黨克軍 王增年 張旺寧 簡章臣
1.中國石油川慶鉆探長慶鉆井總公司 技術(shù)管理與發(fā)展部 (陜西 西安 710021)
2.中國石油工程技術(shù)分公司 (北京 100724)
3.中國石油長慶油田分公司 工程技術(shù)管理部 (陜西 西安 710021)
長慶鉆井井控安全應(yīng)急管理與實(shí)踐
黨克軍1王增年2張旺寧3簡章臣1
1.中國石油川慶鉆探長慶鉆井總公司 技術(shù)管理與發(fā)展部 (陜西 西安 710021)
2.中國石油工程技術(shù)分公司 (北京 100724)
3.中國石油長慶油田分公司 工程技術(shù)管理部 (陜西 西安 710021)
通過對(duì)長慶鉆井總公司在長慶油田區(qū)域鉆井施工中的井控應(yīng)急管理及應(yīng)急搶險(xiǎn)實(shí)踐做了全面的分析,通過總結(jié)分析,認(rèn)為井控應(yīng)急管理工作要緊緊圍繞實(shí)現(xiàn)“杜絕井噴事故、杜絕人員有毒有害氣體中毒”的井控工作目標(biāo),要通過不斷完善井控應(yīng)急管理網(wǎng)絡(luò)和完善井控應(yīng)急管理制度,樹立“積極井控”理念,立足于一次井控,堅(jiān)持“發(fā)現(xiàn)溢流立即關(guān)井、疑似溢流關(guān)井檢查”的關(guān)井原則,做到“不發(fā)生、控得住、治得了”,重視井控應(yīng)急資源的配備、加強(qiáng)井控應(yīng)急預(yù)案演練和應(yīng)急搶險(xiǎn)的組織是確保井控險(xiǎn)情處置安全與成功的保障。
井控 應(yīng)急 管理 鉆井
(1)鉆井施工現(xiàn)場(chǎng)高度分散、沙漠沼澤平原及溝壑共存、山大溝深、地形條件復(fù)雜、道路狀況差,現(xiàn)場(chǎng)距離項(xiàng)目部應(yīng)急指揮中心遠(yuǎn)達(dá)50~300km,山區(qū)通訊信號(hào)差或者無信號(hào)。一旦發(fā)生井控險(xiǎn)情,應(yīng)急隊(duì)伍及應(yīng)急物資難以及時(shí)到達(dá),應(yīng)急救援行動(dòng)遲緩,現(xiàn)場(chǎng)因配漿設(shè)施局限配漿速度慢。
(2)長慶油田公司長期以來的低成本戰(zhàn)略,導(dǎo)致井身結(jié)構(gòu)簡化,不下技術(shù)套管,表層套管下深較淺,氣井表套下深500m左右,油井表套只是封隔了表層黃土層以下的石板層,套管腳承壓能力低,同時(shí)洛河組、劉家溝組地層連通性好易漏失,一旦發(fā)生溢流、井涌等井控險(xiǎn)情,關(guān)井后因擔(dān)心套壓超過套管腳漏失壓力或憋漏地層而不能長時(shí)間關(guān)井,但在短時(shí)間內(nèi)應(yīng)急搶險(xiǎn)難以達(dá)到及時(shí)壓井的條件,這種情況下只能節(jié)流循環(huán)或放噴,應(yīng)急搶險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)大。
(3)盡管鉆進(jìn)過程中對(duì)易漏失的洛河組、劉家溝組地層進(jìn)行了堵漏或擠封,但在發(fā)生溢流、井涌情況下,壓井過程中加重泥漿的密度選擇窗口窄,現(xiàn)場(chǎng)很難準(zhǔn)確確定一個(gè)即能平衡地層壓力又不至于壓漏地層的加重泥漿密度,只能在加重泥漿的同時(shí)加入堵漏劑以防止井漏,因此確定加重泥漿密度難度大、配漿速度慢。
(4)儲(chǔ)層相對(duì)埋藏較淺,油井儲(chǔ)層埋藏深度在1 500~2 500m左右,天然氣儲(chǔ)層埋藏深度在2 800~3 500m左右,儲(chǔ)層巖性致密、連通性差、滲透率低,屬于低壓、低滲、低豐度大面積分布的巖性氣藏,因此人們習(xí)慣稱為“三低”油氣田。受“三低”油氣田概念的影響,使人們形成了思想麻痹、懈怠的心理,認(rèn)為不會(huì)有高壓油氣或即使發(fā)生油氣侵、溢流,也不會(huì)有較高的壓力,事實(shí)上與人們這種認(rèn)識(shí)恰恰相反,一旦發(fā)生溢流其關(guān)井壓力并不低,如G18-11B井鉆進(jìn)到井深3 249m時(shí)發(fā)生井噴,關(guān)井套壓達(dá)14.5MPa,重建井下壓力平衡難度大。
(5)受地形限制,部分井場(chǎng)較小,油罐、發(fā)電房等設(shè)施擺放與井口距離達(dá)不到安全要求,一旦發(fā)生井控險(xiǎn)情,應(yīng)急搶險(xiǎn)過程中防火防爆難度大,因井場(chǎng)較小,壓井過程中應(yīng)急設(shè)施擺放空間受限,不利于快速應(yīng)急搶險(xiǎn)。
(6)油井姬塬、白豹、元城等區(qū)塊延長組CO體積分?jǐn)?shù)達(dá)200×10-6,同時(shí)含有H2S,彭陽地區(qū)演24、演32井區(qū)富含H2S、CO;天然氣井大部分區(qū)塊含H2S或CO,個(gè)別區(qū)塊高含H2S。含有毒有害氣體的施工井一旦發(fā)生井控險(xiǎn)情,有毒有害氣體隨之溢出,應(yīng)急搶險(xiǎn)過程中人員防護(hù)難度大。
2.1 完善井控應(yīng)急機(jī)制建設(shè)
2.1.1 完善井控管理網(wǎng)絡(luò),明確井控管理責(zé)任
長慶鉆井總公司、項(xiàng)目部、鉆井隊(duì)生產(chǎn)啟動(dòng)后,根據(jù)人員、機(jī)構(gòu)變動(dòng)情況,及時(shí)成立或調(diào)整井控領(lǐng)導(dǎo)小組,主要領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任組長,形成了總公司、項(xiàng)目部、鉆井隊(duì)3級(jí)井控管理網(wǎng)絡(luò)??偣就晟撇⑾掳l(fā)了井控應(yīng)急管理網(wǎng)絡(luò)人員名單,將井控應(yīng)急管理網(wǎng)絡(luò)人員由總公司機(jī)關(guān)、項(xiàng)目部主管部門人員擴(kuò)充到主管部門及相關(guān)的部門,明確了各部門井控應(yīng)急管理第一責(zé)任人、責(zé)任人和聯(lián)系人。為進(jìn)一步明確年度井控管理目標(biāo)及責(zé)任,2011年總公司與各項(xiàng)目部及相關(guān)機(jī)關(guān)部門11個(gè)單位簽訂了井控目標(biāo)責(zé)任書,將全年井控目標(biāo)分解為責(zé)任指標(biāo)與考核2項(xiàng)內(nèi)容,明確了考核依據(jù)和責(zé)任追究制度;項(xiàng)目部與鉆井隊(duì)及項(xiàng)目部機(jī)關(guān)各部門也簽訂了井控目標(biāo)責(zé)任書見(見圖1)。
2.1.2 加強(qiáng)井控應(yīng)急機(jī)制建設(shè)
井控應(yīng)急實(shí)行總公司、項(xiàng)目部及鉆井隊(duì)3級(jí)管理;其中總公司生產(chǎn)運(yùn)行部設(shè)立了應(yīng)急管理辦公室,由2人專職管理總公司級(jí)的應(yīng)急預(yù)案,技術(shù)管理發(fā)展部設(shè)立了井控管理辦公室,由4人專職從事井控日常管理和井控應(yīng)急管理;總公司6個(gè)項(xiàng)目部(組)技術(shù)辦有7人專職從事井控日常管理和井控應(yīng)急管理見(見圖2)。
2.1.3 建立井控應(yīng)急專家?guī)?,?yīng)急以內(nèi)部為主,內(nèi)外并舉
為加強(qiáng)井控應(yīng)急人力資源的儲(chǔ)備與管理,通過認(rèn)真調(diào)研篩選,建立了由富有鉆井及井控應(yīng)急搶險(xiǎn)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的43人組成了井控應(yīng)急專家?guī)欤?dāng)發(fā)生井控險(xiǎn)情時(shí)應(yīng)急專家群策群力,制訂或?qū)彾☉?yīng)急搶險(xiǎn)措施和壓井技術(shù)方案??偣?、項(xiàng)目部級(jí)井控安全突發(fā)事件應(yīng)急處置預(yù)案中補(bǔ)充和完善了外部應(yīng)急資源和救助力量信息,應(yīng)急搶險(xiǎn)過程中充分利用外部資源和社會(huì)力量,達(dá)到了及時(shí)應(yīng)急搶險(xiǎn),把事態(tài)和損失控制到最小的目的。
2.1.4 加強(qiáng)井控技能培訓(xùn)和學(xué)習(xí)
重新認(rèn)識(shí)“三低”油氣田現(xiàn)狀,解決了員工長期受過去“三低”油氣田概念所形成的思想麻痹、懈怠的心理,提高了井控安全意識(shí)。鉆井隊(duì)在設(shè)備擺放、安裝過程中,首先考慮井控安全,在井場(chǎng)狀況允許的條件下,油罐、發(fā)電房等設(shè)備擺放的安全距離達(dá)到井控細(xì)則要求,同時(shí)考慮井控應(yīng)急過程中的應(yīng)急設(shè)施擺放問題,防隱患于未然,為井控應(yīng)急設(shè)施的擺放提供方便。
2.2 加強(qiáng)井控安全突發(fā)事件應(yīng)急處置預(yù)案管理
2.2.1 完善井控應(yīng)急預(yù)案管理
近5年來先后3次修訂了總公司級(jí)井控安全突發(fā)事件應(yīng)急處置預(yù)案,及時(shí)調(diào)整、補(bǔ)充井控應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組成員和明確各部門的井控應(yīng)急職責(zé)和程序;各項(xiàng)目部每年生產(chǎn)啟動(dòng)后針對(duì)施工區(qū)塊、井型等變化計(jì)27次修訂項(xiàng)目部級(jí)井控安全突發(fā)事件應(yīng)急處置預(yù)案;鉆井隊(duì)根據(jù)施工井井型、所在區(qū)域井下壓力及含油氣情況、周邊環(huán)境等,在每口井的《HSE作業(yè)計(jì)劃書》中制定井控安全突發(fā)事件應(yīng)急處置預(yù)案,在預(yù)案中對(duì)HSE防護(hù)設(shè)施培訓(xùn)、應(yīng)急演練頻次等進(jìn)行了規(guī)定。
2.2.2 加強(qiáng)井控應(yīng)急處置管理培訓(xùn)
為提高井控應(yīng)急處置預(yù)案管理人員及井控應(yīng)急人員的應(yīng)急知識(shí)和應(yīng)急處置能力,近5年內(nèi)舉辦了3次90人參加的應(yīng)急預(yù)案編寫培訓(xùn)班;2010年組織了井控專職管理人員及井控培訓(xùn)教師10人參加了集團(tuán)公司在西安舉辦的井控應(yīng)急管理培訓(xùn)學(xué)習(xí),通過培訓(xùn)學(xué)習(xí),提高了井控管理人員的井控應(yīng)急處置能力。各項(xiàng)目部修改井控安全突發(fā)事件應(yīng)急處置預(yù)案后,及時(shí)組織項(xiàng)目部人員培訓(xùn)學(xué)習(xí),通過培訓(xùn)學(xué)習(xí)掌握了井控應(yīng)急處置程序和部門職責(zé)。
2.2.3 進(jìn)行應(yīng)急預(yù)案演練,提高應(yīng)急處置能力
近5年來總公司級(jí)、項(xiàng)目部級(jí)井控突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案演練175次(表1),參與演練人員近1 500人次。其中:總公司級(jí)應(yīng)急預(yù)案演練31次、項(xiàng)目部級(jí)應(yīng)急預(yù)案演練144次;井控安全突發(fā)事件應(yīng)急處置預(yù)案演練49次,有毒有害氣體人員防護(hù)預(yù)案演練71次,防火防爆預(yù)案演練55次。
2.2.4 加強(qiáng)應(yīng)急隊(duì)伍建設(shè)
針對(duì)應(yīng)急過程中交通、通訊不便,臨時(shí)組建應(yīng)急隊(duì)伍難以組織的問題,總公司、項(xiàng)目部及鉆井隊(duì)成立了由90人組成的井控應(yīng)急隊(duì)伍(表2),確保了在井控應(yīng)急中應(yīng)急隊(duì)伍的及時(shí)到位;總公司及項(xiàng)目部分別成立了由主管技術(shù)負(fù)責(zé)人任組長、技術(shù)管理部門主任任副組長、由安全、設(shè)備、管具等部門參加的井控應(yīng)急隊(duì)伍,一旦發(fā)生井控險(xiǎn)情,井控應(yīng)急隊(duì)伍及時(shí)出發(fā)趕赴現(xiàn)場(chǎng);項(xiàng)目部在預(yù)案中明確規(guī)定井控應(yīng)急中及時(shí)組織險(xiǎn)情現(xiàn)場(chǎng)附近的3~5支鉆井隊(duì)各抽調(diào)10人組成應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)伍,專門負(fù)責(zé)裝卸材料及加重配漿等工作,形成了應(yīng)急指揮、應(yīng)急處置及材料組織等各環(huán)節(jié)緊密銜接的應(yīng)急隊(duì)伍。
2.2.5 加大應(yīng)急搶險(xiǎn)物資與設(shè)施的儲(chǔ)存、配備和管理
施工中重視井控險(xiǎn)情的預(yù)防,立足一次井控,在進(jìn)入目的層前加重泥漿密度,力爭不發(fā)生井控險(xiǎn)情;執(zhí)行積極井控理念,重視井控坐崗工、司鉆及值班干部關(guān)鍵崗位人員的管理,及時(shí)發(fā)現(xiàn)油氣侵等井控險(xiǎn)情先兆,堅(jiān)持“發(fā)現(xiàn)溢流立即關(guān)井、疑似溢流關(guān)井檢查”的關(guān)井原則,做到發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)能夠“控得住、治得了”。針對(duì)大部分施工區(qū)域存在H2S、CO等有毒有害氣體的現(xiàn)狀,配備人員防護(hù)、監(jiān)測(cè)設(shè)施。為鉆井隊(duì)配備了正壓式空氣呼吸機(jī)1 746臺(tái)、充氣泵151臺(tái)、H2S監(jiān)測(cè)儀(固定式)149臺(tái)、防爆應(yīng)急燈具11臺(tái)、多功能氣體監(jiān)測(cè)儀973臺(tái)。
在總公司內(nèi)部儲(chǔ)備與配備應(yīng)急物資的基礎(chǔ)上,充分共享了長慶指揮部與長慶油田公司在隴東等區(qū)塊備用的井控應(yīng)急集裝箱。為鉆井隊(duì)配備了加重材料提欄,避免加重材料包裝風(fēng)化破損;器材公司每天在總公司網(wǎng)站上及時(shí)更新加重材料儲(chǔ)備情況;管具公司制定了井控應(yīng)急集裝箱管理維護(hù)制度,定期對(duì)集裝箱內(nèi)的設(shè)施進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)、檢查,并做記錄;質(zhì)量安全環(huán)保部每年邀請(qǐng)技術(shù)鑒定部門對(duì)有毒有害氣體監(jiān)測(cè)儀等防護(hù)監(jiān)測(cè)設(shè)施的探頭進(jìn)行校驗(yàn)、標(biāo)定,鉆井隊(duì)對(duì)井控應(yīng)急物資和防護(hù)設(shè)施定期檢查、維護(hù),確保了應(yīng)急物資和設(shè)施的正常使用。
3.1 對(duì)易漏層實(shí)施堵漏和擠封
針對(duì)洛河組及劉家溝組地層疏松、連通性好易漏,未下技術(shù)套管封隔漏層的問題,鉆進(jìn)過程中配制堵漏泥漿鉆穿漏層,再配制高黏度、大粒度的堵漏泥漿,關(guān)井實(shí)施擠封,提高洛河組及劉家溝組易漏層的承壓能力,使易漏層的承壓能力達(dá)到進(jìn)入目的層后最高泥漿密度值。
3.2 實(shí)施側(cè)鉆避開漏層工藝
對(duì)于特大型失返性井漏,實(shí)施欠平衡鉆進(jìn)鉆穿漏層后再使用注水泥或凝膠液堵漏,在注水泥或凝膠堵漏無效果的情況下實(shí)施側(cè)鉆避開漏層工藝,解決了因井漏帶來的最大允許關(guān)井套壓值低、擔(dān)心關(guān)井后發(fā)生井漏及確定加重泥漿密度窗口窄的問題。
4.1 及時(shí)處置井控險(xiǎn)情
近年來總公司共發(fā)生溢流及其以上井控突發(fā)事件66起(表1),其中:溢流65起,井涌1起;井控突發(fā)事件中含有毒有害氣體溢出8起。按照井控安全突發(fā)事件應(yīng)急處置預(yù)案要求,各項(xiàng)目部、總公司及時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)級(jí)別的井控安全突發(fā)事件應(yīng)急處置預(yù)案,各級(jí)井控應(yīng)急處置小組成員及單位及時(shí)趕赴現(xiàn)場(chǎng),按照預(yù)案程序和要求嚴(yán)密組織應(yīng)急搶險(xiǎn),在第一險(xiǎn)情、第一時(shí)間、第一現(xiàn)場(chǎng)有效的控制住井控險(xiǎn)情,未發(fā)生井控險(xiǎn)情擴(kuò)大或滋生等事故,未發(fā)生人員有毒有害氣體中毒事件。
表1 2005~2010年井控安全突發(fā)事件統(tǒng)計(jì)表
4.2 提升井控突發(fā)事件應(yīng)急處置技能和力量
成功的實(shí)施了3起油田外部隊(duì)伍的井噴失控、井噴失控著火應(yīng)急救援。2010年7月23日,延長石油集團(tuán)公司的天然氣延332井,18:00鉆進(jìn)到井深2 748m時(shí)發(fā)生溢流,23:00發(fā)生井噴失控著火事故,總公司在接到搶險(xiǎn)救援通知后立即組織了由主管生產(chǎn)的副總經(jīng)理及2名井控專職管理人員緊急出發(fā),積極投入到了應(yīng)急搶險(xiǎn)當(dāng)中。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)險(xiǎn)情,及時(shí)確定了打救援井的應(yīng)急搶險(xiǎn)方案,在積極組織總公司鉆井隊(duì)就位的同時(shí)進(jìn)行施工設(shè)計(jì)、工具準(zhǔn)備等;救援井施工達(dá)到設(shè)計(jì)要求后經(jīng)多次壓裂,但由于延332井井眼多段坍塌等原因未能有效連通,經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)井控險(xiǎn)情再次分析后,確定了從延332井井口打開放噴管線、關(guān)閉原防噴器放噴點(diǎn)火,再搶裝旋轉(zhuǎn)防噴器、井控管匯及下鉆具對(duì)接打撈魚頭、注入重漿和打水泥封固的方案,經(jīng)過嚴(yán)密組織和實(shí)施,成功地處置了該井井噴失控著火事故。救援井的施工和對(duì)延332等井的應(yīng)急搶險(xiǎn),為今后井控應(yīng)急處置及打救援井搶險(xiǎn)等積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提升了自身的井控應(yīng)急技能和力量。
5.1 完成了長慶區(qū)域“三高”井控?cái)?shù)據(jù)庫研究項(xiàng)目
通過對(duì)近年井控應(yīng)急資料進(jìn)行分析篩選,確定了井控應(yīng)急重點(diǎn)區(qū)域,進(jìn)行科研立項(xiàng),編制應(yīng)用軟件,形成了適應(yīng)井控應(yīng)急中便于查詢的長慶區(qū)域“三高”井控?cái)?shù)據(jù)庫,為井控應(yīng)急搶險(xiǎn)提供了技術(shù)支持。
5.2 分析總結(jié)井控應(yīng)急搶險(xiǎn)過程,形成了適應(yīng)性、針對(duì)性強(qiáng)的壓井工藝
針對(duì)不同的溢流性質(zhì),確定不同的應(yīng)急搶險(xiǎn)過程中的壓井工藝方案,如針對(duì)慶平12井發(fā)生溢流出水及應(yīng)急處置經(jīng)過,總公司領(lǐng)導(dǎo)組織技術(shù)人員認(rèn)真分析、及時(shí)總結(jié),在現(xiàn)場(chǎng)召開井控例會(huì),規(guī)范并形成了針對(duì)油井溢流出水處置時(shí),采用先泄后壓壓井工藝,規(guī)范了先泄后壓壓井工藝適用條件和關(guān)鍵方法,這種壓井工藝在有效處置井控險(xiǎn)情的同時(shí),降低了壓井費(fèi)用、減輕了壓井勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省了壓井時(shí)間。
(1)井控應(yīng)急管理工作要緊緊圍繞實(shí)現(xiàn)“杜絕井噴事故、杜絕人員有毒有害氣體中毒”的井控工作目標(biāo),健全井控應(yīng)急組織與夯實(shí)管理基礎(chǔ),完善井控應(yīng)急管理網(wǎng)絡(luò)和井控應(yīng)急管理制度。
(2)重視井控坐崗工、司鉆及值班干部關(guān)鍵崗位人員的管理,樹立“積極井控”理念,立足于一次井控,做好井控突發(fā)事件的預(yù)防,力爭做到井控險(xiǎn)情“不發(fā)生”。
(3)及時(shí)發(fā)現(xiàn)井控險(xiǎn)情先兆,堅(jiān)持“發(fā)現(xiàn)溢流立即關(guān)井、疑似溢流關(guān)井檢查”的關(guān)井原則,及時(shí)處置井控險(xiǎn)情,做到井控險(xiǎn)情“控得住、治得了”,避免井控險(xiǎn)情復(fù)雜化或滋生其它事故。
(4)加強(qiáng)井控應(yīng)急物資及人員防護(hù)設(shè)施的儲(chǔ)備與管理,使應(yīng)急物資、應(yīng)急隊(duì)伍真正能用到“派場(chǎng)”,能夠發(fā)揮應(yīng)急作用。
(5)應(yīng)急搶險(xiǎn)過程中高度重視人員有毒有害氣體防護(hù),加強(qiáng)有毒有害氣體的監(jiān)測(cè)。
(6)分析總結(jié)井控應(yīng)急搶險(xiǎn)過程,改進(jìn)井控應(yīng)急處置工藝,提高井控應(yīng)急處置效率。
Through a total analysis on the emergency management and emergency practice for rush repair in the regional well drilling construction of Changqing Oilfield of Changqing Well Drilling Corporation,it is thought that emergency management of well control should center around the realization of well control goals like prohibiting the blowout accident and eliminating the poisoning of staffs from the harmful and poisonous gas.Meanwhile,it is suggested to set up the concept of active well control and try to realize once well control by perfecting the emergency management network and emergency management system of well control constantly.It is also emphasized to stick to the principle of closing wells like"close the well immediately after discovering the overflow,and close the well for detection after suspecting the overflow"in order to reach the goal of"no accident,controllable,manageable".In addition,it is the guarantee for the safety and success of well control disposal to highlight the distribution of well control emergency resources and to enhance the practice of emergency preparation for well control and the organization of emergency activity for rush repair.
well control;emergency;management;well drilling
黨克軍(1963-),男,工程師,現(xiàn)從事鉆井技術(shù)與井控管理工作。
張簫鈴
2011-07-01