焦文夫,張一佳,由志軍,王劍,盧鵬飛,宋寧
(中國石油新疆油田分公司,新疆克拉瑪依 834000)
油田井控安全風險控制技術是指深入分析井控作業(yè),并且使用對應的技術來有效控制油氣井噴的安全風險,員工應該分析油田的工作環(huán)境、油品性質及地質情況,使用相關控制流程、技術來努力控制油田井控的安全風險[1]?;诖耍疚氖紫冉榻B了油田井控安全管理的主要特征,然后從井身結構、地表壓力、開發(fā)方式與區(qū)塊、員工素質水平等方面分析了如今油田井控面臨的安全風險,最后提出了油田井控安全風險控制技術及其策略,現(xiàn)具體論述如下。
1)生產戰(zhàn)線較長。石油的開采作業(yè)屬于野外作業(yè),無固定廠房,隨處可見安全風險。
2)生產危險因素較多。油氣開采時擁有高壓、高溫等基本特性,油氣自身還屬于易爆、易燃產品,含有害、有毒物質,極端的工作環(huán)境、頻繁的野外作業(yè)及長途運輸?shù)仍黾恿擞吞锏纳a危險。
3)施工風險性大。油田開采作業(yè)具有“盲目”性,擴大了施工風險,頻繁出現(xiàn)突發(fā)性事件,作業(yè)危險性、風險性愈發(fā)復雜,其管理及控制難度也更大。各項步驟涉及的單位很多,由于技術水平、人員意識及管理組織等方面不同,進一步擴增了油田安全管理的繁瑣程度。
油井會出現(xiàn)井口設備腐蝕,基于這種情況,就難以更好地確保井口設備的氣密性。除此之外,部分早期的水井因自身結構的約束,就不能確保檢測、評估實踐的合理性、可靠性和準確性,如此就促進了管外刺漏現(xiàn)象的產生,而這會在無形之中增加油田井控的風險。
從傳統(tǒng)的井噴失控事件中可以發(fā)現(xiàn),地層壓力是導致安全事故產生的原因之一。這是因為大部分油田都擁有若干種油品性質,而在開采實踐中,對于各個油田開發(fā)層所需要的技術也有所區(qū)別。就如今的技術水平來看,以前的壓力控制技術無法對地層的壓力進行精準測量以及合理控制,如此就會增加油田的安全風險。
伴隨科技的可持續(xù)發(fā)展,如今我國在開采油田實踐中采取了愈發(fā)先進的技術、豐富的開發(fā)方式[2]。除此之外,由于我國物產資源比較豐富,油田地處的具體位置也不同,在開展油田井控作業(yè)的過程中,有害氣體的含量、地層的壓力及流體的溫度都會持續(xù)變化,這就會引發(fā)油田井控的安全風險。
在油井現(xiàn)場作業(yè)中,員工的素質水平會對整個施工的安全、品質產生極大的影響。但是,按照如今國內油田井控員工的素質水平情況來看,很多員工的素質水平還有所不足,假如無法提高他們的素質能力,就會增加油井安全風險控制工作的實施難度。于是,一定要對員工的教育、培訓引起高度重視,特別是有關責任心、安全意識的培訓,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。
油田井控安全風險控制技術是指深入分析井控作業(yè),并且使用對應的技術來有效控制油氣井噴的安全風險,員工應該分析油田的工作環(huán)境、油品性質以及地質情況,使用相關控制流程、技術來努力控制油田井控的安全風險[3]。通常來說,在石油開采以及生產過程中,井控風險技術屬于分級技術。表現(xiàn)在如下幾點:①按照常壓井、低壓井以及高壓井的實際需要,將井控安全風險技術以及員工的專業(yè)素質進行聯(lián)系,明確有關安全井控機制,引入先進的設備,對有關技術進行培訓;②按照地表結構、油藏埋深,對安全防控風險的主要參數(shù)進行測定,使用安全風險井控機制,明確有關技術;③按照井身結構的主要特征和油田的環(huán)境條件,明確有關安全風險技術[4]。結合平原、海上以及山地等油田開采環(huán)境,劃分危險地區(qū)、高危地區(qū)以及一般地區(qū),按照相關井控需求,明確有關設備和技術,努力制定可行且切實的防控機制。
油田開采作業(yè)擁有一定的“盲目”性,擴大了施工風險,頻繁出現(xiàn)突發(fā)性事件,作業(yè)危險性、風險性愈發(fā)復雜,其管理以及控制難度也更大。根據(jù)井控管理組織網(wǎng)絡,每一口井的施工一定要具備“三項設計”,即工程設計、施工設計以及地質設計等,且設計的審核以及審批需要施工方、建設方分工負責[5]。第一,施工設計:其由施工單位進一步完成,設計需按照具體裝備、人員情況,制定有效、可行的井控應急預案,且將所有井控策略以及職責逐一落實到崗位上[5]。第二,工程設計:其由第三方完成。工程設計需按照地質設計的基本要求對各施工參數(shù)、步驟進行制定,依照井控風險分級技術進一步明確井控技術要求、井控裝備的組合形式與配置標準等。第三,地質設計:其由地質部門負責。在設計過程中,需提供這一井口的位置信息,附近的水網(wǎng)管線布置情況,井身結構信息、井內管柱構成信息、地層壓力系數(shù)與串通狀況、歷次施工作業(yè)情況等。
(1)有效維護鉆井液,對鉆井液失水進行控制,借助固控設備對鉆井液中的有害固相含量進行清除,保持井筒暢通、清潔[6]。
(2)針對砂礫層與流砂層,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)鉆進過程中對泵壓的具體變化進行密切觀察,如有異常需停鉆檢查。
(4)鉆進過程中仔細觀察立管壓力表以及指重表,將機械鉆速、轉盤負荷結合起來對井下情況進行全面判斷。如有異常,須在第一時間起鉆檢查。
(5)新鉆頭下井鉆進的時候,要以設計鉆壓下限鉆進,待方接頭全部進入新井眼后再恢復正常鉆壓鉆進。
(6)斜井定向后鉆具靜止≤3 min,直井鉆開油氣層后鉆具在油氣層井段內靜止時間應≤5 min,活動鉆具時每次活動距離≥5 m。
(7)油氣層鉆開后因意外需對設備進行更換時,應將鉆具起到油氣層頂以上。
(8)井口操作須謹慎,嚴格防止井口工具等落井。
(1)強化責任。要不斷細化油井的安全風險防控責任,做到違章必究,照章辦事,有章可循。
(2)落實安全生產技術。在生產實踐中安全生產技術發(fā)揮了重要的作用,落實安全生產技術,就能夠確保生產的安全性,于是,不管是采油時的生產操作技術、油井維護技術等,還是生產設備的相關安裝技術,都一定要達到較高的標準,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,安全生產獲得了廣泛重視,主動發(fā)現(xiàn)以及推廣安全生產的首創(chuàng)性,將施工圖紙、井控數(shù)據(jù)與員工的操作開展數(shù)據(jù)對接;
(3)將油氣水井安全風險防控的全天監(jiān)控落到實處[7]。將先進的風險防控識別技術利用起來,對所有生產環(huán)節(jié)實施全天無盲點監(jiān)控,時刻將監(jiān)控數(shù)據(jù)進一步匯集到安全生產數(shù)據(jù)分析中心,對安全生產隱患進行科學排查,對設備檢修、維護以及運行的辦法、策略、時間進行合理安排。
通過現(xiàn)場試驗應用,總結以及優(yōu)化了配套技術。一般體現(xiàn)在:①油層鉆進采取油層逐步打開法;②鉆具組合中采用箭形止回閥,鉆具結構穩(wěn)定器進一步優(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構,上部氣層段逐漸形成大井眼;鉆井參數(shù)獲得了優(yōu)化轉換,減少虛泥餅;短起與長起結合對井壁進行修整;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、鉆前、完井與起下鉆等施工步驟對防噴技術措施進行了優(yōu)化。固井技術上,使用免拆套管頭更好地確保了固井后立即座封,同時對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)良的固井質量,避免了油氣上竄,值得被廣泛推廣以及使用。
總而言之,本文從分級安全風險防控、分級監(jiān)管技術、防卡、防漏、防噴技術、井控風險的不同等級以及安全鉆井技術等方面入手,以實現(xiàn)油田井控安全風險控制技術的深入完善。隨著開采技術的飛速發(fā)展,油田公司的安全生產防控策略獲得了全面更新,公司的安全生產部門以及生產管理機構,也會定期宣傳安全生產知識。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重浪費,還造成了群眾生命財產的損失。有效開展相關安全防控機制很有必要,將安全防控機制進一步轉變?yōu)榘踩a保障,是所有石油公司的主要行動指南。