張貴鵬

（大慶油田井下作業(yè)分公司，黑龍江大慶 163153)

石油產(chǎn)業(yè)開發(fā)為各行各業(yè)的發(fā)展都提供了巨大的原動力，對石油開發(fā)過程中的每一個環(huán)節(jié)都需要不斷研究、改進，才能提升石油的產(chǎn)量及利用率，進而為我國的工業(yè)發(fā)展提供強大的支撐力。石油開發(fā)無論采用什么樣的方式都離不開壓裂這一道工序，而目前壓裂工藝還有很大的改進空間，因此，對壓裂進行技術(shù)改進工作刻不容緩，本文主要是從風(fēng)險分析方面展開討論。

1 壓裂的風(fēng)險分析

一般情況下，壓裂這道工序都是通過水力等方式使得油氣層產(chǎn)生一定的裂縫，這么做的目的是為了使石油在地表之下的流動環(huán)境得到改善，從而提高油井的產(chǎn)量。但是壓裂作業(yè)的程序十分復(fù)雜，對環(huán)境、儀器等的要求也極為嚴格，因此壓裂過程中存在許多風(fēng)險，具體來看，可以從以下幾個方面進行分析。首先便是人員、儀器設(shè)備需要相對集中這個問題，在進行壓裂作業(yè)時，壓裂車、混砂車、儀表車等以及相關(guān)的作業(yè)人員都需要集中在一個相對固定的區(qū)域內(nèi)，對現(xiàn)場秩序管理的難度較大，稍有不慎便可能會產(chǎn)生混亂，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。其次，便是救援、逃生困難，這其實也是由于現(xiàn)場作業(yè)需要相對集中引起的，發(fā)生事故時由于現(xiàn)場大型設(shè)備多，不論是逃生還是救援都有一定的難度，同時，一旦發(fā)生事故，現(xiàn)場秩序勢必會更加混亂，這無疑會使得救援難度更上一層樓。最后，由于場地限制，井場布置也常常會有一定的安全隱患。由于作業(yè)的特殊性，大多作業(yè)車輛需要在油井井場附近作業(yè)，由于這些場地本身就是高壓區(qū)域，若是作業(yè)對象恰巧是大型酸化井或者是老井，出現(xiàn)管線爆裂、管柱斷脫等事故的風(fēng)險更是會加倍，一旦發(fā)生此類事故，大面積的人員傷亡便不可避免，除此之外，還會造成地表、大氣污染，會對當(dāng)?shù)卦斐纱竺娣e的污染事故。

2 安全管理的重點環(huán)節(jié)

2.1 作業(yè)人員的管理

在施工之前，企業(yè)工程團隊必須有目的的對設(shè)計人員進行培訓(xùn)，保障一線工作人員佩戴好安全物品之后，持證上崗，非本崗位的工作人員嚴禁進入高壓區(qū)。

2.2 生產(chǎn)設(shè)備的管理

在使用壓裂設(shè)備之前，工作人員首先應(yīng)該檢查該設(shè)備的各個系統(tǒng)，包括液壓系統(tǒng)，氣控系統(tǒng)，吸入排出系統(tǒng)，執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)和故障診斷系統(tǒng)等，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時處理，并且對儀表及時進行校正。

2.3 井場布置的管理

工作人員應(yīng)該把壓力施工現(xiàn)場進行區(qū)域劃分，設(shè)立進口區(qū)，輔助區(qū)，低壓區(qū)和高壓區(qū)，并且明確各個區(qū)域的間隙，非本崗位的工作人員嚴禁入內(nèi)，油井壓裂的所有設(shè)備都必須在上風(fēng)口，并且盡量與進口保持30米以上的距離。

2.4 試壓工序的管理

工作人員應(yīng)該用鋼絲繩牢固固定住井口，并且還應(yīng)該在高壓管上安裝安全法，保障生產(chǎn)安全，在結(jié)束上述工作之后，對高壓管進行排空試壓，時間應(yīng)該保持在15分鐘左右，發(fā)現(xiàn)沒有側(cè)漏現(xiàn)象之后再放空，明確最高壓力，在施工過程當(dāng)中避免超壓操作，一旦出現(xiàn)超壓問題應(yīng)該立即停車。

2.5 施工過程的管理

施工過程主要包括循環(huán)，擠壓，試擠，支撐劑和活動管柱等多個內(nèi)容，再進行壓裂施工時，工作人員應(yīng)該保持統(tǒng)一的現(xiàn)場指揮操作，并且嚴格按照施工要求開展施工，明確各個崗位的技術(shù)要求，并且落實安全防范措施，減少施工故障的出現(xiàn)，在生產(chǎn)時還應(yīng)該保存與生產(chǎn)相關(guān)的信息資料，例如險情情況，人員名單，培訓(xùn)記錄，工作日志，安全維修記錄等。當(dāng)前油井壓裂作業(yè)安全管理應(yīng)該遵循我國所出臺的SY6443-2000壓裂酸化作業(yè)安全規(guī)定。

3 壓裂過程中安全對策的探討

3.1 準確判斷油層裂縫形態(tài)

開展作業(yè)前，要對對油層破裂狀態(tài)做出詳盡的調(diào)查與分析，并以此確定本次作業(yè)的具體方式。首先，需要對油層的破裂梯度進行分析，破裂梯度簡單來說就是破裂油層的壓力與其中部深度的比，相關(guān)技術(shù)人員通過比值能夠判斷出破裂的難易程度，一般以0.16大氣壓/米時和0.23大氣壓/米時這兩個數(shù)據(jù)為界限。下一步是觀察產(chǎn)液剖面的變化，這主要是因為產(chǎn)液剖面在進行壓裂作業(yè)的前后發(fā)生的變化是有一定區(qū)別的，其中判斷裂縫形態(tài)的一項重要依據(jù)便是支撐劑的分布情況，產(chǎn)生垂直裂縫時，支撐劑會縱向分布情況，并且呈現(xiàn)出不均勻的分布狀態(tài)，反之則為橫向。產(chǎn)生垂直裂縫時，作業(yè)需要格外謹慎，因為此時支撐劑容易聚集到裂縫的底部，就會造成裂縫頂端極度缺乏支撐劑，可能會產(chǎn)生底部開裂，上端卻發(fā)生閉合的現(xiàn)象。最后，便是勘察裂縫是否存在方向性見水，產(chǎn)生垂直裂縫時，從局部結(jié)構(gòu)來看，裂縫的走向基本不會發(fā)生變化，此時的水平軸應(yīng)力會與裂縫垂直，方向性見水現(xiàn)象就會出現(xiàn)在在水平軸應(yīng)力最大的裂縫斷面處。

具體的觀察油層裂縫形態(tài)的方式主要有以下幾種：①鉆心取心觀察法；②同位素示蹤法；③測量井溫法。

3.2 壓裂技術(shù)的改進

對壓裂技術(shù)進行改進，不僅能有效降低油田作業(yè)的風(fēng)險系數(shù)，還能在一定程度上提高油氣資源的利用率。分段壓裂技術(shù)是目前使用頻率最高的一種法，因此，筆者主要針對這個技術(shù)提出幾點改進意見。首先是提高壓裂技術(shù)的管理，技術(shù)的管理和控制會對最終成果產(chǎn)生很大的影響，只有嚴格控制管理技術(shù)施工，才能避免一些質(zhì)量問題。技術(shù)管理首先要從設(shè)備和施工材料方面入手，首先是設(shè)備，必須要按照規(guī)定的溫度和濕度等條件進行管理，其次要定期進行檢修和保養(yǎng)，施工開始前，要對設(shè)備進行全面檢查，其次是材料，要選擇摩阻較低的壓裂液和攜砂能力強、適應(yīng)實際地層的壓裂砂，同時還要注意材料對環(huán)境的污染，確認材料后還要保證材料的質(zhì)量達標。

控制設(shè)備設(shè)施的不安全狀態(tài)：

①工作人員應(yīng)該依據(jù)施工的耐壓等級，明確施工設(shè)備和專業(yè)操作，并且定期對設(shè)備進行維修，保養(yǎng)，改造，處理和檢查等，減少設(shè)備在故障條件下運行的情況，這種操作可以有效確保油井壓裂作業(yè)的安全性。②安全檢查是一種有效發(fā)現(xiàn)，施工過程當(dāng)中存在的危險因素的方法，檢測單位依據(jù)國家地方和企業(yè)標準的不符合程度來確定危害因素，安全檢查可以及時了解油井壓裂生產(chǎn)設(shè)備的工作情況，一旦出現(xiàn)問題就可以及時解決，保障生產(chǎn)可以安全進行。 ③ 工作人員應(yīng)該按照我國的相關(guān)標準來布置壓裂設(shè)備，并且保障施工現(xiàn)場內(nèi)配置齊全的消防設(shè)施，一旦施工現(xiàn)場的化學(xué)藥劑和機械設(shè)備出現(xiàn)了問題，這些消防設(shè)施可以在短時間內(nèi)解決困難。 ④ 工作人員必須定期對設(shè)備的安全附件進行檢修一段，發(fā)現(xiàn)附件出現(xiàn)了問題應(yīng)該及時維修或者更換，減少問題出現(xiàn)的可能性。 ⑤工作人員應(yīng)該依據(jù)相關(guān)標準對安全隱患進行排查，并且對隱患情況進行評級，明確隱患治理措施，并且對其進行有效解決。

3.3 規(guī)范作業(yè)人員的行為

要想實現(xiàn)施工安全，就必須要認識到作業(yè)人員的重要性。首先要對技術(shù)人員、管理人員進行相關(guān)培訓(xùn)，這樣做一方面要從提高人員的專業(yè)技術(shù)水平上入手，另一方面，要加強對人員的思想教育，提高所有人的安全意識與責(zé)任意識。特別是管理人員和安全設(shè)備管理人員，必須要認識到加強設(shè)備管理的重要性，在充分的考慮實際情況后，建立健全安全管理制度。與此同時，對質(zhì)檢人員以及維修人員的培訓(xùn)也同樣不能忽視，對設(shè)備進行全面的檢查，并實行對科學(xué)的保養(yǎng)與維護，確保設(shè)備的狀態(tài)良好，能夠安全運行。同時，還可以進行一些考核活動，建立適當(dāng)?shù)莫剳蜋C制，以提高員工對安全重要性的認識，只有考試合格的人員，才能進入到施工現(xiàn)場；對于考核沒有達標的人員，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)進行學(xué)習(xí)，直至達到安全操作的標準后，才可以開展工作。

3.4 建立健全備案制度

細數(shù)從前發(fā)生的安全事故，可以發(fā)現(xiàn)有一部分事故起因是運用了劣質(zhì)的設(shè)備和材料，因此，施工單位必須要嚴格遵守相關(guān)的規(guī)章制度，按照規(guī)章要求做好產(chǎn)品登記，一旦發(fā)現(xiàn)沒有進行備案的設(shè)備要即刻停封，從施工場地中撤出。除此之外，還應(yīng)當(dāng)對機械設(shè)備的使用情況、安全情況等都進行建檔，對設(shè)備的維護與檢查等做出記錄，對于超出使用期限的設(shè)備進行報廢處理，確保每一臺在使用的設(shè)備始終處于良好的運行狀態(tài)。這樣能夠更加全面、系統(tǒng)的了解機械設(shè)備的磨損程度和安全情況。此外，還要做好設(shè)備的維修與保養(yǎng)計劃工作，對于電氣系統(tǒng)等重要部分，要實行重點的檢測與維護。

3.5 建立安全管理制度

結(jié)合各種作業(yè)施工的特點，建立質(zhì)量管理體系，建立健全安全、健康、環(huán)保的管理體系，預(yù)防各種安全事故的發(fā)生。建立施工現(xiàn)場的安全隱患的排查及治理的制度，可以通過建立獎懲制度，來激發(fā)事故工作人員的積極性，及時發(fā)現(xiàn)作業(yè)施工中存在的安全隱患問題。當(dāng)然，完善施工設(shè)計的審批程序也十分重要，通過科學(xué)的分析，結(jié)合實際情況，選擇最佳的壓裂作業(yè)的設(shè)備及設(shè)施。除此之外，還需要建立監(jiān)督管理制度，比如在施工現(xiàn)場設(shè)立一名專職安全監(jiān)督人員，安全監(jiān)督人員應(yīng)當(dāng)對施工流程、專業(yè)技術(shù)掌握得更加深刻，這樣才能更好地發(fā)揮現(xiàn)場安全監(jiān)督的作用。

3.6 提高應(yīng)急處理水平

井噴以及井涌等現(xiàn)象都具有一個共同的特點，就是突發(fā)性，因此，作業(yè)現(xiàn)場的作業(yè)人員的井控事故應(yīng)急處理-水平與作業(yè)現(xiàn)場的安全事故能否得到快速有效的控制關(guān)系密切。為此，作業(yè)實施前首先要做好某油氣井可能發(fā)生的井控事故的應(yīng)急預(yù)案，同時，還要加強對施工人員的事故應(yīng)急處理演習(xí)，在平日里，要定期模擬現(xiàn)場可能出現(xiàn)的安全事故，以此來不斷的提高工作人員的應(yīng)急處理能力。力求在作業(yè)現(xiàn)場發(fā)生安全事故時，工作人員能夠做出快速、正確的反應(yīng)，將事故的影響控制到最小。

4 結(jié)語

作為我國經(jīng)濟社會發(fā)展的重要原動力之一，石油是經(jīng)濟發(fā)展不可或缺的一部分，壓裂是石油開采的一個關(guān)鍵步驟，但是在進行壓裂作業(yè)時需要運用到大量設(shè)備，而且作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，作業(yè)難度高，工作人員必須做好安全管理工作，減少石油開采過程當(dāng)中的安全隱患，才能推動我國石油行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。希望通過本文對壓裂作業(yè)的風(fēng)險分析和安全管理措施的探討，能夠提高井下作業(yè)施工的安全系數(shù)，避免發(fā)生安全環(huán)保事故。