研究石油天然氣鉆井工程風險控制技術

摘 要：隨著經濟的快速發展與社會實力的不斷增強，全世界對于石油天然氣都有高需求，而我國社會主義現代化建設已經進入高速發展階段和攻堅時期，與此同時，對各種資源以及石化能源的需求愈來愈大，這也使我國對石油天然氣表現出了更高的要求、成為經濟發展不可或缺的資源。對于這種情況，本文主要重點分析目前我國的石油天然氣鉆井技術工程風險的特征，并且思考鉆井技術工程風險量化技術如何在經驗中得到教訓持續不斷地向前發展和進步給出建議，另外就是在設備和人員方面的實際考慮。對危險性因素加以判斷從而幫助降低事故減少損失。

關鍵詞：石油天然氣;鉆井工程;風險控制;設備和人員;應對方法

1 石油天然氣鉆井工程的風險特點

石油天然氣鉆井工程是利用其鉆井設備從地面開始沿著設計軌道鉆穿多套地層到達預定目的層，下地下幾十米到幾千米不等的有孔隙、裂縫或溶洞的巖石中，鑿出一個通道的過程稱之為石油天然氣鉆井。由于該行業的特殊性，存在以下風險：

1.1 隱藏性風險

石油天然氣的開采、鉆井工程的進行都分為幾個階段：施工前期設計階段、施工階段、驗收階段以及養護階段[1]。但在每個階段進行的時候都存在其千變萬化的、無法預測性的風險，這種具有隱藏的特殊性質的風險是我們不得不去加以判斷的，并且是僅憑經驗是無法獲得準確的預知的，因為鉆井工程的不確定性太高，而具體的應用和原則就是需要依靠風險量化體系構建，二者融合進行方能保障鉆井工程的最大安全化和質量最高化。

1.2 外部環境風險

石油開發首先是鉆井施工，鉆井施工地處野外作業，受地理位置、地形特點等環境因素影響，往往施工作業中，人員與設備易遭受洪汛、滑坡、低溫冰凍等自然災害;其次人為原因造成的環境風險，比如國際油氣市場價格浮動，造成上游開發投資成本能否盈利等決策風險;油氣資源礦權糾紛、途徑地方鄉鎮的道路、水源等原因造成企地糾紛而影響隊伍正常施工帶來的風險。

1.3 鉆井設備工藝技術風險

在鉆井時要有一套配套完整、功能齊全的鉆機，有質量優異不易發生事故的鉆桿、套管和鉆頭，有性能優良和鉆子遇到地層巖性相匹配的鉆井液等。若設備工藝的匹配性差，極易發生各類設備事故，井下故障和復雜風險劇增。

1.4 鉆井期間井控風險

由于對地層地質構造的認識不足，作業人員未能及時發現溢流等復雜情況，作業起下鉆、鉆進等過程中未遵守作業程序，鉆井過程中平衡地層流體壓力失控，導致發生井噴，甚至造成井噴失控、井架著火、鉆機陷落等惡性事故發生，其次井噴失控導致有毒有害氣體的擴散對危害周邊居民生命健康。

1.5 環境污染事件風險

隨著環保理念深入人心，各鉆井施工現場普遍實施了清潔化生產，采取泥漿不落地、巖屑清運、集中處置等措施，但隨作業地形、地表土質結構、雨季自然災害影響，極易造成鉆井液滲漏、外溢，巖屑清運途中傾灑導致自然環境污染事件發生，從而使企業受到重大影響。

2 石油天然氣鉆井工程風險評估體系量化的重要性

石油天然氣鉆井工程是一項技術合成性、綜合性都極其復雜且強的工程，這就需要我們在實際的施工過程，要去判斷其風險性和采取防范措施，因為一旦在某個環節上出現問題就會產生意想不到的后果以及隱患，這不僅僅會帶來經濟效益的損失，更為嚴重的是會造成生命安全的危害。

2.1 案例一

在2003年12月23日22時04分，由四川石油管理局川東鉆探公司承鉆的位于開縣境內的羅家16H井，在起鉆過程中發生天然氣井噴失控，從井內噴出的大量含有高濃度硫化氫的天然氣四處彌漫、擴散，導致243人因硫化氫中毒死亡、2142人因其中毒住院治療、65000人被迫緊急疏散安置、直接經濟損失已達6432.31萬元的嚴重后果。據相關專家介紹，當時十二隊的隊長明知道鉆井內沒有安裝回壓閥，可能引發事故卻沒有及時上報，屬于違章操作。還有就是沒有對鉆井風險進行科學的評估評估，也沒有用科學的措施進行判斷。單一的疏漏可能造成不了什么，但是長期的隱瞞必定造成隱患。對于石油天然氣來說不管是環境還是技術人員或者工作人員，都會對其產生風險并且引起風險，科學分析其潛在風險并且制定相應的應對措施[2]。

2.2 案例二

某年7月15日1點45分 ，某鉆井隊作業區域突降71mm 暴雨，導致當地一河道發洪水，2點許當地鄉政府下游5公里處某井場施工的井隊接到村政府警訊，立即叫醒人員緊急撤離。人員撤離中河水上漲過膝，洪水圍困鉆井隊2名未及時撤離的大班，沖走錄井房1頂（內有4名錄井工）、井隊駐井房14頂，駐井皮卡車1輛，發電機、油罐等設備，洪水達到機房柴油機排氣管下。鉆井隊2名未及時撤離的大班通過借助營房頂、泥漿池土堆等高點逃生，錄井隊4名遇險員工2人獲救，2人失蹤。造成以上事故的直接原因是，營地所處位置鄰近河道，井場處于行洪區且在行洪線以下。即對施工季節存在的潛在危害因素沒有分析、評估，對自然災害的危害程度認知度不夠。

3 石油天然氣鉆井工程風險控制技術的具體應對方法

3.1 完善風險控制工具

首先建立一套完整的風險評價體系，建立內控風險清單，細化各鉆井生產節點的風險因素，明確管理責任主體，從人員投入、設備資源、生產組織、經營管理、安全管控、技術服務等各個方面制定風險削減措施。

3.2 提升人員專業素質

合理引進企業所需的技術型人才，重點在高、精端技術領域的人才，確保企業創新技術的接替與更新。建立企業內部培訓機制，定期開展基層操作員工、管理人員在業務技能、HSE技能方面的培訓。

3.3 更新鉆井資源裝備

注重國內外技術交流、重點在技術裝備、鉆井工藝等方面加強調研與學習，根據企業現有設備狀況，形成一套適應市場化運作的鉆井技術管理模式;分區域、分井型，按照風險等級合理優化鉆機資源配置，采取配置頂驅、二層臺機械手、鐵鉆工、POP推移裝置等機械化改造，提升設備能力;實施電代油、氣代油等新能源代替柴油動力清潔化生產措施;針對不同井型建立單井分層施工作業模式，即“一井多機”模式，充分發揮各型鉆機資源，降低作業風險與成本。

3.4 提升鉆井工藝技術

針對頁巖油、頁巖氣等新興市場，整合企業優勢資源，開展大井叢、工廠化作業模式，實施鉆頭、螺桿包井業務，推進激進鉆井、一趟鉆、水力振蕩器、控壓鉆井等集成技術，引進深井抗高溫MWD等高端儀器，完善鉆井技術專家庫系統，建立井眼軌跡等工程技術遠程支持系統，及時調整改進技術方案，降低井下故障復雜風險。

3.5 加大安全管控及應急處置投入

針對生產各環節、各節制定HSE審核清單，完善兩書一表、上鎖掛簽制度，開展人員HSE取證，壓力容器等特種崗位設施上崗操作證;建立作業許可制度，開展防碰天車、吊索具、絞車剎車等關鍵設備專項整治，確保要害部位可靠?，F場作業實施“一案一卡”應急處置，重點演練《井控安全突發事件專項應急預案》，明確Ⅲ級應急物資清單，完善從出口流量監測到循環罐鉆井液面監測、從錄井氣測值跟蹤到井口硫化氫氣體監測等報警系統，從地下到地面、從現場到應急指揮監控中心，全方位建立應急預警體系，最大限度降低突發事件安全風險。

4 結語

綜上所述，在石油天然氣鉆井工程中實則是存在很多隱患和不可預測性的因素，所以，盡可能的在每一個環節都做到極為細致和完美是有必要，這樣的話也是使其經濟效益最大化、安全系數最大化、風險影響最小化的保證。

參考文獻：

[1]李衛國.石油天然氣鉆井工程風險量化技術研究[J].化工設計通訊，2019，45（11）：249+251.

[2]孫運.石油天然氣鉆井工程風險量化技術研究[J].石化技術，2016，23（03）：105+125.

作者簡介：

顏力（1973- ），男，民族，漢，籍貫：陜西省扶風縣，學歷：本科，職稱：鉆井工程師（中級），職務：主管，川慶鉆探長慶鉆井總公司，研究方向：鉆井生產管理。