| （1、青海油田井下作业公司青海茫崖817500） （2、青海油田监督监理公司甘肃敦煌736202） 摘要:随着青海油田开发的进一步深入，油水井压裂作为主 要增产、稳产的措施得到广泛应用。但是青海油田压裂施工起步 晚，技术低于国内外其他油田，整体管理水平不高，专业技术人员 缺乏、设备更新慢。施工中存在的风险和应对措施还有待进一步 提高，通过近年来不断外出培训借鉴管理经验，消化吸收本行业 的先进方法，结合高原油田自身特点，总结出高原油水井压裂施 工普遍风险和应对措施。 关键词:高原油田；压裂；风险识别；应对措施 前言 压裂是利用高压泵车组，将具有一定粘度的液体高速注入地 层，形成裂缝，在注入的液体中加入支撑剂，以支撑缝面，起到疏 通油层的作用。压裂施工作为油田高危行业的典型，单车设备价 值高，压裂成本大。油水井压裂在带来高效开发的同时伴随着高 风险，具有造成人员伤亡以及巨大经济损失的潜在风险。青海油 田地处柴达木盆地，海拔在2600-3000 米之间，由于所处地理位 置特殊，最高油井海拔达到3200 多米。高原压裂施工与其他油 田存在地域差别，没有现成经验可借鉴，存在的风险比同行业风 险更大。如何加强对高原压裂施工的风险识别和采取相应的措 施显得更为重要。本文就高原压裂施工的前期准备，施工中存在 的风险作简要论述，并提出相应的措施。通过不断摸索总结形成 具有高原压裂施工应急管理的特色。 一、压裂施工前期准备工作的风险及应对措施 1.压裂车组交通风险及应对措施 青海油田油、水井分布在柴达木盆地不同区域，总面积达25 万平方千米。压裂施工地处盆地内沙漠、丘陵地带，海拔高、路况 差，风沙大自然环境恶劣。压裂车组前往施工地点大多为简易公 路，交通事故是压裂施工前期准备的潜在风险之一。 根据油田所处地理位置，通过对压裂车组在青海油田道路行 驶中存在的安全隐患进行分析，提出了相应的应对措施： ①路况差出现砂窝及砂梁，地处高原沙漠路基疏松，造成车 辆行走困难，简易公路路面窄，路基承重差。措施：正确判断行驶 路面的状况，不熟悉的路段上行驶，延着原先的车印子走，没有车 印的地方，下车观察清楚路面后再行驶，清理路面沙窝，用砂石填 埋硬化路面。 ②道路弯度大压裂车车身较长无法通过。措施：对道路进行 铺垫，减小道路弯度。 ③道路坡度大压裂车自重达到30 多吨，靠自身动力无法到 达井场。措施：对于坡度大的道路用挖掘机等设备牵引。 ④压裂车路上抛锚，阻碍交通。措施：定期对压裂车组进行 维护保养，归检小组定期对车组进行归检，查出问题及时解决，长 途车进行试车。 ⑤压裂车发生交通事故，在路面行驶有可能发生撞车、撞人 及翻车等交通事故。措施：行驶车辆编队行驶，严格控制车速，保 持车距，复杂路段慢速通过 ⑥由于压裂车超高，有可能对低空悬挂线路、标志进行碰 挂。措施：施工前踏勘道路，确定行走路线，避让影响通行的电线 等空中障碍物 ⑦高原含氧量不足，易造成疲劳驾驶；空气稀薄，风沙大。措 施：驾驶人员充分休息保持体力，不疲劳驾驶；定期检查更换空气 滤芯。 2.压裂车组井场摆放的风险及应对措施 （1）由于压裂施工现场人员多、设备密集，现场管理难度大。 设备在施工中可能出现刺、漏、井口高压等危险因素，部分井场受 地理条件的限制，道路及井场达不到施工压裂作业占地面积的要 求，遇到险情设备、人员不能迅速撤离现场。车辆距离井口过近， 压裂仪表车、其他辅助车辆和仪器距离高压区的距离较近，在施 工中存在巨大风险。 （2）井场摆放各种车辆和压裂罐，造成现场施工人员视野受 到限制，部分井场未能留出车辆安全通道。井场安全标示不完 整，一旦发生事故，很难迅速逃生和得到及时救援，易升级为恶性 事故。 （3）为减小井场以及道路的不规范带来的风险，要求施工井 场一般达到长50 宽50 米，井场基本平坦无杂物，便于施工人员现 场操作。各种车辆摆放便于施工，遇到紧急情况便于迅速整改和 疏散，施工井场布置符合压裂安全要求，配备专用消防和救护设 施，施工时安排现场监护。 3.压裂管汇连接及井口装置的风险及应对措施 （1）施工时压力高、排量大。井口试压超过90Mpa,排量最高 超过8m3/min，管汇、井口试压不合格或施工超过设计限压。 （2）地处高原橡胶件容易干裂老化，密封处出现刺、漏。由壬 未充分紧固或垫子坏；管汇老化出现爆管。 （3）井口螺丝未充分紧固；升高短节丝扣损坏；钢圈或钢圈槽 损坏。 （4）升高短节、井口采油树及附件在高压时可能出现刺、漏等 失控情况。 （5）根据套管头井口装置以及管汇在施工中所带来的风险， 定期对高低压管汇进行检测，对不合格的予以更换。流程连接合 理便于施工和及时处理管汇刺、漏，在确定压裂施工井位前，对井 筒以及升高短节进行试压。采油树附件使用前保证试压合格，安 装时密封件耐压符合要求，螺栓紧固平齐。采油树的选型耐压大 于施工压力，专业人员现场服务，出现泄漏先放压再紧固处理。 二、压裂施工过程的风险及应对措施 油水井压裂施工现场，主要工序有：循环→试压→试挤→压 裂→加砂→替挤→扩散压力。在施工过程中，存在的风险较多， 具体见表2。 表2压裂风险列表 1.高原压裂施工的风险及应对措施 高原压裂施工前充分考虑海拔高、空气稀薄增加了设备符合 的实际情况，施工人员反应及操作相对迟缓，相同功率的设备施 工能力降低。根据多年的施工经验证明，海拔每上升1000 米压 裂车功率下降10%。以1400 型压裂车为例，单车最大理论排量达 到1.05m3/min，如果8 台压裂泵车同时工作最大理论排量达到 8.40m3/min，单车压力在25.76Mpa 以内档位在7 档时，实际最 大排量0.735m3/min，如果8 台压裂泵车同时工作最大实际排量 达到5.880m3/min（实际数据根据现场施工推论而得）。单车压 力在103.4Mpa 以内档位在1 档时，最大理论排量达到0.33m3/ min，如果8 台压裂泵车同时工作，最大理论排量达到2.64m3/ min，实际最大排量1.848m3/min（压力72.38Mpa）。所以实际 施工时根据需要，增加压裂车和备用车数量，迅速提高排量保证 压裂的效果和成功率。 以2014 年4 月26 日施工的坪1-2-2 井为例。此次施工最高 压力84MPa，最大排量6.5m3/min，总液量846.80m3，净液量 777.80m3,共加砂69m3,平均砂比12.60%，在压裂中，根据该井的 压裂设计和实际施工的需要，启动了备用压裂设备，保证了排量 的迅速提高，同比相同区块，此次施工砂比最高，施工非常成功。 施工曲线如下图1 2.不同压裂井的施工风险及应对措施 压裂作业施工，尤其是老井、重复压裂井、大型酸化压裂，工 序复杂，极易造成井身结构破坏、管线爆裂，发生卡钻、砂堵油管、 管柱断脱、井下工具出现异常等工程事故，极易引发井喷事故和 物体打击事故。如果压裂失控、压裂管柱破裂或者井口、管线泄 漏，极易发生压裂液、有毒有害气体和原油的泄露，污染大气层和 地表层，造成重大地面污染事故。 3.压裂施工中出现异常情况的风险及应对措施 施工时严格按照设计和安全交底操作，试压达到设计要求， 出现异常根据预案以及现场监督要求调整参数。施工中随着压 力的变化准确判断出地层是否压开，及时调整排量、压力参数。 并且参照同区域及地层以往施工经验，制定施工工艺应急措施。 压裂施工风险以及应对措施： ①试压时。存在井口刺漏、管线刺漏风险。若井口螺丝未紧 固、升高短节丝扣损坏、钢圈或钢圈槽损坏，会发生井口刺漏，造 成井喷、污染、伤人。措施：应检查丝扣完好，螺丝紧固，试压合格 方可施工。若由壬未砸紧或垫子坏、管线损坏，会发生管线刺漏， 造成伤人、污染，措施：施工前检查由壬连接处装好垫子并砸紧。 ②开关闸门时。若采油树各部分试压不合格，会造成采油树 闸门伤人，伤人、井喷。措施：施工前作业队一定要保证采油树合 格。 ③计量时。会因为罐面滑造成计量人员不慎滑落。措施：冬 季计量时计量人员应注意安全，做好防滑工作。 ④施工时。存在高压伤害、砂堵、火灾、毒气中毒、井喷等风 险。首先，高压伤害的风险。若管线、井口不合格或超过设计限 压，会发生高压伤害，造成人员伤亡。措施：应检查井口装置是否 合格，保证管线连接合格，施工中不允许超过设计限压。其次，砂 堵风险。主要由于压力猛然提升，紧急停泵而造成砂堵，或者施 工中某设备出现故障停泵，压力排量降低，砂粒下沉，造成砂堵。 措施：做好设备的检修工作，出现问题应立即整改，保证设备的正 常运行。第三，火灾风险。由于油气泄漏遇火源，动用明火等会 发生火灾。措施：隔离火源，抢救物资，紧急疏散，组织抢险队进 行抢险。第四，毒气中毒风险。在施工中出现H2S 泄漏，而无监 测和保护措施，会造成毒气中毒，人员伤亡。措施：备有医疗救护 药品，穿戴好防护用品。第五，井喷风险。若压力超过设计限压， 压力起降回升快，采油树不合格等会发生井喷，造成人员伤亡设 备损坏。措施：及时进行救护，抢救人员及设备，减少环境污染。 三、结论和建议 1.提高人员素质、规范操作规程、标准现场管理 员工是油井压裂作业的主体，严格压裂作业从业人员的选择 任用和培训，规范操作流程，使其能够按规定上岗操作，减少人为 失误，降低因不安全行为引起的事故。压裂前召开安全会议，并 进行技术交底，保证所有的现场人员都明确压裂施工程序，明确 安全逃生路线和集合点。达不到安全标准的井场坚决不能作业。 施工现场除压裂队伍外，还有来自建设方、设计方、作业队等 不同单位，施工前对现场人数进行统计，明确现场负责人，统一负 责安全管理。现场人员都应清楚自己在压裂施工中的职责和在 应急情况下的处理措施。在实施压裂过程中，暂无施工任务的人 员应到指定集合点待命，压裂过程中，要严格按照操作规程的要 求进行，高、低压管汇吊装、压裂车并入管汇、砂罐车倒车等重点 工序，必须由专人指挥方能进行，提高操作的准确性及可靠性，有 效避免人员伤亡事故的发生。减少人失误的可能性抓井控制度 以及操作规程在岗位落实。 2.加强高原压裂的风险识别，不断完善应急预案 结合高原含氧量低，人员以及设备完成相等工作量负荷增大 等特点，应该从压裂设计源头的应急管理，到不同井型、不同区 域、不同海拔进行风险评估和识别，根据压裂风险级别进行区别 管理。 依据国家有关规定和标准以及高海拔的实际情况，针对压裂 前期准备过程复杂，现场施工中人员多、设备密集、受地理条件限 制施工现场逃生困难等特点。制定和完善应急预案。努力降低 事故造成的人身伤亡、财产损失和环境污染。做到科学有效的计 划和安排应急救援措施。确保高效、简捷、实用的应急处置，定期 对应急预案进行修订和评审，保证生产安全的需要。 3.逐步建立高原压裂应急管理特色 施工单位应根据高原施工人员生理特点，以及设备随着海拔 的升高出现负荷变化，建立并不断完善压裂作业配套的应急预 案，强化应急演练的真实性，提高现场处理事故的应急技术，做到 每次施工前进行应急演练。主要对管汇刺、漏、爆管，以及井口附 件遇高压开裂等事故，熟悉逃生路线。通过应急演练来减少事故 发生带来的损失。 青海油田压裂队伍属于大队制管理，应逐步建立大队常用应 急物资和装备设施的储备，二级单位建立应急物资储备库，储备 呼吸器、氧气袋等设备，出现险情做到物资共享快速送达。同时， 应建立可靠的通信联络与警报系统，加强与兄弟应急救援机构的 信息沟通和交流，确保在应急状况下，及时得到救助，避免大的人 员伤亡和财产损失。为适应压裂施工队伍不断增加的现状，逐步 建立五级应急体系（岗位、大队、公司、油田、地方），做到及时发现 险情，快速处置危险。各级抢险队伍和资源实行联动，明确责任 相互配合。 通过不断的实践和总结，结合油田高原油水井压裂施工的特 点，加深了压裂施工的风险识别，提出针对性强的高原油水井压 裂应急处置方法。逐步降低压裂施工带来的风险。在工作中加 强压裂技术力量，培养专业技术人才，把压裂作为应急管理体系 的重要部分。用规范的操作，精准的现场施工和指挥，来保证施 工的顺利进行，减少施工风险。不断完善应急演练的策划和现场 实施，提高现场应急反应速度和应对能力。提炼出具有高原特色 压裂的应急管理和快速应急处置的理论用于实践。高效应对可 能出现的险情，为高原油田油水井的压裂提供安全保障。 参考文献： ［1］王德胜.现代油藏压裂酸化开采新技术实用手册[M].北 京：理论版，2009. ［2］丁云宏.难动用储量开发压裂酸化技术[M].石油工业出版 社,2005. ［3］刘景凯等.石油石化员工应急读本[M].石油工业出版社, 2011. |
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