石油天然气开采危险源分析与评价

石油天然气开采危险源分析与评价

3 石油天然气开采风险分析

3.1 石油天然气开采风险辩识

钻井是高风险的行业，在整个钻井作业活动中，都可能潜在对健康、安全与环境危害的影响因素。分辨并识别出钻井作业中潜在的HSE风险与危害的影响因素，是有效控制和削减钻井过程中给健康、安全与环境带来的危害及影响的重要基础。 3.1.1 石油天然气开采风险识别的特征

由于钻井作业的特殊性，在识别钻井活动过程中存在的对健康、安全与环境的危害时应掌握有以下主要特征。

1.差异性

根据钻井工艺的特点，钻井作业大致分为钻前、钻井和完井施工活动几个阶段。不同施工阶段以及采用不同的钻井工艺对健康、安全与环境的影响不同，存在的危害和风险因素不同。此外，因钻井作业场所的流动性，不同地域（如海上和陆地钻井）的环境、气候条件不同，其危害和风险的影响因素也不尽相同。

2.严重性

因人为操作或工艺措施不当以及设备处于不安全运行状态等诸多因素所导致的事故造成的危害极大，如井控失效可能造成井毁人亡的恶性事故，产生的后果甚至是灾难性的。

3.多样性

钻井活动中不仅存在常规的着火、爆炸、电击、运输事故、有害材料、化学试剂、工作环境（如滑倒、噪声、振动）等对健康、安全与环境的危害因素，而且还存在设备伤害（如水压和气压、旋转机械）、污水和钻井液以及硫化氢等对健康、安全与环境的影响，其危害是多种多样的。

4.时间性

钻井活动中造成的对健康、安全与环境的危害有的是突发性的，影响时间较短暂，而有的影响时间较长（如噪声危害贯穿整个钻井活动过程），而有的影响则可能是永久性的（如钻井中井漏造成的对地下水源的污染）。

5.隐蔽性

钻井安全事故的发生受人为因素、设备状况因素、施工作业措施因素以及外界等

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因素的影响，并且存在诸多不确定的影响因素，有较强的隐蔽性。其危害和影响的发生及程度有时难以预料。

6.变化性

钻井作业中的风险具有多边性，往往会因措施或处理不当，可能会由一般事故升级为严重事故甚至恶性事故。如钻井过程中发生井漏，若同时存在高压层，处理井漏措施不当，就可能因井漏液柱压力降低而发生井喷或井喷失控事故。从而由一般事故演变成严重事故甚至恶性事故[4]。

3.1.2 石油天然气开采HSE风险因素的识别方法

根据钻井作业地区环境调查结果和钻井作业活动中易发生事故环节以及日常管理经验，从人的行为、物理状态、环境因素等方面进行分析、对钻井作业项目的全过程进行风险因素识别。可采用危险点源分级挂牌、危害程度分级挂图、环境监测、关联图等定性方法和定量方法进行风险识别。

钻井作业HSE风险识别，通常可采用关联图分析法，它是通过一种假设方法用图表示危害如何产生及如何导致一系列后果危险分析法。如图3―1所示，将顶级事件（指不希望发生的事故，如井喷、高空坠落等）用圆圈表示，并置于关联图中心。

图3–1 关联图

1.隐患识别

在顶级事件确定后，应对引起顶级事件的原因进行分析。如钻井作业中地层有碳氢化合物溢出，引起井喷失控，分析时应尽可能从人的行为、设备故障、地层条件等方面找出原因。图3―2为井喷失控的隐患识别树状图。

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图3–2 隐患识别树状图

2.事故识别

引起顶级事件发生的原因除一次原因外，还可能有失效事件因素。这种事件因素在顶级事件发生的各种途径中，是预防顶级事件发生的制约因素，但由于失效而引起顶级事件的发生。所以应将这些原因分析出来，加入到关联图中，用黑长方形表示，构成一个完整的顶级事件发生原因树状图（参见图3―3）。

3.屏障设置

在对顶级事件及原因进行分析后，应采取相应的措施限制和预防顶级事件的发生，即设置屏障，削减和控制风险。在屏障设置树状图中，用黑长方形表示设置的屏障（参见图3―4），通常屏障包括安全教育、安全管理、应急计划、员工培训和硬件措施等[1]。

3.1.3 石油天然气开采及相关作业的主要风险

钻井作业过程中，存在相关承包方的技术服务作业，产生的HSE风险会影响整个全局。因此，在进行风险识别时，不但要识别出共同风险，也要识别出相关作业风险。

1. 共同作业风险

（1）井喷及井喷失控可能造成地层碳氢化合物的溢出；

（2）火灾及爆炸：地层碳氢化合物的溢出，特别是轻质油、硫化氢等可燃（剧 毒）气体溢出，汽油及柴油、润滑油、机油等泄漏造成火灾爆炸危险事故；

（3）营房火灾；

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起钻时抽汲 地层中的碳 循环发生漏失 氢化合物 钻井液相对密度不足 地点：井场 钻井中未料到高压层 事件：失控 参考地震资料 钻井突变显 关井 压井 进行钻井设计 示高压地层 地震解释 参照起钻 不准确 抽汲分析 地质师能力 钻井设计 起钻时未适时 不准确 灌注钻井液 地质师能力 固井作业 司钻没有发 现钻进突变 （钻具放空） 司钻能力 钻井液录井 人员交叉检查 图3–3 事故识别树状图

（4）电气火灾；

（5）现场易燃纤维或其他物品着火； （6）高空作业人员坠落；

（7）高空物品坠落（如大钩、游动滑车、天车、井架及井架附件、二层台附件）； （8）起吊重物坠落；

（9）人员施工操作（如操作大钳）过程中造成物体打击危险； （10）机械伤害； （11）触电伤害； （12）食物中毒； （13）化学品中毒； （14）硫化氢中毒；

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