大庆油田高危风险井识别和管控

2014-09-07樊文忠刘艳红杨东明

石油工业技术监督 2014年5期

樊文忠，刘艳红，高明，杨东明

中国石油大庆油田有限责任公司井下作业分公司（黑龙江大庆 163453）

为保障大庆油田“4000万t硬稳产、油气重上5000万t”发展目标的实现，井下作业分公司（以下简称分公司）近100支作业队常年奋战在油田各个区块，每年要承担6000余口套损井修井、油层压裂改造挖潜和油田应急抢险等任务。油田很多区块和施工井况复杂，油（地）层异常高压、浅气层（次生浅气层）和溶解气等发育，导致施工复杂、危险性大、涉及的危险作业工序较多。在多年的复杂区块作业和修井等施工中，均发生过油、气、水侵异常情况及重特大井喷事故，造成油田油气资源浪费、设备和大量资产损失等，事故处理费用较大。地下各种复杂隐患和井下复杂管柱情况的存在，增加了分公司各类技术作业的难度和施工风险，导致井控和生产运营成本较高，安全生产控制难度很大。

1 大庆油田施工风险预警系统

1.1 风险预警系统的建立

利用地理信息技术，把大庆油田井位图、异常井信息和油田压力监测井信息等移植到系统，将勘探、开发、油藏和工程技术服务领域的成果进行叠加。以葡萄花构造线为基础，合理布局。把全油田60余个油气田，6400km2内的10万余口各类井控制在系统下。将油田不同单位、不同井网、井型和井深的井，置于同一个平台下，形成自地表、地层上部、中部、下部、油顶、油气层不同地层剖面的梯次架构，将地下浅气层（次生浅气层）、浸水域、溶解气、注蒸汽、CO2、N2、油（地）层高压和浅层、中深层、及深层气层等表示出来，完成大庆油田地下各类地质高危区域分布，如图1所示。

图1 大庆油田高危区域分布示意图

1.2 风险预警系统的作用

根据大庆油田不同区块构造、地质和开发状况，结合异常井和地层压力等情况，对油田不同区块地质高危区域进行动态识别和划分。对作业区域和施工井实现科学、系统评价，解决了油田高危区域和高危井的识别问题。为高危井的设计和施工的各个环节及工序提供技术支持和保障，杜绝设计缺陷和施工安全漏洞[1]。

1.3 高危区域、施工工艺和施工工序的风险识别

1.3.1 高危区域和施工工艺风险识别

大庆油田地下复杂情况类型较多，不同的施工工艺和工作制度对高危区的解释内容是不一致的，适用条件不一样，有些施工不涉及施工风险。因此，在风险识别分类时，需要加以甄别，严格区分，对地下复杂情况赋予新的内涵。在不同类型的地质高危区域内，施工工艺与高危区是否相关，根据具体施工工艺界定、划分和确定（表1）。

1.3.2 施工工序和易燃、易爆风险的识别

由于井口设施、井下管柱复杂，造成伴生气在井筒内长期积聚、憋压，由于无法进行压井和实施有效放空，对施工威胁较大[2]。部分施工工艺进行某些工序时，使用易燃、易爆炸药、雷管、化学药品、原材料和其他产品，严重威胁施工安全（表2）。

2 高危井施工风险等级分类

2.1 一级风险施工井管理

按井况、施工工序和井下危险品使用情况，符合表2的施工井全部纳入一级风险施工井管理。

表1 高危区域和施工工艺关系表

表2 工序和易燃易爆下井原材料的风险

2.2 风险井等级划分

将施工井按照地下复杂情况，划分为一级风险井、二级风险井和正常施工井3个等级，见表3。

2.3 地下复杂情况与施工工艺匹配研究

1）有些施工井在地质高危区域内，但施工不涉及地质复杂情况，经过风险评估和施工安全性分析后，进行降级处理，不进行高危井管理。

表3 地下复杂情况高危井分类表

2）某些技术、工具和设备是有特定适用条件的，针对井下管柱工作制度改变和无泄压通道的井，即使不在地质高危区域内，经过风险评估和施工安全性分析后，确定是否进行高危井升级管理。

3 高危井安全施工体系建设

3.1 高危施工井安全施工的指导思想

施工井经过排查和梳理完成后，完成高危井的识别、施工风险预警和施工风险等级分类后，最终目的是保证安全施工。高危井施工是个复杂的流程，涉及多个部门和单位，风险的复杂性决定了事故产生的多样性。对确定的高危施工井，强化生产全过程管控，按照“安全第一、井控首要”的原则，切实将安全工作放在首位。经过不断探索和实践，进行高危井升级管理和工序安全性分析，实施油田高危区域和施工井的动态管理，提出防范风险的要求和措施，指导分公司各类施工井的“升、降级”管理。建立、健全高危井安全施工管理体系，强化分公司高危井施工全过程的监督，堵塞施工安全漏洞和管理盲区，做好安全补位工作，形成了一整套高危井作业的新理论、新机制和新模式，建立高危施工井管理工作链图（图2）。通过高危井施工体系建设，做到井下复杂状况的可预测、可预防、可控制，以“实战化”为目标，突破了固有思维的局限，指导施工设计以及相关应急预案的制定，实现安全生产，降低油田安全和生产费用的投入。

图2 高危施工井管理工作链图

3.2 高危井施工的组织和管理

三级风险井和正常施工井，由施工单位组织管理，对纳入一级风险井、二级风险井的高危井，进行分公司层面严格管理，确认高危风险井的施工井，分成3个实施阶段。

3.2.1 技术研讨分析模拟阶段

进行分公司层面的组织和管理，召开以生产副经理和总师牵头，生产运行部、设备管理部、工程技术监督部、HSE监察室、工程技术大队和施工单位的技术负责人参加的专项技术会议。对高危井、重点井和特殊井和风险工序进行梳理，模拟实战状态下，推演工艺实施过程中可能出现的事故隐患、风险工序和设计缺陷。建立高危井技术交底和施工过程监督制度，制订相应的技术防范措施和应急预案。

3.2.2 技术交底、检查、落实和整改阶段

井队就位后，机关相关部室、工程地质技术大队和施工单位二级机构对应人员，联合对施工现场进行各种安全隐患排查、技术交底，对发现的问题及时进行整改。

3.2.3 施工过程中技术指导、跟踪和监督阶段

施工时，相关部室、工程地质技术大队和施工大队相关人员及井队各岗位，严格把关，责任分解、落实到人，明确所承担的责任。

3.3 高危施工井保障措施

3.3.1 高危施工井现场重点检查项目

①井队各岗位人员技能、应付突发情况的应变能力和协同能力；②井场各种设备运转情况和相关仪器、仪表的配备状况；③井控设备的安装、调试及防井喷演习情况；④井场可燃和易爆气体检测、消防设施和呼吸器的配备情况。

3.3.2 应急预案制定

对施工过程中出现异常复杂情况，快速反应，启动安全措施，遏制异常事故事态进一步发展、蔓延。

3.3.3 建立信息指挥系统

建立分公司层面和相关单位应急抢险机构，保证信息和通讯畅通，及时向上级有关部门反馈施工异常信息，建立专家会诊评估制度。

3.3.4 建立远程监控信息平台

对分公司所有施工井队，安装监控摄像探头，自井队就位起，管理人员可以对井队施工井场进行局部和全景切换，对关键工序、人员和施工过程进行全方位、实时监控和监督。

3.3.5 建立安全事故问责制度

按月、季度、半年、全年为间隔，定期开展安全和质量分析例会，对重、特大责任事故实行可追溯、可调查和可追究制度，对事故相关单位、责任人和管理者进行三级处理和行政处罚，对整个分公司生产和安全系统进行警示[3]。

3.4 员工安全培训体系建设

1）岗位培训:通过定期方式，以每2年为1个周期，委托专门机构对从事特种岗位的管理人员、设计人员和施工人员，进行分批次脱产井控知识系统培训，培训合格后，持证上岗。

2）安全教育:经常利用石油系统内部、煤炭、化工厂和其他行业，违规、违章和违反劳动纪律操作造成的重、特大生产事故进行安全警示教育，剖析事故产生的背景和根源，吸取各类事故产生的经验和教训，使员工长期树立安全意识，不断提升员工安全技能、操作技能、风险辨识和防范能力。

3）异常井事故案例警示:采用不定期形式，利用油田多年产生的异常井事故案例，对油田高危井设计、管理和施工人员，进行风险意识灌输、指导和警示，常抓不懈，始终保持安全高压态势，做到安全警钟长鸣。

4）推行安全自我管控模式:在不同单位和各个施工现场，开展全员写风险活动，对员工自身、施工过程中和施工区域可能发生的各种安全隐患进行识别、排查、消除。长期开展自查和互查活动，纠正违章行为，制止违章操作，使安全管理上台阶[4]。

4 现场应用效果

通过多部门的组织、协同管理，发挥系统优势，全面识别各类安全隐患，强化高危井施工全过程的安全体系建设作用，堵塞施工安全漏洞和管理盲区，管控施工风险[5]。在多年的油田地质复杂区块和高危井施工中，发挥技术保障作用，有效抗衡油田高危区隐患和施工威胁。自2009年12月25日起，对施工井进行高危井识别、风险预警、风险等级划分和施工监督管理工作。实际施工深、浅取套井和侧斜井961口井，未发生任何高危区及高危井判断失误问题，有效控制了由各种地质复杂因素造成的工程事故，实现了规模化和常态化施工。