(yù)防性防護(hù)措施和減緩性防護(hù)措施。預(yù)防性防護(hù)措施包括基本過(guò)程控制系統(tǒng)、關(guān)鍵報(bào)警和人員干預(yù)、安全儀表功能與物理保護(hù)。減緩性防護(hù)措施包括釋放后的物理保護(hù)、廠區(qū)應(yīng)急響應(yīng)、社區(qū)應(yīng)急響應(yīng)。

鉆井與生產(chǎn)交叉作業(yè)主要危害識(shí)別和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估見表3[8-12]。

表3 鉆井與生產(chǎn)交叉作業(yè)主要風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估表

2.6 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)論

經(jīng)過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，識(shí)別出風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別及數(shù)量見表4。

表4 識(shí)別出的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別及數(shù)量

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估小組識(shí)別到風(fēng)險(xiǎn)較高的場(chǎng)景主要包括：①重型車輛運(yùn)輸鉆井設(shè)備時(shí)，司機(jī)誤操作或車輛故障碰撞到生產(chǎn)設(shè)施；②鉆機(jī)設(shè)備吊裝時(shí)，吊物撞擊或掉落砸到生產(chǎn)設(shè)施；③起、放井架時(shí)井架傾倒砸到生產(chǎn)設(shè)施；④產(chǎn)層鉆進(jìn)過(guò)程中發(fā)生井噴或井噴受控；⑤生產(chǎn)裝置發(fā)生天然氣泄漏時(shí)，鉆井現(xiàn)場(chǎng)存在熱工作業(yè)；⑥鉆井軌跡與生產(chǎn)井相碰等。

以上高風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景均可能造成火災(zāi)爆炸、人員中毒等嚴(yán)重后果，針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景，為進(jìn)一步削減風(fēng)險(xiǎn)，分析小組提出了43項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)削減建議措施。主要有：①鉆井團(tuán)隊(duì)和生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合制定交叉作業(yè)計(jì)劃和矩陣，建立交叉作業(yè)溝通機(jī)制；②對(duì)可能受到鉆井影響的生產(chǎn)設(shè)施，周圍設(shè)置隔離圍欄，上方設(shè)置防護(hù)罩等保護(hù)措施；③制定高風(fēng)險(xiǎn)吊裝作業(yè)方案，嚴(yán)禁吊物從生產(chǎn)設(shè)施上方通過(guò)；④制定車輛指揮和控制程序，控制進(jìn)入井場(chǎng)的車輛，對(duì)司機(jī)進(jìn)行酒精測(cè)試、防御性培訓(xùn)等；⑤制定起、放井架方案，嚴(yán)格按照方案執(zhí)行；⑥鉆井區(qū)域設(shè)置動(dòng)火區(qū)域，劃分防爆區(qū)域等級(jí)，評(píng)估明火作業(yè)對(duì)生產(chǎn)的影響；⑦產(chǎn)層鉆進(jìn)安排在生產(chǎn)設(shè)施停產(chǎn)檢修期間進(jìn)行；⑧識(shí)別井控關(guān)鍵崗位人員，強(qiáng)化人員培訓(xùn)，并對(duì)能力進(jìn)行核實(shí)驗(yàn)證等。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于高含硫天然氣藏同步鉆采交叉作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，采用故障假設(shè)法，對(duì)鉆井全過(guò)程各階段劃分節(jié)點(diǎn)，分析每個(gè)節(jié)點(diǎn)存在的交叉作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合防護(hù)措施進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)。認(rèn)為鉆井搬遷車輛撞擊、吊物墜落、起放井架傾倒破壞生產(chǎn)設(shè)施造成含硫天然氣泄漏，鉆井時(shí)發(fā)生井噴事故等交叉作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)最高。對(duì)風(fēng)險(xiǎn)較高的提出風(fēng)險(xiǎn)削減建議，將建議措施轉(zhuǎn)化為行動(dòng)項(xiàng)實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了安全高效鉆完井，新井測(cè)試獲日產(chǎn)206×104m3、無(wú)阻流量1 183×104m3的高產(chǎn)工業(yè)氣流。