井控作業(yè)中的風(fēng)險(xiǎn)及控制措施基于蝴蝶結(jié)模型分析井控風(fēng)險(xiǎn)

井控作業(yè)中的風(fēng)險(xiǎn)及控制措施基于蝴蝶結(jié)模型分析井控風(fēng)險(xiǎn)

近年來(lái)，由于各種原因，中國(guó)發(fā)生了礦山和水井失控事故，相關(guān)人員、設(shè)備損壞，油氣井報(bào)廢等嚴(yán)重后果果。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn),事故的原因除了管理制度不完善以外,對(duì)井控作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)及控制措施認(rèn)識(shí)不到位是另一個(gè)主要原因。因此,需要一種工具分析井控作業(yè)中的風(fēng)險(xiǎn)及屏障,蝴蝶結(jié)模型風(fēng)險(xiǎn)分析法就是這樣一種工具。1風(fēng)險(xiǎn)管理工具由圖1可以看出,蝴蝶結(jié)模型可以將頂上事件的若干威脅及控制和恢復(fù)措施有機(jī)的結(jié)合在一起,具有非常直觀(guān)的表達(dá)方式,因此常被用作風(fēng)險(xiǎn)管理的有效工具。2構(gòu)建流控工作的蝴蝶模型2.1油氣釋放的外在因素井控作業(yè)中,地層中帶壓力的油氣是要控制的危險(xiǎn)源。井控作業(yè)中,威脅是指誘使井底壓力小于地層壓力,致使地層中帶壓力的油氣釋放的外在因素。通過(guò)日常工作經(jīng)驗(yàn)可以總結(jié)出,在井控作業(yè)中主要有五種威脅會(huì)誘使井底壓力小于地層壓力:“起下鉆過(guò)程中的抽吸/激動(dòng)效應(yīng)”、“起下鉆或下套管作業(yè)過(guò)程中未及時(shí)正確灌漿”、“未正確維持泥漿密度去平衡地層壓力”、“井漏或者井口沒(méi)有返出使液柱壓力減小”、“固井過(guò)程中或結(jié)束后沒(méi)有返出”,以這五個(gè)威脅為蝴蝶結(jié)模型的最左端開(kāi)始構(gòu)建井控蝴蝶結(jié)模型。2.2關(guān)鍵任務(wù)維護(hù)屏障的有效性詳細(xì)分析上文提及的五個(gè)威脅,為降低頂上事件發(fā)生的可能性,針對(duì)每個(gè)威脅設(shè)置相應(yīng)的關(guān)鍵設(shè)備屏障和人力屏障,但是每個(gè)屏障都會(huì)有漏洞,針對(duì)可能出現(xiàn)的漏洞,通過(guò)執(zhí)行關(guān)鍵任務(wù)維護(hù)屏障的有效性。2.3井涌涌井涌是井控作業(yè)的頂上事件。當(dāng)井底壓力小于地層油氣壓力時(shí),油氣侵入井筒內(nèi),積累至一定量后,油氣隨井筒內(nèi)液體循環(huán)至井口,在井口形成沸騰狀,稱(chēng)之為井涌。2.4設(shè)置屏障和人力恢復(fù)屏障以減少井涌發(fā)生后的影響因?yàn)榭刂破琳蠒?huì)有漏洞的存在,不能完全防止井涌事件的發(fā)生,因此通過(guò)設(shè)置關(guān)鍵設(shè)備屏障和人力恢復(fù)屏障,降低井涌發(fā)生后后果的嚴(yán)重性。同樣的道理,恢復(fù)屏障也會(huì)有漏洞,通過(guò)執(zhí)行關(guān)鍵任務(wù),確保恢復(fù)屏障的有效。2.5后果責(zé)任原則井涌事件發(fā)生后,通過(guò)實(shí)施恢復(fù)措施,依然造成的人員、設(shè)備、環(huán)境、名譽(yù)的損失,即為后果。井控最嚴(yán)重的后果是井噴,造成油氣藏的損壞、人員的傷亡、鉆井設(shè)施設(shè)備的毀壞、對(duì)公司名譽(yù)造成嚴(yán)重?fù)p傷。3井底壓力不平衡的威脅及恢復(fù)措施由上文可知完整井控蝴蝶結(jié)模型,是由五個(gè)誘使地層壓力與井底壓力不平衡的威脅、多種控制措施、多種恢復(fù)措施及后果組成的。下文就“起下鉆過(guò)程中的抽吸/激動(dòng)效應(yīng)”這一個(gè)威脅為例,詳細(xì)分析井控蝴蝶結(jié)模型各部分。3.1井底壓力下降,破壞油氣藏抽吸效應(yīng)是指由于上提鉆柱而使井底壓力減小的壓力。激動(dòng)效應(yīng),下放鉆柱時(shí),鉆井液克服流動(dòng)阻力向上流動(dòng),井壁和井底也承受了該流動(dòng)阻力,致使井底壓力增加,這樣,井底壓力大于地層壓裂壓力時(shí),就會(huì)破壞油氣藏。3.2控制措施3.2.1執(zhí)行作業(yè)程序建立起下鉆作業(yè)程序,制定以下關(guān)鍵任務(wù):監(jiān)督、井隊(duì)人員、錄井人員等與井控作業(yè)相關(guān)的人員必須參加井控培訓(xùn),持證上崗,熟悉井控作業(yè)程序并了解井控作業(yè)風(fēng)險(xiǎn);由于長(zhǎng)北鉆井現(xiàn)場(chǎng)的特殊性,操作程序必須具有中英文說(shuō)明,確保外籍監(jiān)督和國(guó)內(nèi)鉆井對(duì)人員完全理解并嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)程序;每次起下鉆作業(yè)前,召開(kāi)班前會(huì),再次確保起下鉆及監(jiān)督人員完全理解程序。使用計(jì)量罐,準(zhǔn)確計(jì)量罐入和返出的泥漿量,必須執(zhí)行以下關(guān)鍵任務(wù):時(shí)時(shí)保持警惕,依據(jù)起出或下入的鉆桿數(shù)量,檢查灌漿表和計(jì)量罐,確認(rèn)兩個(gè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤。3.2.2溢流/漏失觀(guān)察書(shū)面標(biāo)準(zhǔn)操作程序在起下鉆作業(yè)中,通過(guò)觀(guān)察溢流/漏失情況,可以及時(shí)阻止井涌事件的發(fā)生。為保障此屏障的有效,執(zhí)行以下關(guān)鍵任務(wù):制定溢流/漏失觀(guān)察書(shū)面標(biāo)準(zhǔn)操作程序;相關(guān)人員通過(guò)井控培訓(xùn)并有足夠的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn);進(jìn)行溢流/漏失觀(guān)察時(shí),時(shí)刻保持警惕和注意力,不放過(guò)任何微弱信號(hào);套管鞋是容易發(fā)生溢流和漏失的位置,如有懷疑,必須進(jìn)行溢流/漏失觀(guān)察。3.2.3旋塞接頭校核為保障此屏障的有效,執(zhí)行以下關(guān)鍵任務(wù):司鉆確認(rèn)旋塞接頭隨時(shí)可以用并隨時(shí)可以對(duì)接,必要時(shí)配備變扣短節(jié),保證附近配有正確的旋塞扳手。3.2.4司鉆安全風(fēng)險(xiǎn)及防控措施為確保人力屏障的有效,制定以下關(guān)鍵任務(wù):進(jìn)行起下鉆前,司鉆及隊(duì)長(zhǎng)主持安全會(huì),指明潛在的風(fēng)險(xiǎn)及防控措施,司鉆需了解重點(diǎn)并隨時(shí)警惕;確認(rèn)工前安全會(huì)所有人員都清楚理解作業(yè)過(guò)程中的任務(wù)和職責(zé);確認(rèn)所有人員參加井控培訓(xùn),新員工必須熟悉個(gè)人職責(zé);潛在問(wèn)題(如井眼縮徑)出現(xiàn)時(shí),司鉆或隊(duì)長(zhǎng)必須通知監(jiān)督上鉆臺(tái)做出指示。3.2.5加強(qiáng)計(jì)量系統(tǒng)的使用管理為確保計(jì)量系統(tǒng)的有效,要執(zhí)行以下關(guān)鍵任務(wù):定期保養(yǎng)、監(jiān)測(cè)及校正活動(dòng)計(jì)量罐計(jì)量系統(tǒng),并經(jīng)常與錄井人員一起檢查計(jì)量系統(tǒng)的可靠性;其次司鉆及相關(guān)人員必須參加井控培訓(xùn)具備足夠的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn),能夠理解并解釋計(jì)量罐泥漿量變化,及時(shí)識(shí)別井涌現(xiàn)象;再次錄井人員可以利用報(bào)警設(shè)置監(jiān)測(cè)計(jì)量罐泥漿量以確認(rèn)泥漿罐入或返出量是否異常。3.2.6該設(shè)計(jì)可以減少抽吸和動(dòng)態(tài)激勵(lì)的組合從設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全,涉及能夠減少抽吸/激動(dòng)效應(yīng)的鉆具組合,如單流閥。3.3恢復(fù)措施3.3.1適當(dāng)?shù)膽?yīng)急反應(yīng)程序和監(jiān)督建立合理有效的溢流/漏失、井涌、井噴事故應(yīng)急預(yù)案,并執(zhí)行以下關(guān)鍵任務(wù):對(duì)固定員工和訪(fǎng)客進(jìn)行適當(dāng)?shù)膽?yīng)急反應(yīng)程序培訓(xùn);對(duì)監(jiān)督進(jìn)行應(yīng)急管理(MME)的培訓(xùn);定期進(jìn)行應(yīng)急反應(yīng)演習(xí),提升現(xiàn)場(chǎng)人員應(yīng)急反應(yīng)能力,防止緊急情況發(fā)生時(shí),錯(cuò)誤執(zhí)行應(yīng)急預(yù)案。3.3.2保護(hù)快速撤空表現(xiàn)的關(guān)鍵任務(wù)井隊(duì)警報(bào)、廣播是應(yīng)急事件發(fā)生后有效的溝通工具,指引井上人員快速撤離的工具,需要通過(guò)以下關(guān)鍵任務(wù)確保此屏障的有效:確保井上人員熟悉警報(bào)類(lèi)型,確保廣播系統(tǒng)及對(duì)講系統(tǒng)完好,保持逃生通道通暢,緊急集合管理有效。3.3.3關(guān)井壓井鉆井作業(yè)過(guò)程中,一旦發(fā)現(xiàn)異常必然涉及到關(guān)井并壓井。歷史事故教訓(xùn)表明,關(guān)井并壓井的決策和實(shí)施是預(yù)防井