油田井控安全風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)芻議

焦文夫，張一佳，由志軍，王劍，盧鵬飛，宋寧

（中國(guó)石油新疆油田分公司，新疆克拉瑪依 834000）

油田井控安全風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)是指深入分析井控作業(yè)，并且使用對(duì)應(yīng)的技術(shù)來(lái)有效控制油氣井噴的安全風(fēng)險(xiǎn)，員工應(yīng)該分析油田的工作環(huán)境、油品性質(zhì)及地質(zhì)情況，使用相關(guān)控制流程、技術(shù)來(lái)努力控制油田井控的安全風(fēng)險(xiǎn)[1]?；诖耍疚氖紫冉榻B了油田井控安全管理的主要特征，然后從井身結(jié)構(gòu)、地表壓力、開(kāi)發(fā)方式與區(qū)塊、員工素質(zhì)水平等方面分析了如今油田井控面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)，最后提出了油田井控安全風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)及其策略，現(xiàn)具體論述如下。

1 油田井控安全管理的主要特征

1）生產(chǎn)戰(zhàn)線較長(zhǎng)。石油的開(kāi)采作業(yè)屬于野外作業(yè)，無(wú)固定廠房，隨處可見(jiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)。

2）生產(chǎn)危險(xiǎn)因素較多。油氣開(kāi)采時(shí)擁有高壓、高溫等基本特性，油氣自身還屬于易爆、易燃產(chǎn)品，含有害、有毒物質(zhì)，極端的工作環(huán)境、頻繁的野外作業(yè)及長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)仍黾恿擞吞锏纳a(chǎn)危險(xiǎn)。

3）施工風(fēng)險(xiǎn)性大。油田開(kāi)采作業(yè)具有“盲目”性，擴(kuò)大了施工風(fēng)險(xiǎn)，頻繁出現(xiàn)突發(fā)性事件，作業(yè)危險(xiǎn)性、風(fēng)險(xiǎn)性愈發(fā)復(fù)雜，其管理及控制難度也更大。各項(xiàng)步驟涉及的單位很多，由于技術(shù)水平、人員意識(shí)及管理組織等方面不同，進(jìn)一步擴(kuò)增了油田安全管理的繁瑣程度。

2 如今油田井控面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)

2.1 井身結(jié)構(gòu)方面

油井會(huì)出現(xiàn)井口設(shè)備腐蝕，基于這種情況，就難以更好地確保井口設(shè)備的氣密性。除此之外，部分早期的水井因自身結(jié)構(gòu)的約束，就不能確保檢測(cè)、評(píng)估實(shí)踐的合理性、可靠性和準(zhǔn)確性，如此就促進(jìn)了管外刺漏現(xiàn)象的產(chǎn)生，而這會(huì)在無(wú)形之中增加油田井控的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 地表壓力方面

從傳統(tǒng)的井噴失控事件中可以發(fā)現(xiàn)，地層壓力是導(dǎo)致安全事故產(chǎn)生的原因之一。這是因?yàn)榇蟛糠钟吞锒紦碛腥舾煞N油品性質(zhì)，而在開(kāi)采實(shí)踐中，對(duì)于各個(gè)油田開(kāi)發(fā)層所需要的技術(shù)也有所區(qū)別。就如今的技術(shù)水平來(lái)看，以前的壓力控制技術(shù)無(wú)法對(duì)地層的壓力進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量以及合理控制，如此就會(huì)增加油田的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 開(kāi)發(fā)方式與區(qū)塊方面

伴隨科技的可持續(xù)發(fā)展，如今我國(guó)在開(kāi)采油田實(shí)踐中采取了愈發(fā)先進(jìn)的技術(shù)、豐富的開(kāi)發(fā)方式[2]。除此之外，由于我國(guó)物產(chǎn)資源比較豐富，油田地處的具體位置也不同，在開(kāi)展油田井控作業(yè)的過(guò)程中，有害氣體的含量、地層的壓力及流體的溫度都會(huì)持續(xù)變化，這就會(huì)引發(fā)油田井控的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 員工素質(zhì)水平方面

在油井現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中，員工的素質(zhì)水平會(huì)對(duì)整個(gè)施工的安全、品質(zhì)產(chǎn)生極大的影響。但是，按照如今國(guó)內(nèi)油田井控員工的素質(zhì)水平情況來(lái)看，很多員工的素質(zhì)水平還有所不足，假如無(wú)法提高他們的素質(zhì)能力，就會(huì)增加油井安全風(fēng)險(xiǎn)控制工作的實(shí)施難度。于是，一定要對(duì)員工的教育、培訓(xùn)引起高度重視，特別是有關(guān)責(zé)任心、安全意識(shí)的培訓(xùn)，如此才能更好地提高油田井控管理及控制工作的綜合水平。

3 油田井控安全風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)及其策略

3.1 分級(jí)安全風(fēng)險(xiǎn)防控

油田井控安全風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)是指深入分析井控作業(yè)，并且使用對(duì)應(yīng)的技術(shù)來(lái)有效控制油氣井噴的安全風(fēng)險(xiǎn)，員工應(yīng)該分析油田的工作環(huán)境、油品性質(zhì)以及地質(zhì)情況，使用相關(guān)控制流程、技術(shù)來(lái)努力控制油田井控的安全風(fēng)險(xiǎn)[3]。通常來(lái)說(shuō)，在石油開(kāi)采以及生產(chǎn)過(guò)程中，井控風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)屬于分級(jí)技術(shù)。表現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：①按照常壓井、低壓井以及高壓井的實(shí)際需要，將井控安全風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)以及員工的專業(yè)素質(zhì)進(jìn)行聯(lián)系，明確有關(guān)安全井控機(jī)制，引入先進(jìn)的設(shè)備，對(duì)有關(guān)技術(shù)進(jìn)行培訓(xùn)；②按照地表結(jié)構(gòu)、油藏埋深，對(duì)安全防控風(fēng)險(xiǎn)的主要參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，使用安全風(fēng)險(xiǎn)井控機(jī)制，明確有關(guān)技術(shù)；③按照井身結(jié)構(gòu)的主要特征和油田的環(huán)境條件，明確有關(guān)安全風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)[4]。結(jié)合平原、海上以及山地等油田開(kāi)采環(huán)境，劃分危險(xiǎn)地區(qū)、高危地區(qū)以及一般地區(qū)，按照相關(guān)井控需求，明確有關(guān)設(shè)備和技術(shù)，努力制定可行且切實(shí)的防控機(jī)制。

3.2 分級(jí)監(jiān)管技術(shù)

油田開(kāi)采作業(yè)擁有一定的“盲目”性，擴(kuò)大了施工風(fēng)險(xiǎn)，頻繁出現(xiàn)突發(fā)性事件，作業(yè)危險(xiǎn)性、風(fēng)險(xiǎn)性愈發(fā)復(fù)雜，其管理以及控制難度也更大。根據(jù)井控管理組織網(wǎng)絡(luò)，每一口井的施工一定要具備“三項(xiàng)設(shè)計(jì)”，即工程設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)以及地質(zhì)設(shè)計(jì)等，且設(shè)計(jì)的審核以及審批需要施工方、建設(shè)方分工負(fù)責(zé)[5]。第一，施工設(shè)計(jì)：其由施工單位進(jìn)一步完成，設(shè)計(jì)需按照具體裝備、人員情況，制定有效、可行的井控應(yīng)急預(yù)案，且將所有井控策略以及職責(zé)逐一落實(shí)到崗位上[5]。第二，工程設(shè)計(jì)：其由第三方完成。工程設(shè)計(jì)需按照地質(zhì)設(shè)計(jì)的基本要求對(duì)各施工參數(shù)、步驟進(jìn)行制定，依照井控風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)技術(shù)進(jìn)一步明確井控技術(shù)要求、井控裝備的組合形式與配置標(biāo)準(zhǔn)等。第三，地質(zhì)設(shè)計(jì)：其由地質(zhì)部門(mén)負(fù)責(zé)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需提供這一井口的位置信息，附近的水網(wǎng)管線布置情況，井身結(jié)構(gòu)信息、井內(nèi)管柱構(gòu)成信息、地層壓力系數(shù)與串通狀況、歷次施工作業(yè)情況等。

3.3 防卡、防漏、防噴技術(shù)

（1）有效維護(hù)鉆井液，對(duì)鉆井液失水進(jìn)行控制，借助固控設(shè)備對(duì)鉆井液中的有害固相含量進(jìn)行清除，保持井筒暢通、清潔[6]。

（2）針對(duì)砂礫層與流砂層，采取較高的切力與黏度、適宜的鉆井液密度，降低慮失量，避免井壁失穩(wěn)、坍塌。

（3）鉆進(jìn)過(guò)程中對(duì)泵壓的具體變化進(jìn)行密切觀察，如有異常需停鉆檢查。

（4）鉆進(jìn)過(guò)程中仔細(xì)觀察立管壓力表以及指重表，將機(jī)械鉆速、轉(zhuǎn)盤(pán)負(fù)荷結(jié)合起來(lái)對(duì)井下情況進(jìn)行全面判斷。如有異常，須在第一時(shí)間起鉆檢查。

（5）新鉆頭下井鉆進(jìn)的時(shí)候，要以設(shè)計(jì)鉆壓下限鉆進(jìn)，待方接頭全部進(jìn)入新井眼后再恢復(fù)正常鉆壓鉆進(jìn)。

（6）斜井定向后鉆具靜止≤3 min，直井鉆開(kāi)油氣層后鉆具在油氣層井段內(nèi)靜止時(shí)間應(yīng)≤5 min，活動(dòng)鉆具時(shí)每次活動(dòng)距離≥5 m。

（7）油氣層鉆開(kāi)后因意外需對(duì)設(shè)備進(jìn)行更換時(shí)，應(yīng)將鉆具起到油氣層頂以上。

（8）井口操作須謹(jǐn)慎，嚴(yán)格防止井口工具等落井。

3.4 井控風(fēng)險(xiǎn)的不同等級(jí)

（1）強(qiáng)化責(zé)任。要不斷細(xì)化油井的安全風(fēng)險(xiǎn)防控責(zé)任，做到違章必究，照章辦事，有章可循。

（2）落實(shí)安全生產(chǎn)技術(shù)。在生產(chǎn)實(shí)踐中安全生產(chǎn)技術(shù)發(fā)揮了重要的作用，落實(shí)安全生產(chǎn)技術(shù)，就能夠確保生產(chǎn)的安全性，于是，不管是采油時(shí)的生產(chǎn)操作技術(shù)、油井維護(hù)技術(shù)等，還是生產(chǎn)設(shè)備的相關(guān)安裝技術(shù)，都一定要達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)，絕不放松。隨著地下環(huán)境的繁瑣性、油藏埋深的持續(xù)加劇，安全生產(chǎn)獲得了廣泛重視，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)以及推廣安全生產(chǎn)的首創(chuàng)性，將施工圖紙、井控?cái)?shù)據(jù)與員工的操作開(kāi)展數(shù)據(jù)對(duì)接；

（3）將油氣水井安全風(fēng)險(xiǎn)防控的全天監(jiān)控落到實(shí)處[7]。將先進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)防控識(shí)別技術(shù)利用起來(lái)，對(duì)所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)施全天無(wú)盲點(diǎn)監(jiān)控，時(shí)刻將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)一步匯集到安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析中心，對(duì)安全生產(chǎn)隱患進(jìn)行科學(xué)排查，對(duì)設(shè)備檢修、維護(hù)以及運(yùn)行的辦法、策略、時(shí)間進(jìn)行合理安排。

3.5 安全鉆井技術(shù)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用，總結(jié)以及優(yōu)化了配套技術(shù)。一般體現(xiàn)在：①油層鉆進(jìn)采取油層逐步打開(kāi)法；②鉆具組合中采用箭形止回閥，鉆具結(jié)構(gòu)穩(wěn)定器進(jìn)一步優(yōu)化成方接頭；③減弱抽吸因素，防止起鉆抽吸。采取了雙異徑井身結(jié)構(gòu)，上部氣層段逐漸形成大井眼；鉆井參數(shù)獲得了優(yōu)化轉(zhuǎn)換，減少虛泥餅；短起與長(zhǎng)起結(jié)合對(duì)井壁進(jìn)行修整；④淺氣層提升施工密度，密度控制在1.30～1.35 g/cm3，形成了具體的施工策略；⑤從鉆進(jìn)、鉆前、完井與起下鉆等施工步驟對(duì)防噴技術(shù)措施進(jìn)行了優(yōu)化。固井技術(shù)上，使用免拆套管頭更好地確保了固井后立即座封，同時(shí)對(duì)于不同井使用雙極注固井與雙密度固井，沖洗液使用加重沖洗液，獲取了優(yōu)良的固井質(zhì)量，避免了油氣上竄，值得被廣泛推廣以及使用。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，本文從分級(jí)安全風(fēng)險(xiǎn)防控、分級(jí)監(jiān)管技術(shù)、防卡、防漏、防噴技術(shù)、井控風(fēng)險(xiǎn)的不同等級(jí)以及安全鉆井技術(shù)等方面入手，以實(shí)現(xiàn)油田井控安全風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)的深入完善。隨著開(kāi)采技術(shù)的飛速發(fā)展，油田公司的安全生產(chǎn)防控策略獲得了全面更新，公司的安全生產(chǎn)部門(mén)以及生產(chǎn)管理機(jī)構(gòu)，也會(huì)定期宣傳安全生產(chǎn)知識(shí)。然而，還是很難杜絕著火與井噴等安全事故的出現(xiàn)，不但造成了資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，還造成了群眾生命財(cái)產(chǎn)的損失。有效開(kāi)展相關(guān)安全防控機(jī)制很有必要，將安全防控機(jī)制進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)榘踩a(chǎn)保障，是所有石油公司的主要行動(dòng)指南。