研究石油天然气钻井工程风险控制技术

摘 要：随着经济的快速发展与社会实力的不断增强，全世界对于石油天然气都有高需求，而我国社会主义现代化建设已经进入高速发展阶段和攻坚时期，与此同时，对各种资源以及石化能源的需求愈来愈大，这也使我国对石油天然气表现出了更高的要求、成为经济发展不可或缺的资源。对于这种情况，本文主要重点分析目前我国的石油天然气钻井技术工程风险的特征，并且思考钻井技术工程风险量化技术如何在经验中得到教训持续不断地向前发展和进步给出建议，另外就是在设备和人员方面的实际考虑。对危险性因素加以判断从而帮助降低事故减少损失。

关键词：石油天然气;钻井工程;风险控制;设备和人员;应对方法

1 石油天然气钻井工程的风险特点

石油天然气钻井工程是利用其钻井设备从地面开始沿着设计轨道钻穿多套地层到达预定目的层，下地下几十米到几千米不等的有孔隙、裂缝或溶洞的岩石中，凿出一个通道的过程称之为石油天然气钻井。由于该行业的特殊性，存在以下风险：

1.1 隐藏性风险

石油天然气的开采、钻井工程的进行都分为几个阶段：施工前期设计阶段、施工阶段、验收阶段以及养护阶段[1]。但在每个阶段进行的时候都存在其千变万化的、无法预测性的风险，这种具有隐藏的特殊性质的风险是我们不得不去加以判断的，并且是仅凭经验是无法获得准确的预知的，因为钻井工程的不确定性太高，而具体的应用和原则就是需要依靠风险量化体系构建，二者融合进行方能保障钻井工程的最大安全化和质量最高化。

1.2 外部环境风险

石油开发首先是钻井施工，钻井施工地处野外作业，受地理位置、地形特点等环境因素影响，往往施工作业中，人员与设备易遭受洪汛、滑坡、低温冰冻等自然灾害;其次人为原因造成的环境风险，比如国际油气市场价格浮动，造成上游开发投资成本能否盈利等决策风险;油气资源矿权纠纷、途径地方乡镇的道路、水源等原因造成企地纠纷而影响队伍正常施工带来的风险。

1.3 钻井设备工艺技术风险

在钻井时要有一套配套完整、功能齐全的钻机，有质量优异不易发生事故的钻杆、套管和钻头，有性能优良和钻子遇到地层岩性相匹配的钻井液等。若设备工艺的匹配性差，极易发生各类设备事故，井下故障和复杂风险剧增。

1.4 钻井期间井控风险

由于对地层地质构造的认识不足，作业人员未能及时发现溢流等复杂情况，作业起下钻、钻进等过程中未遵守作业程序，钻井过程中平衡地层流体压力失控，导致发生井喷，甚至造成井喷失控、井架着火、钻机陷落等恶性事故发生，其次井喷失控导致有毒有害气体的扩散对危害周边居民生命健康。

1.5 环境污染事件风险

随着环保理念深入人心，各钻井施工现场普遍实施了清洁化生产，采取泥浆不落地、岩屑清运、集中处置等措施，但随作业地形、地表土质结构、雨季自然灾害影响，极易造成钻井液渗漏、外溢，岩屑清运途中倾洒导致自然环境污染事件发生，从而使企业受到重大影响。

2 石油天然气钻井工程风险评估体系量化的重要性

石油天然气钻井工程是一项技术合成性、综合性都极其复杂且强的工程，这就需要我们在实际的施工过程，要去判断其风险性和采取防范措施，因为一旦在某个环节上出现问题就会产生意想不到的后果以及隐患，这不仅仅会带来经济效益的损失，更为严重的是会造成生命安全的危害。

2.1 案例一

在2003年12月23日22时04分，由四川石油管理局川东钻探公司承钻的位于开县境内的罗家16H井，在起钻过程中发生天然气井喷失控，从井内喷出的大量含有高浓度硫化氢的天然气四处弥漫、扩散，导致243人因硫化氢中毒死亡、2142人因其中毒住院治疗、65000人被迫紧急疏散安置、直接经济损失已达6432.31万元的严重后果。据相关专家介绍，当时十二队的队长明知道钻井内没有安装回压阀，可能引发事故却没有及时上报，属于违章操作。还有就是没有对钻井风险进行科学的评估评估，也没有用科学的措施进行判断。单一的疏漏可能造成不了什么，但是长期的隐瞒必定造成隐患。对于石油天然气来说不管是环境还是技术人员或者工作人员，都会对其产生风险并且引起风险，科学分析其潜在风险并且制定相应的应对措施[2]。

2.2 案例二

某年7月15日1点45分 ，某钻井隊作业区域突降71mm 暴雨，导致当地一河道发洪水，2点许当地乡政府下游5公里处某井场施工的井队接到村政府警讯，立即叫醒人员紧急撤离。人员撤离中河水上涨过膝，洪水围困钻井队2名未及时撤离的大班，冲走录井房1顶（内有4名录井工）、井队驻井房14顶，驻井皮卡车1辆，发电机、油罐等设备，洪水达到机房柴油机排气管下。钻井队2名未及时撤离的大班通过借助营房顶、泥浆池土堆等高点逃生，录井队4名遇险员工2人获救，2人失踪。造成以上事故的直接原因是，营地所处位置邻近河道，井场处于行洪区且在行洪线以下。即对施工季节存在的潜在危害因素没有分析、评估，对自然灾害的危害程度认知度不够。

3 石油天然气钻井工程风险控制技术的具体应对方法

3.1 完善风险控制工具

首先建立一套完整的风险评价体系，建立内控风险清单，细化各钻井生产节点的风险因素，明确管理责任主体，从人员投入、设备资源、生产组织、经营管理、安全管控、技术服务等各个方面制定风险削减措施。

3.2 提升人员专业素质

合理引进企业所需的技术型人才，重点在高、精端技术领域的人才，确保企业创新技术的接替与更新。建立企业内部培训机制，定期开展基层操作员工、管理人员在业务技能、HSE技能方面的培训。

3.3 更新钻井资源装备

注重国内外技术交流、重点在技术装备、钻井工艺等方面加强调研与学习，根据企业现有设备状况，形成一套适应市场化运作的钻井技术管理模式;分区域、分井型，按照风险等级合理优化钻机资源配置，采取配置顶驱、二层台机械手、铁钻工、POP推移装置等机械化改造，提升设备能力;实施电代油、气代油等新能源代替柴油动力清洁化生产措施;针对不同井型建立单井分层施工作业模式，即“一井多机”模式，充分发挥各型钻机资源，降低作业风险与成本。

3.4 提升钻井工艺技术

针对页岩油、页岩气等新兴市场，整合企业优势资源，开展大井丛、工厂化作业模式，实施钻头、螺杆包井业务，推进激进钻井、一趟钻、水力振荡器、控压钻井等集成技术，引进深井抗高温MWD等高端仪器，完善钻井技术专家库系统，建立井眼轨迹等工程技术远程支持系统，及时调整改进技术方案，降低井下故障复杂风险。

3.5 加大安全管控及应急处置投入

针对生产各环节、各节制定HSE审核清单，完善两书一表、上锁挂签制度，开展人员HSE取证，压力容器等特种岗位设施上岗操作证;建立作业许可制度，开展防碰天车、吊索具、绞车刹车等关键设备专项整治，确保要害部位可靠。现场作业实施“一案一卡”应急处置，重点演练《井控安全突发事件专项应急预案》，明确Ⅲ级应急物资清单，完善从出口流量监测到循环罐钻井液面监测、从录井气测值跟踪到井口硫化氢气体监测等报警系统，从地下到地面、从现场到应急指挥监控中心，全方位建立应急预警体系，最大限度降低突发事件安全风险。

4 结语

综上所述，在石油天然气钻井工程中实则是存在很多隐患和不可预测性的因素，所以，尽可能的在每一个环节都做到极为细致和完美是有必要，这样的话也是使其经济效益最大化、安全系数最大化、风险影响最小化的保证。

参考文献：

[1]李卫国.石油天然气钻井工程风险量化技术研究[J].化工设计通讯，2019，45（11）：249+251.

[2]孙运.石油天然气钻井工程风险量化技术研究[J].石化技术，2016，23（03）：105+125.

作者简介：

颜力（1973- ），男，民族，汉，籍贯：陕西省扶风县，学历：本科，职称：钻井工程师（中级），职务：主管，川庆钻探长庆钻井总公司，研究方向：钻井生产管理。