研究石油天然氣鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與社會(huì)實(shí)力的不斷增強(qiáng)，全世界對(duì)于石油天然氣都有高需求，而我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入高速發(fā)展階段和攻堅(jiān)時(shí)期，與此同時(shí)，對(duì)各種資源以及石化能源的需求愈來愈大，這也使我國(guó)對(duì)石油天然氣表現(xiàn)出了更高的要求、成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的資源。對(duì)于這種情況，本文主要重點(diǎn)分析目前我國(guó)的石油天然氣鉆井技術(shù)工程風(fēng)險(xiǎn)的特征，并且思考鉆井技術(shù)工程風(fēng)險(xiǎn)量化技術(shù)如何在經(jīng)驗(yàn)中得到教訓(xùn)持續(xù)不斷地向前發(fā)展和進(jìn)步給出建議，另外就是在設(shè)備和人員方面的實(shí)際考慮。對(duì)危險(xiǎn)性因素加以判斷從而幫助降低事故減少損失。

關(guān)鍵詞：石油天然氣;鉆井工程;風(fēng)險(xiǎn)控制;設(shè)備和人員;應(yīng)對(duì)方法

1 石油天然氣鉆井工程的風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)

石油天然氣鉆井工程是利用其鉆井設(shè)備從地面開始沿著設(shè)計(jì)軌道鉆穿多套地層到達(dá)預(yù)定目的層，下地下幾十米到幾千米不等的有孔隙、裂縫或溶洞的巖石中，鑿出一個(gè)通道的過程稱之為石油天然氣鉆井。由于該行業(yè)的特殊性，存在以下風(fēng)險(xiǎn)：

1.1 隱藏性風(fēng)險(xiǎn)

石油天然氣的開采、鉆井工程的進(jìn)行都分為幾個(gè)階段：施工前期設(shè)計(jì)階段、施工階段、驗(yàn)收階段以及養(yǎng)護(hù)階段[1]。但在每個(gè)階段進(jìn)行的時(shí)候都存在其千變?nèi)f化的、無法預(yù)測(cè)性的風(fēng)險(xiǎn)，這種具有隱藏的特殊性質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)是我們不得不去加以判斷的，并且是僅憑經(jīng)驗(yàn)是無法獲得準(zhǔn)確的預(yù)知的，因?yàn)殂@井工程的不確定性太高，而具體的應(yīng)用和原則就是需要依靠風(fēng)險(xiǎn)量化體系構(gòu)建，二者融合進(jìn)行方能保障鉆井工程的最大安全化和質(zhì)量最高化。

1.2 外部環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

石油開發(fā)首先是鉆井施工，鉆井施工地處野外作業(yè)，受地理位置、地形特點(diǎn)等環(huán)境因素影響，往往施工作業(yè)中，人員與設(shè)備易遭受洪汛、滑坡、低溫冰凍等自然災(zāi)害;其次人為原因造成的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，比如國(guó)際油氣市場(chǎng)價(jià)格浮動(dòng)，造成上游開發(fā)投資成本能否盈利等決策風(fēng)險(xiǎn);油氣資源礦權(quán)糾紛、途徑地方鄉(xiāng)鎮(zhèn)的道路、水源等原因造成企地糾紛而影響隊(duì)伍正常施工帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 鉆井設(shè)備工藝技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)

在鉆井時(shí)要有一套配套完整、功能齊全的鉆機(jī)，有質(zhì)量?jī)?yōu)異不易發(fā)生事故的鉆桿、套管和鉆頭，有性能優(yōu)良和鉆子遇到地層巖性相匹配的鉆井液等。若設(shè)備工藝的匹配性差，極易發(fā)生各類設(shè)備事故，井下故障和復(fù)雜風(fēng)險(xiǎn)劇增。

1.4 鉆井期間井控風(fēng)險(xiǎn)

由于對(duì)地層地質(zhì)構(gòu)造的認(rèn)識(shí)不足，作業(yè)人員未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)溢流等復(fù)雜情況，作業(yè)起下鉆、鉆進(jìn)等過程中未遵守作業(yè)程序，鉆井過程中平衡地層流體壓力失控，導(dǎo)致發(fā)生井噴，甚至造成井噴失控、井架著火、鉆機(jī)陷落等惡性事故發(fā)生，其次井噴失控導(dǎo)致有毒有害氣體的擴(kuò)散對(duì)危害周邊居民生命健康。

1.5 環(huán)境污染事件風(fēng)險(xiǎn)

隨著環(huán)保理念深入人心，各鉆井施工現(xiàn)場(chǎng)普遍實(shí)施了清潔化生產(chǎn)，采取泥漿不落地、巖屑清運(yùn)、集中處置等措施，但隨作業(yè)地形、地表土質(zhì)結(jié)構(gòu)、雨季自然災(zāi)害影響，極易造成鉆井液滲漏、外溢，巖屑清運(yùn)途中傾灑導(dǎo)致自然環(huán)境污染事件發(fā)生，從而使企業(yè)受到重大影響。

2 石油天然氣鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系量化的重要性

石油天然氣鉆井工程是一項(xiàng)技術(shù)合成性、綜合性都極其復(fù)雜且強(qiáng)的工程，這就需要我們?cè)趯?shí)際的施工過程，要去判斷其風(fēng)險(xiǎn)性和采取防范措施，因?yàn)橐坏┰谀硞€(gè)環(huán)節(jié)上出現(xiàn)問題就會(huì)產(chǎn)生意想不到的后果以及隱患，這不僅僅會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)效益的損失，更為嚴(yán)重的是會(huì)造成生命安全的危害。

2.1 案例一

在2003年12月23日22時(shí)04分，由四川石油管理局川東鉆探公司承鉆的位于開縣境內(nèi)的羅家16H井，在起鉆過程中發(fā)生天然氣井噴失控，從井內(nèi)噴出的大量含有高濃度硫化氫的天然氣四處彌漫、擴(kuò)散，導(dǎo)致243人因硫化氫中毒死亡、2142人因其中毒住院治療、65000人被迫緊急疏散安置、直接經(jīng)濟(jì)損失已達(dá)6432.31萬元的嚴(yán)重后果。據(jù)相關(guān)專家介紹，當(dāng)時(shí)十二隊(duì)的隊(duì)長(zhǎng)明知道鉆井內(nèi)沒有安裝回壓閥，可能引發(fā)事故卻沒有及時(shí)上報(bào)，屬于違章操作。還有就是沒有對(duì)鉆井風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行科學(xué)的評(píng)估評(píng)估，也沒有用科學(xué)的措施進(jìn)行判斷。單一的疏漏可能造成不了什么，但是長(zhǎng)期的隱瞞必定造成隱患。對(duì)于石油天然氣來說不管是環(huán)境還是技術(shù)人員或者工作人員，都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)并且引起風(fēng)險(xiǎn)，科學(xué)分析其潛在風(fēng)險(xiǎn)并且制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施[2]。

2.2 案例二

某年7月15日1點(diǎn)45分 ，某鉆井隊(duì)作業(yè)區(qū)域突降71mm 暴雨，導(dǎo)致當(dāng)?shù)匾缓拥腊l(fā)洪水，2點(diǎn)許當(dāng)?shù)剜l(xiāng)政府下游5公里處某井場(chǎng)施工的井隊(duì)接到村政府警訊，立即叫醒人員緊急撤離。人員撤離中河水上漲過膝，洪水圍困鉆井隊(duì)2名未及時(shí)撤離的大班，沖走錄井房1頂（內(nèi)有4名錄井工）、井隊(duì)駐井房14頂，駐井皮卡車1輛，發(fā)電機(jī)、油罐等設(shè)備，洪水達(dá)到機(jī)房柴油機(jī)排氣管下。鉆井隊(duì)2名未及時(shí)撤離的大班通過借助營(yíng)房頂、泥漿池土堆等高點(diǎn)逃生，錄井隊(duì)4名遇險(xiǎn)員工2人獲救，2人失蹤。造成以上事故的直接原因是，營(yíng)地所處位置鄰近河道，井場(chǎng)處于行洪區(qū)且在行洪線以下。即對(duì)施工季節(jié)存在的潛在危害因素沒有分析、評(píng)估，對(duì)自然災(zāi)害的危害程度認(rèn)知度不夠。

3 石油天然氣鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)的具體應(yīng)對(duì)方法

3.1 完善風(fēng)險(xiǎn)控制工具

首先建立一套完整的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，建立內(nèi)控風(fēng)險(xiǎn)清單，細(xì)化各鉆井生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)因素，明確管理責(zé)任主體，從人員投入、設(shè)備資源、生產(chǎn)組織、經(jīng)營(yíng)管理、安全管控、技術(shù)服務(wù)等各個(gè)方面制定風(fēng)險(xiǎn)削減措施。

3.2 提升人員專業(yè)素質(zhì)

合理引進(jìn)企業(yè)所需的技術(shù)型人才，重點(diǎn)在高、精端技術(shù)領(lǐng)域的人才，確保企業(yè)創(chuàng)新技術(shù)的接替與更新。建立企業(yè)內(nèi)部培訓(xùn)機(jī)制，定期開展基層操作員工、管理人員在業(yè)務(wù)技能、HSE技能方面的培訓(xùn)。

3.3 更新鉆井資源裝備

注重國(guó)內(nèi)外技術(shù)交流、重點(diǎn)在技術(shù)裝備、鉆井工藝等方面加強(qiáng)調(diào)研與學(xué)習(xí)，根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備狀況，形成一套適應(yīng)市場(chǎng)化運(yùn)作的鉆井技術(shù)管理模式;分區(qū)域、分井型，按照風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)合理優(yōu)化鉆機(jī)資源配置，采取配置頂驅(qū)、二層臺(tái)機(jī)械手、鐵鉆工、POP推移裝置等機(jī)械化改造，提升設(shè)備能力;實(shí)施電代油、氣代油等新能源代替柴油動(dòng)力清潔化生產(chǎn)措施;針對(duì)不同井型建立單井分層施工作業(yè)模式，即“一井多機(jī)”模式，充分發(fā)揮各型鉆機(jī)資源，降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)與成本。

3.4 提升鉆井工藝技術(shù)

針對(duì)頁巖油、頁巖氣等新興市場(chǎng)，整合企業(yè)優(yōu)勢(shì)資源，開展大井叢、工廠化作業(yè)模式，實(shí)施鉆頭、螺桿包井業(yè)務(wù)，推進(jìn)激進(jìn)鉆井、一趟鉆、水力振蕩器、控壓鉆井等集成技術(shù)，引進(jìn)深井抗高溫MWD等高端儀器，完善鉆井技術(shù)專家?guī)煜到y(tǒng)，建立井眼軌跡等工程技術(shù)遠(yuǎn)程支持系統(tǒng)，及時(shí)調(diào)整改進(jìn)技術(shù)方案，降低井下故障復(fù)雜風(fēng)險(xiǎn)。

3.5 加大安全管控及應(yīng)急處置投入

針對(duì)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)、各節(jié)制定HSE審核清單，完善兩書一表、上鎖掛簽制度，開展人員HSE取證，壓力容器等特種崗位設(shè)施上崗操作證;建立作業(yè)許可制度，開展防碰天車、吊索具、絞車剎車等關(guān)鍵設(shè)備專項(xiàng)整治，確保要害部位可靠。現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)實(shí)施“一案一卡”應(yīng)急處置，重點(diǎn)演練《井控安全突發(fā)事件專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案》，明確Ⅲ級(jí)應(yīng)急物資清單，完善從出口流量監(jiān)測(cè)到循環(huán)罐鉆井液面監(jiān)測(cè)、從錄井氣測(cè)值跟蹤到井口硫化氫氣體監(jiān)測(cè)等報(bào)警系統(tǒng)，從地下到地面、從現(xiàn)場(chǎng)到應(yīng)急指揮監(jiān)控中心，全方位建立應(yīng)急預(yù)警體系，最大限度降低突發(fā)事件安全風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語

綜上所述，在石油天然氣鉆井工程中實(shí)則是存在很多隱患和不可預(yù)測(cè)性的因素，所以，盡可能的在每一個(gè)環(huán)節(jié)都做到極為細(xì)致和完美是有必要，這樣的話也是使其經(jīng)濟(jì)效益最大化、安全系數(shù)最大化、風(fēng)險(xiǎn)影響最小化的保證。

參考文獻(xiàn)：

[1]李衛(wèi)國(guó).石油天然氣鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)量化技術(shù)研究[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2019，45（11）：249+251.

[2]孫運(yùn).石油天然氣鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)量化技術(shù)研究[J].石化技術(shù)，2016，23（03）：105+125.

作者簡(jiǎn)介：

顏力（1973- ），男，民族，漢，籍貫：陜西省扶風(fēng)縣，學(xué)歷：本科，職稱：鉆井工程師（中級(jí)），職務(wù)：主管，川慶鉆探長(zhǎng)慶鉆井總公司，研究方向：鉆井生產(chǎn)管理。