完井作业安全讲义

第十三章完井作业安全为了保证海洋石油作业的安全，国家制定了《海洋石油作业安全法规》。在海上完井作业中必须遵守国家制定的相关安全法规及各项有针对性的安全要求，树立安全第一的思想，在安全的前提下高效地进行海上完井作业。第一节完井作业安全措施一、高压油气井井作业措施1．高压油气井完井作业安全准则l）安全是设计、施工和操作的基本点。2）严格执行国家海洋石油作业有关的各项安全法规。3）在设计和作业中，必须实行对产层保护的平衡压井技术，有效地控制井喷和井漏，采用平衡压井。4）完井设计时，作业者应取地质部门提供的地层压力高值。5）高压油气层井内发生溢流或有井喷预兆时，司钻有权立即关井，完井总监根据测得的实际地层压力，有权确定压井液密度和处理方案，防止井下情况进一步恶化。6）作业中作业者必须安排有关人员做好各种与井筒压力有关的监测工作。2．高压油气井完井作业安全要求1）使用任何海上石油完井装置，必须按照《中国海洋石油作业办公室安全管理规定》的要求组织施工。2）开始作业前（至少20天），要求地质部门应向工程部门提供正规的完井地质设计。3）作业者应根据油气井条件和海域条件选用适当的井口装置、防喷器组及监测控制系统。所选用的防喷系统的额定工作压力的80％不能低干预计的最高地层压力，使用的井下工具应与油气井压力相匹配。4）作业者在作业前10天内，应向承包商提供完井工程设计书，并进行技术交底。5）作业者在开始作业前，应向承包商签定承包服务合同协议书，并要求承包商提供下列有效证书的副本：①海上移动式钻井船（或采油平台）安全证书。②国际船舶载重线证书。③国际防止污油证书。④吨位证书。⑤起重机检查薄。⑥拖航批准书。⑦作业许可证。⑧主要设备的近期检验报告。⑨主要管理和操作人员的岗位证书。6）拖航前，作业者应对钻井／采油平台的设备和安全设施按规定要求进行检验，不合格者不能开始作业。7）所有参与海上作业的人员应持有安全培训合格证书。作业者的完井监督人员及承包商的管理、操作人员应经过井控专门培训并持有井控操作合格证。8）所有参与作业的设备和人员应按协议规定进行保险。9）作业前组织有关人员对钻井平台（或采油平台）进行一次全面的安全检查。3．高压油气井完井作业安全注意事项1）严格执行完井作业安全规定（在后面叙述）。2）按有关消防规定进行防喷演习。3）每次完井作业期间进行一次弃船演习，如海况条件允许将救生艇放下水。4）应加强井喷预兆的监测，发现气侵或井涌预兆时应及时报告当班司钻和完井监督，采取有效措施，避免井喷事故的发生。5）完井作业监督应在现场负责每天24小时的值班制，对井下情况应了如指掌，确保技术安全稳妥，行之有效。6）气测人员应严守岗位，随时监测井下情况的变化，发现异常情况应及时向当班司钻和完井监督报告。7）设备总监应每天按正常程序检查防喷系统，并将检查结果报告完井监督。8）钻台上应备有专用的方钻杆主阀和防喷单流阀及其他配套接头，以便在起下钻发生井涌时使用。9）随时检查井口压力、流量的变化，特别是泥浆性能的变化，特殊作业期间的异常情况，及其他有疑问的情况。10）决定能够起钻的前提是进出口完井液的密度达到平衡，井口无溢流，切不可贸然起钻，增加处理的复杂性。11）严格控制起下钻速度，特别是在油气层井段和小套管井段，防止抽吸或压漏地层。12）应严格按井控安全措施和操作程序施工，做好应急处理的准备。13）如果油气井失控，应立即切断电源，组织警戒，灭绝火种。14）压井时应注意以下几点：①开始压井前，尽量将管柱下深。②控制压井液密度，过大或过小会导致井漏或压井失败，合理的压井密度应稍大于井底压的当量压井液密度。③控制合理泵速进行压井。二、完井作业的安全规定l）井控工作是高压井作业安全的最重要环节之一，必须做好如下工作：①现场应根据完井设计要求进行施工，采用合理的完井管柱和井下工具，采用合理的完井液，使完井液能和地层岩性相配。②每次防喷器组与套管头联结以后，要按试压程序进行防喷器组及控制设备的压力与功能试验，未合格前不得进行下步作业。③钻开油气层水泥塞前或射孔前，作业者应组织有关人员对钻井平台进行一次全面的安全检查，并进行消防、逃生演习。④钻开油气层水泥塞或射孔前，作业者应在平台上储备足够的完井液加重材料，做好防喷压井的准备工作。⑤钻开油气层水泥塞前通过管柱循环通道和阻流管汇分别作一次低泵速试验，取得压井的有关数据并记录在压井计划表上。2）钻井／采油平台上的设备或设施危及人员生命或影响作业安全时，应立即停止使用并立即整改。对于各类石油钻井的专用设备和设施，应按相应的安全规程操作和维护，确保安全运转和使用。3）防火、防爆。①平台按危险程度严格划分出安全区与危险区并有明显标志。②如要明火作业需经上一级消防部门审批动火申请书。③不得在井口区、油罐区、压力容器及油气管线等危险区域安置可能引起火灾或爆炸的电源、电器。④油气井测试时，点火应尽量安排在白天进行。⑤一旦发生井喷，应立即报告公司应急中心，通知港务监督并发布航行通知，以免携带火种或未采取防爆措施的船只进入井喷警戒海区。4）对于在含有硫化氢的地区进行完井作业，作业者应考虑采用防硫化氢套管、油管、井口装置、集输系统和操作人员的防护措施，防止硫化氢的腐蚀和人员中毒。三、边生产边完井作业安全措施在海上油田完井作业中，由于条件限制，或为了进行强采，往往先期完井的井先投人生产。一部分井仍在进行完井作业，有时也有完一井，投产一口，这样就存在着边生产边完井作业的安全问题，其主要安全措施如下：1．完善的安全领导小组为了加强安全管理工作需由完井监督、平台经理、安全监督、消防监督、井队长等人员组成严密的安全领导小组，通过平台安全领导小组把平台上各项工作协调起来，特别在某一项工作可能会直接影响另一项工作时，联系协调显得尤为重要。2．防火措施1）完井作业期间，井口区应用木板或帆布封起来，以防东西掉下伤人和引起火花。2）完井作业期间，井口区保持通风良好，并2小时测定一次天然气浓度。3）需在生活区及特定安全区以外的任何地方动火，事先向消防监督报告，经批准后方可进行。凡在现场动火，必须注意风向，清除周围的油垃圾和可燃物体，并准备适当的灭火器材。4）钻井／采油平台井口区应装备可燃气体报警装置。5）完井井口区要配备干粉灭火器等应急消防设备、钻井船和采油平台要随时保持无线电通讯联系。6）完井及钻井人员去采油平台工作时要穿戴防静电工作服。7）采油平台废气排除口，要高于钻井船就位后机房顶3m。8）钻井平台在进行以下作业时，事先通知采油平台采取相应措施。①拆装井口作业。②井口、钻台及其附近区域动火。③电测及射孔作业。④处理井下复杂情况或井涌、井漏。⑤作业时放压、放气前。⑥调正井架。⑦试油作业放喷燃烧。9）万一发生井喷、火灾等重大事故，完井监督应立即通知采油平台，采油平台应立即采取必要的安全措施。10）采油平台上的火炬要不间断燃烧，以防天然气漂浮在钻井船上。11）采油平台放废气或动用明火时，事先通知钻井船。12）完井作业期间，每天必须收取天气预报，对恶劣天气采取必要措施。13）消防艇和值班船必须坚守岗位。3．防爆措施1）对一切可燃油气的容器、管线，每班检查一次，严禁油气泄露事故的发生。2）对可能泄露可燃气体的区域，每小时进行一次可燃气体浓度监测。3）除吸烟室外，其它场所一律禁止吸烟。4）经常检查有关电器设备的接地线，使其保持良好，防止静电发生。5）非作业井套压放空时应注意风向，不能使天然气集积在平台区域。4．防喷措施1）坚持起钻灌钻井液制度。2）控制起钻速度，井下有大直径的工具时，防止抽吸效应诱发井喷。3）采用合适的完井液密度。4）连续监测完井液中的可燃气体含量。5）定期组织防喷演习。6）保持井控系统的所有设备性能良好，运转正常。7）若发现井涌，应关井控制井口，并将井涌情况通知采油平台。井控作业由完井监督指挥，在井控过程中应经常打开除气器，各类消防人员应立即进入消防应急状态。5．钻井／采油平台应急部署l）钻井／采油平台对各种紧急情况的规定，在完井作业期间仍然有效。2）在发生危急情况下，安全领导小组组长应立即通知采油平台，迅速关断油井及井下、地面安全阀。然后，钻井／采油平台各自分头进行抢险。3）发生危急情况时，安全监督应立即通知陆地安全环保部门，采取相应措施进行救援。四、含有硫化氢（H2S）气体的完井作业安全措施1）在完井作业中必须严格遵守能源部海洋石油作业安全办公室颁发的《海洋石油作业硫化氢防护安全要求》的规定，作业现场安装防硫化氢装置，人员配备防护用具及医疗器械，选用相应的防硫设备和材料，进行人员培训，编制防硫化氢应急计划。在应急计划中注明人员分工、安全区划分、安全作业要领和程序，平台示警方式，报警装置检查，人员撤离以及向上级报告程序等问题。并应将防硫化氢应急计划送应急指挥中心审查。2）应急指挥中心接到现场报答后进入应急工作状态，并立即做出反应。3）按平台需要调集物资、材料和设备。4）调集医务人员和医疗器材。5）调集车辆、船舶、直升飞机待命。6）根据需要派出工程技术人员和其它援助力量到现场。7）在完井作业过程发现硫化氢气体，应根据情况采取调整完井液PH值大于10，增加完井液密度使液柱压力大于地层压力，当无法避免硫化氢进入循环流程中时应选用抗硫材质和设备，或内壁涂防硫化氢涂层，注缓蚀剂，加除硫剂等措施。8）完井作业中如硫化氢浓度不超过0.001mg／m3时，作业人员应站立在平台的上风头位置，如果无风天气应使用大马力电风扇朝作业人员所站相反方向吹风，作业人员戴防硫面具。9）完井作业中先对该井用硫化氢气体探测器在钻台进行探测，确定钻台上空气中所含H2S气体浓度。10）在工作人员的工作服上缀带安培瓶型探测仪，当安培瓶的醋酸铅变为棕黑色时，表示H2S浓度已较大，颜色愈深，浓度就愈大，应尽快组织人员撤离工作现场。11）工作人员在现场可随身携带COMPUR4100气体探测仪，如果H2S超过一定浓度，探测仪发生器就会发出警报，工作人员应立即离开工作现场。12）硫化氢气体中毒程度可分为：①硫化氢轻度中毒：浓度小于200mg／m3。②硫化氢中度中毒：浓度200～300mg／m3。③硫化氢重度中毒：浓度在700mg／m3。浓度在1000mg／m3以上者可引起“电击样”中毒。表13-1-1为H2S在空气中的浓度及其对人造成的生理影响。13）当发生井喷，硫化氢泄露且浓度极高无法控制，已对作业人员生命造成极大威胁的情况时，完井总监督有权下达人员撤离平台的命令，并且及时向上级汇报现场情况。表13-1-1H2S对人体的生理影响在空气中的浓度生理影响体积，％0.000013体积，10－60.13一般在0.1310×10－6时有明显的难闻味，到4.510×10－6时十分明显，当浓度增加时，嗅觉钝化，靠气味不再能发觉H2S气体0.00220（OSHA）标准中规定允许和可接受的最高浓度0.00550（OSHA）标准中规定上述最高浓度又没有测量时，当每小时的工作接触时间最长10min时的最高允许浓度0.01100咳嗽、刺激眼睛3～5min以后失去嗅觉在15～30min以后出现呼吸间隔，眼,刺痛以后昏睡等现象，1小时后喉部感到刺激，长时间轻接触后上述症状加剧0.02200很快丧失嗅,觉，眼睛和咽喉烧灼0.05500眩晕，丧失平衡与轻推理功能，几分钟后出现呼吸问题，受害者需要及时进行人工呼吸0.07700很快丧失知觉，如不及时抢救会停止呼吸导致死亡，需要进行人工呼吸0.11000很快丧失知觉，除非及时抢救并进行人复苏处理，可造成死亡或永久性脑损伤五、起下钻作业事故的预防措施起下钻是完井、作业中的一个重要组成部分，也是事故的多发环节。要认真做好作业事故的预防。1）清洗井场，把与起下钻无关的工具清理出井场，冲洗干净，铺上防滑材料。2）检查吊卡、卡瓦尺寸是否合适，开关是否灵活到位，牙板是否需更换、清洗等。3）责成承包者检查其它起下钻具用具，如大绳、锚链、钳尾绳、刹车、死活绳头是否可靠。4）在喇叭口处需加合适的刮泥器。5）在起下钻的任何时候都不应该猛提猛放钻具。6）管柱在下至尾管挂顶部1柱左右的位置缓慢下放，密