试析某油田钻井井喷风险分级及井控管理

摘 要：在油田的开发生产过程中，如管理不当，极易发生井喷事故。不仅会造成石油、天然气等自然资源的极大浪费和破坏，还易污染环境、酿成火灾、损坏机器设备，造成油井损毁报废，严重的还能造成人员伤亡。为防范事故，降低风险和损失，有必要采取各种有关的安全管理措施，加强技术革新，变被动防范为主动管理，以使井喷事故的发生率、损害率降到最低，最终实现安全生产的目标。

关键词：油田钻井 井喷风险分级 井控管理

井喷指地层中流体压力大于钻井内的流体压力时，油气进入井筒并上升至井口，井口安全装置无法发挥作用而导致流体喷出地面或进入其他地层的现象。而井喷失控则是无法用常规的装置控制井喷，出现了大规模喷洒的情况。井控则是通过技术手段保持钻井内外的压力平衡，从而确保顺利进行钻井的修复工作。井控的安全管理工作已成为油田生产的重大课题，降低井喷风险的有效手段应从改进生产工艺和加强日常生产管理两方面入手。实践经验表明，有效的预防和处理钻井井喷事故，也是一个有机结合的管理过程， 钻井井控具有深入探究的现实意义。

一、井控管理的现实意义

井控管理的重点在于事前预防。从源头上查找和降低井喷风险。企业应建立应急管理预案，实行三级应急管理模式，使预案具有可执行性，权利下放到基层，发现井喷苗头就启动预案，把风险消灭于萌芽之中。

二、井控发生风险的成因

在现阶段造成我国生产安全事故的主要因素来自于违规操作，也就是人的不安全行为催生了大量的安全事故。这些安全事故其实在事先都是可以预防的。而井喷事故的发生同样是人为因素占主导地位，是可以避免的。钻井生产过程中井控风险的成因主要有以下几点：

1.在思想上没有充分认识，对井控的危险麻痹大意。

2.违反既定操作规程，违规作业。

3.缺少应急培训和演练，关键时刻手忙脚乱。

4.事先没有指定相应的井控应急程序，不按程序启动。

5.疲劳操作等身体原因造成的风险。

三、油田井控分级管理及具体措施

由于油田之间的距离较远，这给井控设备的运输和物资调配带来了很大的困难。为节约成本，提高效率，有必要对不同的油田钻井井控进行分级管理，并采取有针对性的井控措施。

1.Ⅰ类井区钻井井控对策

1.1作业钻井由具备甲级资质的钻井队负责施工实施。

1.2配备技术过硬的专家作为现场井控技术负责人。该负责人根据实际情况制定井控措施并监督执行。如发生紧急情况，该负责人应立即启动应急预案，制定应对措施，指挥现场人员抢险。

1.3对存在风险的层位和井段密切监控，事前做好思想和物质准备，发生险情之前及早预报。

1.4配备灵敏度较高的检测设备，确保及时发现问题隐患。

1.5及时调整单井井控措施。

1.6配备高标准、高性能的井控装置。

1.7对于酸性气井，选用具备防护性能的井控装备和套管。

1.8做好抢险物资和装备的储备工作，一旦险情发生即可投入使用。

1.9建立健全事故应急管理体系和组织机构。

2.Ⅱ类风险井区钻井井控对策

2.1作业钻井由具备乙级资质的钻井队负责施工实施。

2.2配备技术过硬的工程师级专家作为现场井控技术负责人。该负责人根据实际情况制定井控措施并监督执行。如发生紧急情况，该负责人应立即启动应急预案，制定应对措施，指挥现场人员抢险。

2.3通过多种方法进行预测，配备相应的井控装置。

2.4配备灵敏度较高的检测设备，确保及时发现问题隐患。

2.5配备高标准、高性能的井控装置。

2.6做好抢险物资和装备的储备工作，一旦险情发生即可投入使用。

2.7建立健全事故应急管理体系和组织机构。

3.Ⅲ类风险井区钻井井控对策

3.1作业钻井由具备丙级资质的钻井队负责施工实施。

3.2配备技术过硬的工程师级专家作为现场井控技术负责人。该负责人根据实际情况制定井控措施并监督执行。如发生紧急情况，该负责人应立即启动应急预案，制定应对措施，指挥现场人员抢险。

3.3配备灵敏度较高的检测设备，确保及时发现问题隐患。

3.4及时调整单井井控措施。

3.5配备高标准、高性能的井控装置。

3.6配备齐全的应急抢险物资，非应急情况不准动用。

3.7建立健全事故应急管理体系和组织机构。

四、钻井现场的井控应急管理及解决方案

井控应急管理应下放权力到基层，随时发现问题，随时解决问题。需要在以下方面进行改进和提高：

1.解除一线操作人员的心理障碍和经济压力，树立井控风险意识

一线操作人员往往受到经济利益和操作习惯的影响，当风险发生时首先想到的是经济利益不受损失，而忽略了井控的重要性，延误了井控的时机。这些因素导致我们管理层需要改变管理策略，排除员工的心理压力和经济压力，才能树立井控优先理念，采取积极主动的措施进行井控管理。

2.加强紧急情况下的培训和演练，提高员工的应变能力

钻井井控应急管理，对于员工的实际操作能力要求较高。还应努力培养员工的团队协作和应变能力。只有注重实效，才能发现问题解决问题，才能提高应急能力。

3.协调好日常操作与应急处置预案操作的关系

理顺应急操作和日常操作的关系非常重要。按规定现场级的事故应急预案应一事一案。应急处置预案在应急时就是应优先执行的。当缺少应急处置预案时，一线操作人员就会按日常操作规程操作。在有井控隐患时，日常操作规程中的某些条款可能就不适用于井控应急，必须在相应的应急处置预案中加以明确才不至于引发混乱。在处理操作规程和应急处置的关系时，注意不要把个人经验当做操作规程来对待。

4.加强溢流关井等步骤的风险预控，形成快速反应机制

钻井井控管理中的首要环节就是溢流关井，这是预防井控事故的重点。作为现场井控应急的重要环节，溢流关井应急处置预案要注意如下几点：

4.1 确立“及时发现风险，及时解决风险”的根本原则

对于发现的溢流风险，一线操作人员可以不用请示上级而迅速关井检查。 关的时机越早溢流量就越小，从而减少和降低了发生井喷的可能性，取得井控应急的主动权。

4.2 明确何时采用软关井或硬关井的溢流关井方法

在溢流关井应急处置预案中，必须明确具体在何种情况下采用的关井法，最好是 软关井和硬关井的方法都列出来。特别是硬关井，在应急情况下具有减少关井环节和节约关井时间的作用， 可减少井口溢流量， 避免进一步发生井喷等复杂情况。对于硬关井要列出具体的适用范围和适用条件，不但要详细规定，更要具体落实。

4.3 关井套压等于零时的应急措施

在实施 “发现溢流即关井，预测溢流关井检查”后，关井套压等于零的情形会明显增多，当遇到此类情况时，不要急于敞开井口循环，而需要进一步进行分析。要重点关注一些情况，以确保安全。在以原钻井液敞开井口循环出侵入井内流体之前，需要排除以下容易引发事故的因素：（1）检查压力表等仪器是否因测压通道被堵塞而显示错误数值。（2）侵入井内的流体是否停留在水平段。（3）停泵后自溢、气侵、气测值等数值偏高。（4）确保压力表下的截止阀、四通和节流管汇间的平板阀已全部开启，正常运转。（5）检查节流管汇是否流道通畅。（6）关井时间：要有确切和稳定的套压显示。（7）压力表配置和检查：最好配备高、低量程 2个压力表， 并采用高精度的压力表，以减少测量误差。（8）溢流类型：发生溢流后，需要进行综合分析，从而确定侵入的物质，如果属于气侵或气油比较高的油侵，都不可马上敞开井口循环。

五、钻井井控精细化管理

为实现油田安全生产的目标，还应着力推行井控工作考核评价体系，建立健全作业施工标准化管理，突出井控设计、隐患排查治理、现场督查、应急体系建设工作，强化井控组织制度、设备配套、人员培训保障，组织开展经验推介、技术攻关、技术交流、井控演练等活动，夯实井控安全基础，强化安全保障能力。

1.建立健全标准化管理体系和机构

建立完善的井控管理制度是促进井控工作持续改进，管理水平不断提升的基础。在健全完善井控领导小组的基础上，落实井控管理分级负责制度，明确各级井控领导机构、管理机构、监督机构及各岗位的井控职责，将责任分解落实到各个部门、基层队、班组、岗位，确保井控管理工作有计划、有控制、有检查、有落实。在领导层，重点强化“安全就是效益”的意识，确保井控安全工作纳入单位整体工作的统筹规划；管理层，强化“谁主管、谁负责”意识，确保井控安全工作分工负责、齐抓共管；操作层，强化“有岗必有责”、“我要安全”等意识，促进井控安全工作由被动变为主动。

2.在源头和细节方面找出隐患，进行防范

早期的井控工作立足于井喷预控阶段的控制能力、管理措施，并不能从根本上杜绝井喷事故的发生。为此，应通过将井控控制节点前移，坚持“预防为主、防治结合”的原则，建立井控安全风险评价、隐患排查治理等机制，落实隐患治理责任，力求将各类事故消灭在萌芽状态。

首先，从源头上进行隐患防范。地层压力异常是造成井喷的根本原因，根据地层压力及区域、声波时差等因素，可以将作业井防喷风险等级划分为I类井控、II类井控、III类井控，分级别制定施工井控标准。通过加强地质工艺方案把关，规范方案设计分级审批制度，突出地层资料解释分析，明确防喷等级。作业施工队伍根据地质工艺方案提供的相关资料及施工内容，预测可能发生的异常情况，在班前向职工进行技术交底。

其次，从细节上落实隐患排查。应推行双向开工验收制度，验收时由作业大队安全监督部门和生产管理区作业监督共同验收，只要一方认为达不到开工条件，均有权利责令施工单位停工整改。还应进一步完善井控安全岗位责任制，将井控安全目标分解到基层、传达到岗位，坚持开展现场巡查和综合考评为主的监督考核机制，落实隐患治理责任。对井控设备中的易损密封件，督促基层单位强化井控设备防腐、、保养，杜绝渗漏、不密封等问题，通过定期组织井控设备检测、维护，确保井控设备安全可靠。

3.加强井控安全方面的培训

为提升全员井控操作能力，应注重开展井控安全培训，采取专职和兼职培训教师相结合、理论学习和实际操作相结合、走出去与请进来相结合的办法，强化班组井控技能的培训。针对不同种类的防喷器，以技术讲座和现场演练的形式进行系统的防喷器操作培训，坚持一班一周一练，杜绝“纸上演练”，全面提高全员的井控素质和操作能力。针对生产井及停产井可能出现井喷失控等不同问题，进一步拓宽井控演练范围，重点对套管闸门处失控井喷、井口四通处失控井喷进行应急演练，使井场施工人员基本掌握这两种失控井喷后的应对方法及措施。

4.优化井控设备配置

油田管理部门应投入专项资金进行井控设备配套升级，使井控装备得到较大改善。满足井控现场快速高效、安全可靠的关闭井口的要求。为消除井喷失控威胁，应大力推广不压井作业技术，实现带压环境下作业施工。不压井作业设备包括井口装置、防喷装置和控制装置等3部分，井口装置阻止井内高压液体从油管内溢出，防喷装置阻止井内高压液体从油套环空溢出，控制装置是为了控制管柱在高压液体作用下不被顶飞，并在油管内投放堵塞器，从而实现密封状态下加载控制起下管柱。

5.井控管理中突出关键节点

如在滩海作业施工，潮来是海、潮退是滩，因而滩海施工受天气、季节和潮汐规律影响较大。必须积极探索实施生产信息预警制度。需要向施工现场天气预报和潮汐变化情况并及时了解现场情况。在风力小于5级、潮位较低的情况下，向现场“绿色警报”，生产正常运行；在风力5～6级、潮位中等的情况下，向现场“橙色预警”，要求现场密切关注潮位上涨情况。一旦发现潮位突变，立即封闭井口，带领职工穿好救生衣，携带救生圈和应急物品乘坐值班车有序撤离；在风力超过7级或天文大潮期间，“红色预警”，禁止任何人员进入施工现场。

此外，在油田开发中后期，停产井数量越来越多，且基本处于村庄、养殖区附近，井口配件丢失现象时有发生，部分井口处于失控状态，存在较大的安全环保隐患。对停产井的管理，一是投入专项资金，对部分报废长停井采取注灰封井措施。二是通过加密巡检、加强井口防护等措施，加大对长停井的监管力度，发现异常情况，立即采取措施，确保隐患治理及时有效。

六、结语

随着油气钻井综合技术的日新月异，日常管理尤其是井控的难度也不断增大。而一旦发生井喷失控， 不仅会打乱正常的生产秩序，还会造成生态环境的污染破坏，严重的还会造成人员伤亡、钻井报废等恶性事故。 预防钻井井喷，尤其是预防井喷失控事故的发生，是摆在从业人员面前需要常抓不懈的重要工作。

参考文献

[1] 马宗金.总结经验教训提高天然气井钻井井控能力[J].钻采工艺，2004，27（4）：1-5.

[2] 孙振纯，夏月泉，徐明辉.井控技术[M].北京：石油工业出版社，2005.