浅谈钻井事故分析与预防

2018-03-21苏建军

石油工业技术监督 2018年6期

苏建军

钻井施工作业是石油系统的高风险作业，钻井施工因其隐蔽性、突发性、多系统、多行业协作和多工种配合的显著特点，发生事故的概率高[1]。正确、客观而真实地对事故发生的因素和特点进行分析，进而科学有效地对可能发生的事故进行风险评价，切实系统地制定安全防范措施，最终才能实现杜绝事故的目标[2]。

1 钻井作业的风险分析

1.1 不同井型陆上钻井常见的安全事故

1）探井井喷安全事故。探井是对未知地质区域的勘探施工，因缺乏可参照的临井资料，地层流体压力大小、是否存在有毒有害气体、是否存在井漏的可能性都将是一个未知的概念，这就决定了预探井存在发生井喷的高风险性。

2）调整井安全事故。调整井区因其开采时间长等原因，地下储层压力降低。注水后，地下注水极易顺延地层缝隙作无规律上窜，且在钻井队开钻前，如不按照对正钻井的影响区域对注水井实施停注，或压力未控制在技术要求的安全值之内，就有可能在施工中发生井喷、井漏等事故。

3）欠平衡钻井安全事故。欠平衡钻井技术的出现既解放了生产力，又带来了一场保护油气层、挖掘古老岩层油气的技术革命。但其实施的是液柱压力和地层流体压力的近平衡钻井工艺，当地层压力急剧增大或井口欠平衡设备出现故障时，将带来巨大的工程风险。

还有陈封多年，且残留有天然气的老井、浅层气井、多气层井、含H2S气体的井、施工工艺复杂的水平井、套管开窗井、超深井都是事故风险的高发井型。

1.2 不同地理环境下的钻井安全风险

不同地理环境下的钻井安全风险主要包括[3]：在农田区域内钻探的环境污染风险；油区内井场紧靠职工宿舍的摆放习惯所带来的人身安全风险；野营房距高压线过近、钻井区域距离村庄农户距离过近的安全风险；江河、湖畔钻井的污染风险；陕北山区的山体滑坡及山区搬迁运输风险；高山脚下钻井风险突发H2S事件；沙漠腹地钻井的人员生活和急救风险等。

1.3 不同性质协作单位造成的安全风险

在钻机搬迁安装时，现场运输人员、钻井队人员、拖拉机队人员、公司各级管理人员、管子工具公司回收井控设备人员和倒运钻具人员，以及录井公司、泥浆公司、锅炉安装队人员、地方老百姓等聚集在井场，造成了单位协作和人员管理的安全风险。

在钻井施工过程中，还要经常涉及与定向井公司、测井公司等单位的协作与配合，协作过程也同样存在安全风险。

1.4 不同井场所处环境的安全风险

首先是气候环境的影响，如大风雷雨、阴雨连绵导致井场被淹、闸刀盒及电设施漏电、气候环境极其干燥导致接地桩保护失灵；其次是设备、设施问题影响，如设备过于陈旧导致部分功能丧失或设备先天功能存在缺陷、井控设施难以满足施工要求或保养不到位、安全设施不全导致发生意外伤害风险等。

2 钻井作业事故原因分析

多年来，在石油钻井作业中曾经发生过许多触目惊心的安全事故，给国家财产带来了巨大的经济损失，也给许多家庭带来了永远无法弥补的伤痛。当前受环境、人员素质、安全意识、执行力度等众多因素的影响，安全工作任重而道远。对曾经发生过的事故原因进行系统分析，正是为了总结教训，防患于未然。

2.1 井控设备准备不足

井控设备压力级别不能满足施工设计的要求，在发生井喷预兆时难以实现安全有效控制井口的目的。井控设备未按照标准安装、试压、检查，当需要控制井口时无法实现安全关井。冬季防喷管线冻结，无法在关井后实现节流措施。回压阀、方钻杆旋塞失灵；关井操作失误损坏封井器；物资储备不充分无法实施压井作业；未及时发现井口溢流或醛烃值急剧升高等问题。

2.2 设备缺陷

设备缺陷存在的问题主要有：梯子踏板空档过大或台阶变形严重、循环罐面年久失修腐蚀严重、钻台板变形严重、钻台面有较大的孔洞、井架梯子变形或踏板不全、设备护罩不全、钻台斜坡道两侧立桩与坡道或钻台护栏存在过大间隙、钻台等部位踢脚板不全、钻台下圆井区未加保护盖等。

2.3 习惯性违章操作

2.3.1 设备安装、拆卸、检修时的违章操作

用棕绳吊装设备或护罩、循环罐盖板未封闭、过桥梯子不稳、设备未停转保养设备、起井架前对二层台高空等部位的泥土或杂物未实施清理、设备修理时未挂修理提示牌且未提前切断油路、气路或电路无专人指挥（或多人指挥）进行吊装作业等。

2.3.2 钻进施工时的违章操作

带电操作、发电机漏油引发火灾、电路错接烧坏设备和机房、发电房人员脱岗发生事故、小绞车钢丝绳破损严重且超负荷吊装重物、接单根时高速上提鼠洞单根、交叉作业、员工站位不正确、井口工具未移出转盘活动面、员工未穿戴齐全劳保护具、在规定区域内未戴安全帽、扶刹把者精力不集中、员工乱岗串岗操作、私拉乱接电线或用电器、上班时宿舍电热器控制开关未关、无证操作、在井场工作区内抽烟等。

2.3.3 起下钻、下套管时的违章操作

未使用专用绳套吊装钻具或套管、站在钻具上滚钻杆或套管、司钻操作不平稳、未及时调整钻机刹带或未及时更换磨损严重的刹带片、下钻时未挂电磁刹车、未系安全带进行高空作业、冬季不按规定活动防碰天车气路、气路不正常强行起下钻作业等。

2.4 员工安全意识淡薄

员工安全意识淡薄主要表现在：钻工站位错误、操作失误、雨后未采取安全防范措施开启露天闸刀盒、干自己力所不能及的工作导致伤害、进行相关作业时未佩带护目镜、起吊的重物下站人、清洗机未接保护线进行清洗作业、小绞车与刹把操作者配合不当。

2.5 管理制度落实不到位

存在无设备操作规程、交接班巡回检查不细、新招员工和转岗教育不到位、防喷措施和岗位不落实、环保工作不落实等管理制度落实不到位现象。

3 运用系统方法建立事故预防体系

钻井作业工序繁杂，协作单位多、涉及面广，环境影响突出，风险性巨大。如何做到超前预防和超前识别风险，超前制定预案是每位管理者都要切实思考和关注的问题。钻井井场施工作业是一个大的系统工程，而在此系统中又有若干个子系统，只有把每个子系统的工作做到位，才有可能保证整个钻井系统的安全[4]。

整个钻井系统中包含着井眼系统、地面设备保障系统、安全控制系统、辅助生产系统、组织管理系统、生产协调6个大子系统，而每个系统之间既相互独立又相互联系、相互依赖，密不可分[5]。

3.1 井眼系统

井眼系统是施工的主体对象。主要考虑以下几个方面：①工程地质设计及重点风险提示，临井钻井井史以及注水井压力情况；②进入油层前的各项准备工作及坐岗、防喷演习情况；③特殊作业如装井口和下套管、甩钻具、电测、固井等措施落实情况，特殊工艺井技术和组织方案交底等；④泥浆系统满足工程需要的适应性情况；⑤在施工过程中如有工艺变更，应及时开展针对性的风险辨识及消减措施，并在施工前进行技术交底，开展作业前的工作安全分析，将每个施工环节及存在的风险告知施工人员，指定专人进行旁站监督，避免事故的发生。

3.2 地面设备保障系统

地面设备保障系统是施工作业的条件和物质保障。主要考虑以下几个方面：①所有设备及附属保障设施的功能完整性、安全性和可靠性，设备保养、维修、检查和更换情况；②落实每班巡回检查及专项检查情况，在钻井队推行HSE检查表，开展持表对标检查，将隐患从源头消除，对不能及时整改的隐患要制定防范措施和预警系统，直至隐患消除后方可关闭预警系统。

3.3 安全控制系统

安全控制系统是生产要害部位的保障。主要有防碰天车、数码仪、刹车系统、逃生器、防坠器、直梯攀升保护器、安全带、安全链、安全阀、逃生滑道等。钻井队要对安全防护设施进行定期检查和维护保养，对损坏、检验周期过期，以及设施出现不灵敏等及时更换或维修。

3.4 辅助生产系统

辅助生产系统是保证生产有效运行的辅助生产保障系统。它包括：①电路控制系统、各种泵类、搅拌器、各种电机、电焊机、机械修理设备、电控制箱、电热带、炊具；②消防物资、氧气和乙炔气装置、各种防喷工具、绳索系统、压力表等。

3.5 组织管理系统

良好的组织管理系统是实施各种作业的核心保障。①领导分工明确，检查考核到位、组织系统健全；②安全活动和安全教育制度化，倒班会、骨干会、每天碰头会、班前班后会等专题会都要精心准备，突出安全意识和安全措施的落实；③员工所有取证培训、专题脱产培训落实；④井队主要干部与安全监督沟通顺畅、及时，不适合做某项工作的人要向上级建议作岗位调整，同时要用人性化的管理理念关注员工情绪化的倾向；⑤公司管理部门结合本系统、本专业的工作，在安全制度、安全规范、安全标准、安全操作规程等方面齐抓共管；⑥各级领导定期对安全组织系统、阶段性安全工作组织评价，对安全投资进行落实，定期召开安全工作研讨会，并使其制度化、规范化、科学化；⑦适当组织专业安全人员去外地安全先进单位学习取经，取长补短。

3.6 生产协调系统

生产协调系统是安全生产的组织保障。①上级部门对制定的应急预案做到层层落实，纵向到底、横向到边，为钻井队配备值班车确保急用；②通信系统畅通，调度系统工作高效；③钻井队钻井计划周密，阶段计划详实，生产安排有序、顺畅、高效，人员分工明确，班组任务清晰，工序衔接连贯，协作单位配合默契，值班干部到位，物资准备充分，应急系统有效落实；④发生应急情况时后勤保障系统保障得力、高效及时。