井控作业HAZOP分析技术

peonutpedro

  井控作业HAZOP分析技术



　　摘要 对HAZOP分析在井控作业中的应用进行了研究。HAZOP分析时，从井控操作和有关参数产生的偏差来识别危险，预测可能产生的后果，提出改进措施，从而提高石油井控操作的安全水平。

　　钻井作业中，一旦发生井喷将导致井下情况更加复杂，往往通过停止钻井作业并及时压井进

　　行控制。但是由于压井技术难度大，极易使井喷失控，严重破坏油气资源，易造成火灾，井喷释放的有毒H2S等气体更可能导致大规模的人员伤亡，2003年重庆开县发生的井喷事故就造成了243人的死亡。大量事实表明，造成严重后果的井喷事故同钻井操作人员对井控作业的危险性认识不足，安全技术缺乏有极大关系。采用科学的危险性识别与评价方法．使操作者对井控设备及操作的危险性有更加明确的认识，有针对性地进行安全管理和采用安全技术措施才能有效提高井控作业的安全水平。本文讨论了HAZOP(Hazard andOperability Study，危险及可操作性研究)在井控作业危险性分析的应用，以及采用HAZOP分析井控作业危险性应注意的问题。

　　1 井控作业与HAZOP分析

　　井控即油气井压力控制，主要分为三个阶段：(1)初级井控：指以合理的钻井液密度、合理的钻井技术措施，采用近平衡压力钻井技术安全钻开油气层的井控技术；(2)二级井控：溢流或井喷后，通过及时关井．利用节流循环排溢流和压井时的井口回压与井内液柱的压力之和来平衡地层压力，最终用重浆压井，重建平衡的井控技术；（3）三级井控：井喷失控后，重新恢复对井口控制的井控技术。

　　井控作业HAZOP分析时将HAZOP分析的思想应用于井控的各项操作中，从井控过程中工艺(状态)参数的变动及井控操作控制中可能出现的偏差分析，识别这些变动与偏差对系统的影响及可能导致的后果，分析变动或偏差产生的原因，提出应采取的措施。井控作业HAZOP分析适用于新建钻井和已经投入运行的钻井。

　　2 HAZOP分析过程

　　井控的特殊性在于其本身就是一种防止井喷的安全技术手段，但同时井控作业中存在着较大的危险性，处理不当反而会使井喷失控，带来更加严重的后果。HAZOP适用于井控的不同阶段，不仅要分析井控作业的各项操作及相关参数偏差带来的危害和影响，同时也要分析发生偏差后完成井控任务的可能性。

　　2.1 准备工作

　　展开HAZOP分析前应收集与所分析的钻井作业有关的各种详细资料，包括：详细的井控操作规程，各种工艺及参数(如井底压力、钻井液设计密度、钻井液储备能力等)以及各种防喷器的性能参数等设备资料。同时井控作业HAZOP分析还应广泛收集钻井井控失败的各种事故资料。

　　井控HAZOP分析前，应成立由具有熟悉井控作业、钻井作业的专家和实际操作人员组成的分析组，在组长的组织下按照HAZOP方法进行危险性分析。分析组成员的构成，和对钻井及并控作业危险性的认识水平，在很大程度上影响着井控HAZ0P分析的质量。

　　2.2 按操作规程的顺序进行分析

　　井控作业的HAZ0P分析不同于传统的化学工艺过程HAZOP分析，井控作业所涉及到的工艺参数较少，主要为钻井液密度、流量、井压等，但是这些参数在井控的各项操作中起着十分关键的影响，不同的井控操作都要能使这参数发生变化，产生严重偏差，所以进行HAZOP分析时，应按不同的井控操作步骤分别进行这些参数的偏差分析。

　　胜利油田某钻井队一浅层气钻井作业的HAZOP分析过程如下。在起钻过程中如发现有井喷前兆，即进行二级井控操作，采用的主要操作步骤为：①上提钻具，使方钻杆接头露出钻盘面；②停泵；③检查井口是否有钻井液外溢；④关闭环形防喷器；⑤检查系统是否处于分流防喷状态，并确认风向；⑥按分流防喷设计，启动双泵以最大极限排量泵人压井泥浆。

　　井控作业HAZOP分析将以上各个具体操作步骤和有关的丁艺参数，分别与引导词——“空白、过量、减量、部分、伴随、异常”组成有意义的偏差。表1为井控作业部分分析结果。






　　如表1所示分析项目号1.1，“空白十上提钻具”，组成的偏差含义为“钻井人员没有及时上提钻具”；再比如项目号1.8，“减量+钻井液密度”组成的偏差为“钻井液密度过低”。这里所说的“有意义偏差”是指引导词和工艺参数组合后应为具实际意义并可能发生的偏差，那些没有明确含义、同一操作步骤下重复的偏差和不可能发生的组合应当剔除．以提高分析的效率。例如，“伴随+钻井液密度”就属于无意义偏差。“部分十钻井液密度”就与“减量+钻井液密度”重复。同时对井控作业HAZOP分析时，要拓展引导词的内涵和外延。例如对“钻具位置”而言，“异常”是指“其他，另一个”，而对于“钻井液循环时问”来讲，“异常”却是指“长”或“短”。

　　在组成有意义的偏差之后，需要对引起偏差的所有可能原因和后果进行分析。井控作业

　　HAZOP分析应当发挥各钻井专业人员的集体智慧，从各自角度深入讨论引起偏差的可能原因和后果。后果的考虑应在相应的安全保护措施可能失效的条件下假定，以增加对该偏差严重程度的认识和重视。例如表1中所示分析项目号7 5，“空白+泵入压井泥浆”可能引起的后果就可能严重到发生卡钻事故甚至造成该井口作废。

　　井控HAZOP分析比较重要的一项工作是对已有的安全保护措进行评价，这些保护措施包括工艺和设备上的安全措施，也包括钻井人员相应的安全操作等。对于那些未明确规定的操作或工艺等应按该安全保护措施失效，在补充措施中强调。例如表l中所示分析项目号7.6，其安全措施仅能保证井口装置定期检测，这远远不够．所以应给予补充建议。

　　分析最后需要提出建议及措施。这些建议和措施是对实际安全保护措施的补充和强调．应具有针对性.例如表1中所示分析项目号7.12，如不能保证双泵启动，及时将大量泥浆同时泵入压井，则可能需要更多的泥浆量才能控制井压。该钻井队已经有一台专用备用泵．所以只是提出应按期检修泵故障并按要求及时启动双泵的建议措施。

　　应该说明的是，所分析的井控操作规程可能不十分完善，应该在井控HAZOP分析之后再加以修改、补充，而不是在展开分析之前或分析当中就进行修改。因为分析的对象就是井控操作及有关参数，找出各项操作存在的缺陷和相互影响，临时的修改会影响所分析的真实性．甚至影响分析的进度。在井控HAZOP分析完成之后所完善的措施更为有效和全面。

　　3 结语

　　井控作业HAZOP分析的最大优点是能集不同钻井专业人员之所长，运用科学的分析方法，系统而详细地分析审查井控作业中各种潜在的危险。通过有针对性的偏差分析，使那些错误的操作、设备的损坏等各方面安全隐患以偏差的形式得到及时的识别，并补充相应的安全措施，从而防止和控制井喷事故。

　　目前我国各石油开采企业对石油开采作业的安全操作培训，主要是对相关的钻井安全操作规程进行宣讲，针对性相对不高，操作者对钻井系统的危险性认识有限。通过井控作业的HAZOF分析可以大大提高钻井操作人员对井控系统危险的认识，也是一种有效的安全培训手段。

zxy486

貌似不精确啊

riky

有原始的WORD或PDF檔案嗎？

anquans

分析图表呢？

cencilia

倒了，分析图表呢？