實(shí)現(xiàn)鉆井作業(yè)安全生產(chǎn)的井控技術(shù)措施

熊小華(陜西省西安德安注冊(cè)安全工程師事務(wù)所有限公司，陜西 西安 710200)

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)階段我國的油田開采技術(shù)已經(jīng)有了很大的進(jìn)步和提高。在油田開采的過程中，安全問題始終是石油化工企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題之一。在此背景下，井控技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高而具有更加先進(jìn)和完善的運(yùn)行系統(tǒng)與管理體系，為油田生產(chǎn)安全提供了更高保障。要想對(duì)井控技術(shù)實(shí)現(xiàn)鉆井專業(yè)安全生產(chǎn)的措施進(jìn)行分析，首先就要了解什么是井控技術(shù)。

1 井控技術(shù)的概述

1.1 井控技術(shù)的簡介

井控技術(shù)是現(xiàn)階段應(yīng)用于我國石油化工企業(yè)保障油田開采過程的安全工作的重要技術(shù)[1]。因?yàn)橛吞锎蠖鄡?chǔ)藏在地下，因而在進(jìn)行鉆井專業(yè)時(shí)，通常需要重點(diǎn)注意油氣井和油井在作業(yè)中由壓力異常導(dǎo)致的安全問題。井控技術(shù)就是基于這種情況誕生的一種技術(shù)，其能通過特定技術(shù)手段來調(diào)節(jié)油氣井和油井在鉆井專業(yè)時(shí)產(chǎn)生的壓力，進(jìn)而達(dá)到保障整個(gè)油氣井和油井開采過程的安全性的目的。現(xiàn)階段，這種技術(shù)在我國的石油化工企業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。

1.2 井控技術(shù)的分級(jí)

在油田開采的過程中，可以將井控技術(shù)具體劃分為一級(jí)井控、二級(jí)井控、三級(jí)井控三個(gè)級(jí)別。在應(yīng)用井控技術(shù)時(shí)，為了能夠保障整個(gè)天然氣鉆井井控工作的安全運(yùn)行，一方面需要按照“立足一級(jí)井控、強(qiáng)化二級(jí)井控、做好三計(jì)井控預(yù)案”的原則來做好天然氣鉆井的井控工作。另一方面則要在井控工作進(jìn)行的過程中積極貫徹落實(shí)“以人為本、警鐘長鳴、科學(xué)防控、嚴(yán)格監(jiān)管、保護(hù)油氣”的工作方針和“井控為天、井控為先”的理念。在此基礎(chǔ)上還要更加嚴(yán)格細(xì)致，堅(jiān)持不懈地做好井控工作，這樣不僅能夠保障鉆井的安全生產(chǎn)，還能夠保障整個(gè)油氣井和油井生產(chǎn)過程的安全。

2 鉆井作業(yè)安全隱患產(chǎn)生的原因

2.1 井控操作不正確

油田的開采屬于地下作業(yè)，作業(yè)環(huán)境比較復(fù)雜，對(duì)于技術(shù)水平的要求比較高，在井控作業(yè)的時(shí)候一旦出現(xiàn)疏漏會(huì)導(dǎo)致其實(shí)際應(yīng)用的效果大打折扣。由于鉆井作業(yè)自身的復(fù)雜性，僅僅依靠技術(shù)方案和模擬環(huán)節(jié)無法得到預(yù)設(shè)的效果，更重要的是在進(jìn)行井控操作時(shí)需要遵循“因地制宜”的原則。但是，目前我國的井控作業(yè)存在比較明顯的缺失。相關(guān)部門在進(jìn)行鉆井作業(yè)的時(shí)候，在安全防護(hù)管理方面存在疏忽，并且將井控技術(shù)的應(yīng)用限制在第一階段，導(dǎo)致在具體作業(yè)推進(jìn)階段，無法保證井控技術(shù)的有序操作，進(jìn)而增大在具體施工時(shí)出現(xiàn)井噴等事故的可能性，為作業(yè)安全以及工作人員自身的生命安全造成威脅。

2.2 密封度不足

油井的鉆井作業(yè)安全防護(hù)工作發(fā)揮著十分重要的作用，但是一旦在作業(yè)的過程中出現(xiàn)防護(hù)井井控范圍內(nèi)壓力過大的情況，就會(huì)導(dǎo)致油井內(nèi)部外部的壓力差瞬間的提升，進(jìn)而導(dǎo)致后續(xù)工作的進(jìn)行出現(xiàn)危險(xiǎn)事故。在瞬間壓力差增大的情況下，一旦相關(guān)部門沒有采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理會(huì)導(dǎo)致油井出現(xiàn)井噴等危險(xiǎn)性事故，另外，在儲(chǔ)能器運(yùn)作的時(shí)候，其中關(guān)鍵的單向閥、轉(zhuǎn)向閥、油缸等部分工作的穩(wěn)定程度也會(huì)隨著溢流閥的控制情況的變化發(fā)生改變，這時(shí)候如果有一個(gè)環(huán)節(jié)存在不穩(wěn)定的因素都會(huì)導(dǎo)致鉆井作業(yè)可能出現(xiàn)爆炸的現(xiàn)象[2]。

2.3 沒有把控操作要點(diǎn)

井控技術(shù)在鉆井作業(yè)中的應(yīng)用需要把控其中的細(xì)節(jié)要點(diǎn)，才可以保證其作業(yè)可以得到有效的發(fā)揮。但是在具體操作的過程中如果出現(xiàn)操作不當(dāng)?shù)膯栴}會(huì)導(dǎo)致整個(gè)井下安全生產(chǎn)出現(xiàn)問題區(qū)域，進(jìn)而導(dǎo)致鉆井作業(yè)出現(xiàn)安全隱患?；诖?，工作人員在具體進(jìn)行作業(yè)時(shí)需要把握重點(diǎn)施工的環(huán)節(jié)，進(jìn)而可以優(yōu)化其實(shí)際應(yīng)用的效果。在具體作業(yè)的時(shí)候，主要的操作失誤原因有以下四點(diǎn)：

(1)相關(guān)工作人員沒有在出現(xiàn)井下溢流區(qū)域內(nèi)部出現(xiàn)問題點(diǎn)的情況下，及時(shí)對(duì)問題點(diǎn)進(jìn)行控制，這就導(dǎo)致短時(shí)間出現(xiàn)高壓迅速噴發(fā)等危險(xiǎn)的概率大幅度增加，這時(shí)候控制的難度比較大。

(2)工作人員在井控技術(shù)的日常操作時(shí)，片面認(rèn)識(shí)井控防護(hù)的相關(guān)知識(shí)，重點(diǎn)關(guān)注井噴問題點(diǎn)，但是對(duì)壓力系數(shù)比較低的區(qū)域缺乏相應(yīng)的防護(hù)手段。進(jìn)而導(dǎo)致防護(hù)工作無法達(dá)到預(yù)設(shè)的效果，甚至?xí)霈F(xiàn)因小失大的情況，為安全生產(chǎn)帶來威脅。

(3)空井部分的預(yù)留期比較長，導(dǎo)致底部循環(huán)以及井下流通的強(qiáng)度存在缺失，進(jìn)而出現(xiàn)長時(shí)間的底部氣體擠壓的現(xiàn)象、壓力強(qiáng)度增加或者出現(xiàn)井口堵塞等問題，后續(xù)甚至?xí)霈F(xiàn)部分導(dǎo)流的可靠性缺失的狀況，從而導(dǎo)致鉆井作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)的增加。

(4)井內(nèi)壓力調(diào)節(jié)不當(dāng)也是安全問題出現(xiàn)的主要原因之一，造成這種現(xiàn)象的主要原因有兩個(gè)，其一是井內(nèi)修井壓力柱過高，其二是相鄰注水井的注水量超出了額定最高標(biāo)準(zhǔn)。

3 利用井控技術(shù)對(duì)鉆井作業(yè)安全生產(chǎn)的措施

3.1 精準(zhǔn)操作井控技術(shù)

井控技術(shù)是保證井下安全作業(yè)的關(guān)鍵性技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)安全鉆井作業(yè)的關(guān)鍵。在具體實(shí)踐的過程中，為了保證其作業(yè)可以得到有效發(fā)揮，需要對(duì)技術(shù)操作方式進(jìn)行具體地安排，進(jìn)而可以達(dá)到既定的技術(shù)實(shí)施效果。首先，井控技術(shù)需要根據(jù)鉆井作業(yè)的實(shí)際情況選擇并且配備相應(yīng)的安全防護(hù)手段。另外，井控技術(shù)的應(yīng)用需要保證技術(shù)操作的合理性，并且按照既定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。這里以某石油企業(yè)在油田開采過程中對(duì)井控技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)為例：

(1)對(duì)區(qū)域內(nèi)部的井下石油開發(fā)工作進(jìn)行綜合的分析以及研究，并且對(duì)不同等級(jí)的井控技術(shù)的基本要點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)備并且配備相應(yīng)的防護(hù)措施。

(2)在具體進(jìn)行井控技術(shù)操作時(shí)，為了保證后續(xù)工作安排的合理性，保證井控操作現(xiàn)場的有序性，技術(shù)人員需要在日常的生產(chǎn)和開發(fā)的狀態(tài)下對(duì)生產(chǎn)操控環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合管理。并且按照一般的流程進(jìn)行實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)操作環(huán)節(jié)的有效管理，對(duì)實(shí)踐內(nèi)容層面進(jìn)行調(diào)節(jié)和規(guī)制。

通過對(duì)上述的運(yùn)行情況分析可以發(fā)現(xiàn)，在具體應(yīng)用井控技術(shù)時(shí)需要保證其工作的合理性，并且將技術(shù)和運(yùn)用流程兩個(gè)方面進(jìn)行具體完善，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)井下資源科學(xué)運(yùn)作和科學(xué)防護(hù)的實(shí)踐，優(yōu)化井控實(shí)踐技術(shù)的實(shí)際效果，保證鉆井作業(yè)的安全性。

3.2 提升空間封閉性

在井控技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用的過程中，井下空間密封性的調(diào)節(jié)是保證其實(shí)際運(yùn)用效果的關(guān)鍵。比如在某地區(qū)的井控作業(yè)進(jìn)行的過程中，需要根據(jù)井控作業(yè)的實(shí)際需求對(duì)裝置部分進(jìn)行及時(shí)地操作調(diào)整，適應(yīng)當(dāng)前鉆井作業(yè)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。其具體的操作環(huán)節(jié)是：

首先，技術(shù)人員對(duì)井控技術(shù)實(shí)踐的裝置進(jìn)行監(jiān)測，及時(shí)更換密封性較差或受損嚴(yán)重的元件。其次，根據(jù)鉆井作業(yè)控制的壓力強(qiáng)度，開展額定性的壓力調(diào)節(jié)。如果井下的壓力不穩(wěn)定，可以利用放噴輔助調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行處理。最后，針對(duì)關(guān)鍵元件比如：儲(chǔ)能器、單向閥、油泵、換向閥、溢流閥以及油缸各個(gè)部分的壓力情況進(jìn)行調(diào)整，避免出現(xiàn)局部管理不當(dāng)?shù)膯栴}，出現(xiàn)因小失大的現(xiàn)象，保證整體的應(yīng)用效果。實(shí)際上，井控技術(shù)的作用可以在最大程度上提升井下開采工作的安全系數(shù)，并且可以將其控制度保證在最低等級(jí)狀態(tài)之下，優(yōu)化開采工作的實(shí)際效果。

3.3 把控操作要點(diǎn)

通過對(duì)上文的實(shí)際情況分析可以發(fā)現(xiàn)，在具體施工的過程中需要把控井控技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)，根據(jù)油田自身的實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)踐工作，其具體的工作要點(diǎn)按照下文。

3.3.1 溢流問題的處理

井控技術(shù)在應(yīng)用的時(shí)候需要按照精確、準(zhǔn)時(shí)的原則：其中精確的概念就是遇到問題選擇相應(yīng)的解決方案進(jìn)行解決。準(zhǔn)時(shí)就是需要在出現(xiàn)問題或者發(fā)現(xiàn)問題之后立刻采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，避免出現(xiàn)遺留問題導(dǎo)致整個(gè)工程的安全質(zhì)量受到不良的影響。比如在某油田運(yùn)行的過程中，出現(xiàn)溢流區(qū)域斷裂的問題需要立刻啟動(dòng)一級(jí)防護(hù)。由此可見，解決溢流問題的關(guān)鍵是盡早發(fā)現(xiàn)問題并且盡早采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，保證鉆井作業(yè)的安全[3]。

3.3.2 井控區(qū)域的全面防護(hù)

井控技術(shù)是對(duì)井下生產(chǎn)的全環(huán)境進(jìn)行區(qū)域防護(hù)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及技術(shù)水平的提升，技術(shù)人員需要充分利用井控技術(shù)，開展全面性覆蓋性的生產(chǎn)操控。因此，技術(shù)人員需要不斷發(fā)展技術(shù)，打破局部限制，實(shí)現(xiàn)全面操控，進(jìn)而可以優(yōu)化實(shí)際應(yīng)用的效果。另外，技術(shù)人員需要依托于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采取網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的方式進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)規(guī)制，優(yōu)化實(shí)際應(yīng)用的效果。另外，需要從操控區(qū)域進(jìn)行安全層面的把控，提升實(shí)際應(yīng)用的效果。

3.3.3 空井預(yù)留時(shí)間調(diào)節(jié)

空井預(yù)留時(shí)間是技術(shù)人員需要重點(diǎn)把控的環(huán)節(jié)之一，比如某油田在開采的過程中將預(yù)留時(shí)間的時(shí)長控制在10 min以上，并且每隔30 min進(jìn)行底部氣體循環(huán)導(dǎo)流，優(yōu)化實(shí)際應(yīng)用的效果，進(jìn)而可以提升整體作業(yè)的安全系數(shù)。

3.3.4 井內(nèi)壓力靈活調(diào)整

井控技術(shù)在進(jìn)行實(shí)踐的時(shí)候需要對(duì)井內(nèi)壓力進(jìn)行靈活調(diào)整，在實(shí)踐時(shí)需要具體把握兩個(gè)部分：第一部分是井內(nèi)修井的壓力強(qiáng)度不宜過高；第二部分是需要把控井下注水的強(qiáng)度。

4 結(jié)語

鉆井作業(yè)是進(jìn)行石油開采的重要環(huán)節(jié)之一，但在具體應(yīng)用時(shí)由于鉆井作業(yè)的復(fù)雜性而導(dǎo)致安全事故頻發(fā)。井控技術(shù)是提升鉆井作業(yè)安全系數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。基于此，相關(guān)部門需要對(duì)井控技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行深入地探究，從而可以提出有效的措施，保證鉆井作業(yè)的安全性。