钻井井控安全管理策略探究

郑勇军

中石油集团川庆钻探工程有限公司川西钻探公司 四川 成都 610000

1 引言

石油工程涵盖勘探开发、钻井采油、地面集输和炼油销售等全产业链多个环节。而在钻井工程领域,形成井筒打开储层的过程中由于地质因素导致的异常高压和非均值地层因素给钻井过程中的安全生产带来诸多问题。本文基于钻井井控安全管理,在技术现状和运行现状上展开多维角度分析和讨论。力求弥补当前井控工作管理混乱,人员素质低下问题。给钻井工程安全生产问题敲响警钟。

2 钻井井控安全管理中需应对的安全风险

2.1 气压不稳定

在钻井作业过程中,当发现高压、高性能油气层时,如果旋转防喷器和砂管的压力性能较差,则油气在输送时的压力控制能力不足。在到地表这个快速移动的过程中,气体钻井井口如果不进行压力控制处理,将处于无阻碍喷射状态,而且还容易损坏防喷装置、排砂管等设备,钻井系统将不会安全和高效。此外,实际压力值可能会超过钻井设备的极限值。这种情况一般是由于钻探前对地下环境的调查不完整,认识不足,或由于人为错误导致的操作问题。压力值超过预计钻井计划,影响常规钻井作业的完井效果。

2.2 气体泄漏

油气勘探区地下存在多种复杂、不明气体,其中许多仍为有毒挥发性气体,如硫化氢,对人体危害更大,更常见。当钻头浸入较深时,井内气柱压力较低,短时间内有毒气体就会喷到地面的工作平台上。另外,长期使用也可能导致胶芯磨损,密封性能变差,导致漏气,严重威胁现场施工人员的生命安全,失去井控安全。

2.3 井下燃爆

在钻井过程中,如果气压过高,当地下油气储量丰富且有大量连续井喷或侵入其他低地层时,地下油气会迅速上升。当石油和天然气从井中运出时,大量氧气会从地层通风口逸出,空气中的氧气含量也很高。此外,钻头的高速旋转会产生热量和火花,从而点燃气体。在封闭空间内,到达瓦斯爆炸点后,会发生地下火灾和爆炸事故,损坏钻井设备、坍塌井壁、炸毁管道。不仅会造成大量人员伤亡,还污染海洋环境,造成巨大的财产和经济损失。

2.4 井控设备问题

采油设备中的井控装置主要防止井喷事故。通过监测油井压力等指标,实时传输和处理数据,防止井喷、溢流、井涌等,减少开采过程。因事故造成的生命财产损失。井控设备常见问题:

（1）井控设备在使用过程中,部分部位密封不严,容易出现安全隐患。（2）井控设备外壳垂直通孔圆柱面和橡胶闸板工作面易磨损,可能造成严重的安全隐患。（3）作业过程中,闸门与井控设备连接槽之间容易出现裂纹,造成锁轴弯曲、开槽等问题,影响矿山作业,导致作业效率低下。井控设备。

3 钻井井控安全管理中存在的主要问题

3.1 工作人员安全意识不高

钻井工程为资金密集型和计算密集型工作。但是在工程实际上因为技术人员的匮乏和石油工程行业人员流动性大等多方面特点导致现场人员安全意识和技术水平较弱。通常的工程板块因为抢进度和节约成本,会动用劳务工和违章操作,而工作人员的培训工作不抓落实和基础石油工程知识缺失会给后续工作带来极大隐患。因为不懂防喷器工作原理和操作流程而导致的控制端接反和调试不仔细事件时有发生。同时异常井控事件下的不能预警和预警延后也会导致井涌甚至井喷事故。其次是工作人员井控演练不足,无论是技术人员还是管理层都必须注意现场各环节的安全和质量,确保高压件及地面压井管汇试压合格并工作正常。井下内放喷工具储备有效且工作正常,人员素质也是随着井控意识和安全生产理论的不断灌输而形成固化思维,全面强化生产环节的过程管控。

3.2 井控工作管理混乱

井控工作需要专人专管,力求在井控设备安装与维护、使用与演练、寿命与过程的全方位管理。而真实构型下的钻井现场通常因为人力资源有限和过于追求钻井时效而导致井控工作管理混乱。其中有些施工现场井控装备在安装过程中由设备负责人进行监管,调试过程中油路、气路却归仪表岗位负责,以至于在管线安装完毕后仅仅坚持井控设备是否动作,而并未差距开关装反,以至于发生错误剪切事件。而在中石油、中石化管控体系中对于井控管理到底归技术部门还是安全部门并未进行划分,各地区公司管理细则和执行标准不一。而钻井队人员更替快,辞职人员多也给井控工作带来极大管理混乱。当前不同工程公司间激烈竞争,要求低成本、高时效,而不同甲方对待不同乙方钻井公司的开工验收标准不一,检查检测手段不一致。跨级指挥。瞒报、乱管现象也时有发生。

4 加强钻井井控安全管理工作的有效策略

4.1 强化安全风险的管理

（1）强化悬重等关键数据监管。不同地层性质下的钻压和泥浆密度匹配性不一致。特别是在非均质地层和三开大于1500m后的钻井深度上。因为管柱力学性质饶变和井温、地层流体的影响,悬重会因为井壁摩阻、钻头润滑性、泥包、掉块等多重因素产生不稳定变化。但是因为长管柱导致的力学性质传递延迟,所以在加钻压后需要钻井一定时间,带钻时、钻速稳定后旋重弹性形变舒张完成,数据变化正常后做好数据记录,确保无井控风险,方可进行下步操作。需要注意司钻及其技术员必须对悬重数据进行长效型观测,确保变化规律正常。

（2）硫化氢及其有毒有害气体管控。钻井工程中有毒有害气体是人员伤害的主要原因,所以钻井队安装过程中会事先部署硫化氢报警仪于方井、循环管罐以及其他关键要害部位进行随钻实时监控。而在传统的钻井现场,通常该仪器设备在一开后才会真正安装投用,且测录井和钻井队各会按照探头数枚,但是中途调试和预警演练往往流于形式。所以必须针对不同型号和不同位置的可燃气体报警探头进行标气探测,确保一定浓度内触发报警,提示警示效果可靠。

（3）强化油路、气路动力端管线及附件管理。防喷器及其触发控制柜是依靠多重动力保护进行运行的。而安装过程的不完善试压和管线连接处的老化会导致不同程度的跑冒滴漏现象。如果不及时进行整改并确保管路通常,压力合规就不能在紧急情况下触发防喷器良好工作。而日常的巡检发现问题后很可能因为钻进工作任务重而忽略整改。所以必须从源头抓好管控,在搬迁安装环节进行考克和连接管路的试压,待一切就绪后日常维护也不能降重物进行管线的异常应力挤压,确保管线完善性,压力合规,油量充足。

（4）井下燃爆风险管理方法。该种现象较为少见,但也不排除极端情况下出现。所以在钻井液选型和配方方面需要充分了解化学剂互混后的性质,确保不出现大规模剧烈化学反应。其次当烃类气体色谱超标时应及时停钻循环观察,充分放空地层气体。并点火试燃。充分确保可燃气浓度和数量可控。如果出现钻进过程中的异常,需要执行气涌层的加重泥浆压井或者充分循环,杜绝恶意强钻导致的失返和其他异常发生。

4.2 强化井控装备安全管理

钻孔作业需要非常严格的机械设备。因此,有必要在井控安全管理中加强钻前检查,注重设备管理规范化,对现场作业设备进行实时监控,进行日常检查。及各种大小设备的维修保养。中途发现的问题及时报告和解决,促进了管控范围内钻井控制设施的安装、使用、管理和维护,提高了对钻井设备的动态控制能力。二要优化设备运行体系,优化蝶阀结构设计,在经济能力范围内引进性价比高的优质蝶阀,保证其强度、精度和耐腐蚀,并达到有效压力。分发;调查开发;多级节流系统,防止高压尖峰发生时单路故障造成的压降和节流,减少操作失误造成的强大冲击。改进液气分离器结构,提高钻井液处理能力和效率,实现高密度钻井液的有效处理。推广气动加重装置,使钻井设备即使在高密度钻井液中也能高效、快速地工作,从而缩短工期;固井设备的使用可以更好地满足地面破裂压力试验和试验条件,使地面管道油底壳条件满足泥浆泵的耐压要求。归根结底,要保证设备的正常运行,采取各种加强措施,提高生产效率,提供安全保障。

4.3 强化人员管理

石油单位要重视人才和技术人员的培训,制定培训计划和人才管理,加强关键技术人员的技能培训,加强对作业人员行为的监督,提高安全风险防范水平。控制能力。全员以专业化、规范化的工作水平参与井控安全管理,确保各岗位人员不仅具备扎实的专业理论知识,而且经过实际操作操作技能培训,能够有效实施设备操作,维护和管理。管理人员可以更熟练地将所学知识应用到实际工作中,能够有效应对现场的各种问题和突发事件,对异常情况有敏锐的感知能力,例如控制好气压,时刻保持警惕以提高井监测检查工作效率,全力排查隐患,大力制止不安全作业行为,及时充分整改安全问题,消除安全隐患,确保施工顺利进行。此外,严格落实安全生产责任制,纠正各工作环节安全管理中的错误和漏洞,责任到人。明确部门经理和员工的管理职责,根据安全生产策略和相关安全指标检验安全管理工作的有效性,认真处理安全问题,减少安全事故发生,减少事故损失。

4.4 完善井控组织机构,着力构建三级井控管理体系

提高各工程公司的组织和井控管理水平:在总公司设立井控中心和井控检查室,进一步明确管理职责,建立海内外主要轮机长责任制;增设总部级专职井控人员,公司各部门增设井控经理,研究所增设井控技术研究室,并在海外组建“责任井控组”,明确作业现场工作职责,明确责任到人,实现综合管理。重点建设三级井控管理体系。在压缩一级井控和二级井控的基础上,进一步加强井控应急能力建设,加强三级井控。需要提高救援能力;提高对失控井的再控制能力。同时,实施了钻井专家在线决策辅助系统,建立了由丰富的应急钻井和井控人员组成的井控应急专家库,特别是对高难度井的实时钻井作业。和关键井,当井控发生时。在危险时刻,应急专家共同制定或验证应急救援措施并扼杀技术解决方案。同时,加大科研井控投入的人力物力,解决实际生产经营中存在的问题,通过科研项目保障安全。

5 结语

综上所述,多维技术考量下的钻井工程必须在确保安全的前提下进行提速提效。对于钻井现场违章操作和人员素质不高的问题,相关工程公司需要强化用人机制,形成导师带徒和强化现场安全培训的双重机制。在严格落实各项制度的基础上完善井控安全管理和现场操作,全面深化井控演练的时效性,提高演练效率。同时在技术层面、装备层面和管理层面多管齐下,全面和细则的构建三级井控管理体系,确保井控工作长治久安。