深海石油勘探全面安全管理技術探討

摘 要：隨著全球對能源需求的增加，海洋石油勘探，特別是深海石油勘探快速發展，投資不斷增長。為獲取深海石油勘探的高效益，需圍繞深海石油勘探的安全技術、深海石油勘探項目的資產管理和設備完整性管理三方面加強深海石油勘探項目管理。在復雜的海洋環境下，深海石油勘探的安全技術管理主要涉及機電安全技術、安全防爆技術、特種設備安全技術以及危險化學技術管理。深海石油勘探鉆井設備管理不但需要先進的維修技術，還迫切需要先進的管理方法，深海石油勘探設備的完整性管理重點是確保設備的經濟可靠運行。

關鍵詞：深海石油勘探；安全技術；資產管理；完整性管理

中圖分類號：P624.8 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）21-0130-02

1 背景概述

隨著陸地石油開采峰值已過和海上石油勘探技術的不斷完善，為彌補石油供需缺口，世界石油生產中心將從陸地轉移至海洋、淺海轉移至深海。據相關統計，全球陸架區含油氣盆地面積達1 500萬km2，海洋石油地質儲量為1 450億 t。

深海石油勘探是一個系統性工程，包括物探、鉆井和試油等作業過程、船舶、海上鉆井平臺及大功率的海洋鉆機等設施。相比陸地石油勘探，深海石油勘探還面臨復雜的海洋地理環境，作業過程受海流、海浪、潮汐、海冰、熱帶氣旋等海況因素影響，同時，其還具有作業空間狹小、勘探裝備復雜且科技含量高、作業人員素質要求高以及海上應急特殊需要等特點。

基于上述因素、特點等影響，深海石油勘探屬于高風險行業。因此，為保證深海石油勘探正常順利進行，使深海石油勘探人員的作業行為受控、深海石油勘探設備運行狀態受控和深海石油勘探的危險源受控，本文從深海石油勘探的安全技術、資產管理和設備完整性管理3個方面進行了分析探討。

2 安全技術—深海石油勘探的保護屏障

海洋石油工業作為公認的高風險行業之一，其惡劣的海洋地理環境和密集的危險因素影響著人員逃生和事故救援。深海石油勘探，首先需通過地球物理勘探初步圈定石油儲存的地層位置、范圍和深度，然后借助鉆井鉆入數千米的地層，通過地質錄井、取心和試油等綜合手段驗證石油的儲存深度和儲存量。其作業過程，如圖1所示。

根據圖1可知，深海石油勘探鉆井是勘探的關鍵作業環節，其作業技術含量高、作業裝備復雜、作業難度大、作業風險高，尤其是海上勘探鉆井平臺空間有限，設備布置緊湊，稍有疏忽，會因一些小的事故導致嚴重后果，甚者引發連鎖事故。因此，深海石油勘探鉆井的安全技術措施是深海石油勘探的保護屏障。

2.1 深海石油勘探鉆井平臺的安全防爆技術

在復雜的海洋腐蝕環境中，具有腐蝕性的海水不斷蒸發，同時受海上強烈日照的影響，水分從內部滲透加速腐蝕過程，易導致防爆電氣設備的老化與銹蝕，致使絕緣失效、電氣短路等安全問題。在平臺電氣設備絕緣電阻下降的情況下，加劇了電氣設備漏電的可能性，導致勘探鉆井作業環節產生火花，并導致火災和爆炸事故。

對于上述問題，石油勘探鉆井平臺電氣設備的選用必須適應海上潮濕和高腐蝕性的特點，平臺所用的電纜、電線、繞組等絕緣材料應滿足受高溫、耐潮濕、抗煙霧及防霉菌等性能要求。對于電氣設備的金屬構件，應采取的措施：①除銹保養，防止水分的滲透，減小電氣設備金屬表面的狹縫和增加表面的緊固性；②刷漆防腐保養，在電氣設備的金屬構件表面涂裝保護膜。李焰等人的研究表明：鋅鋁合金鍍層在海水中表現出優越的抗腐蝕性能，因此，平臺電氣設備的金屬構件表面可以涂裝鋅鋁合金鍍層。

2.2 深海石油勘探鉆井平臺的機電安全技術

由于深海石油勘探鉆井作業的特殊環境，隨著自動化程度不斷提高的機電設備和本質安全型電氣設備投入運行，對作業使用的電氣設備有著更嚴格的要求，加強機電安全防護刻不容緩。

機電設備的安全防護技術措施應遵循選用合適的設計結構、盡可能的規避風險或危險以及限制作業人員進入危險區等途徑。應將機電設備的使用和維修作為機電安全防護的關鍵點。由于石油勘探鉆井作業不斷引進新技術、新設備和新工藝，必須加強機電技術人員培養，提高其素質。機電設備維修作業屬于不同于正常操作的特殊作業，需要移開安全防護裝置或安全保險裝置暫時失去保護作用。為保證維修作業的安全，應在控制系統中設置維修模式；基于檢查和維修的視角，在結構設計上考慮內部零件的可接近性，配備專用的檢查、維修工具或裝置等。

2.3 深海石油勘探鉆井平臺的特種設備安全技術

深海石油勘探鉆平臺需用到吊機、行車、鏟車、鍋爐、壓力容器等特種設備，有的設備使用和操作還需要起重工、電工、電焊工等特殊工種。因此，需對各種類型的特種設備采取針對性的安全技術措施，如起重設備必須加強鋼絲繩的日常維護保養和例行檢查；鍋爐定期進行外部檢驗、內部檢驗與水壓試驗等；壓力容器要防止出現“跑、冒、漏”的泄露現象，須加強維護和定期校驗安全閥和壓力表等。

2.4 深海石油勘探鉆井平臺的危險化學品安全技術

在海洋石油鉆井平臺中，設備數量多，操作工序繁雜。危險化學品如電氣焊使用的氧氣乙炔、防噴器控制系統和泥漿泵中使用的氮氣、試油點火使用的液化石油氣等壓縮氣體和液化氣體等隨處可見，危險化學品的安全技術不容忽視。

危險化學品的風險取決于自身的化學性質，即燃燒、爆炸、腐蝕、毒性。危險化學品的安全防護設計應遵循《危險化學品安全管理條例》，采取必要的技術措施，保護作業人員在狹小的石油勘探鉆井平臺上免受危險化學品的危害。

3 深海石油勘探資產管理

隨著科學技術的進步，深海石油勘探設備更加系統化、自動化、技術密集化、智能化，設備的組成變得繁雜，功能更加強大，在惡劣的海洋環境中設備的使用與管理也變得更加復雜。由于石油勘探設備的自動化與智能化程度持續提高，使得設備使用變得簡單，致使設備操作人員人數逐漸減少，然而設備維修的技術含量卻不斷攀升，使得維修人員逐漸增加。從“一減一增”的人數變化可以看出，深海石油勘探鉆井設備管理的內容變得更加豐富，不但需要先進的維修技術，還迫切需要先進的管理方法。

3.1 先進的維修管理思想

杜邦公司研究認為：設備維修對企業效益有著重要的影響，設備維修費用是企業最大單項可控費用。因此，在企業設備規模逐漸擴大和企業成本逐年增長的情況下，許多企業在保證設備可靠運轉的狀態下有意識地控制設備維修費用成為降低成本的關鍵。

眾所周知，深海石油勘探是一項復雜的系統工程，涵蓋設計、進度、質量、安全及資源等各方面工作，又涉及多部門和多工種的交叉作業內容，因此如何有效地組織深海石油勘探設備的維修工作，需深海石油勘探方對原有的維修方式進行精益化改進，采用先進的維修管理思想，在資產的全壽命周期選用預測性維修、預防性維修、以可靠性為中心的維修以及全員生產維修。

3.2 先進的管理方法

深海石油勘探的效果與效益取決于勘探管理水平。將先進的管理方法應用于深海石油勘探項目，可以增加石油勘探項目的管理控制，有效提升勘探各環節的運作效率，確保勘探作業依法依規有序開展，使深海石油勘探方獲取高效益。

深海石油勘探項目包含許多作業環節，如物探、鉆井、錄井、試油等，其中最為重要的作業是物探和鉆探2個環節。對眾多作業環節的關鍵和管理控制進行分析，可以得出深海石油勘探項目管理是深海石油勘探系統工程重要的組織保證。采用以勘探項目為核心的管理體系，圍繞勘探項目配置人力、財力資源。項目部直接負責勘探工作的論證、設計、實施等過程，對項目質量、進度、成本進行有效控制。同時深海石油勘探涉及物探、鉆井、錄井、測井等多專業，涵蓋計劃、財務、招投標、法律等環節，因此，必須加強石油勘探項目管理培訓，培養一批復合型的項目管理人員。另外還必須建立和完善深海石油勘探工程監督，公開選擇承包商以及利用先進的管理軟件進行項目管理等先進方法。

4 深海石油勘探設備完整性管理

設備完整性管理包含關鍵設備的識別和分類、檢驗試驗與預防性維護、設備異常管理、品質保證、作業程序文件化以及培訓6個要素。深海石油勘探是一項風險性投資工程，在惡劣的海洋環境下，石油勘探必須擁有一套完整的工程裝備系統，包括勘探鉆采工程裝備系統和勘探鉆采工程裝備配套系統[8]。

為克服海洋中洶涌澎湃的海水，勘探鉆采工程裝備系統主要是海洋石油勘探用鉆井平臺（船）。鑒于深海石油勘探的風險性和不確定性，該類型平臺需具有經濟可靠的運行性。勘探鉆采工程裝備配套系統包含勘探作業所需的海洋測井、錄井、試油、供應和維修等輔助裝備和動力與電力、生活所需和安全救援等通用設備。

5 結 語

為保證深海石油勘探項目取得良好的效益，從3個方面論述了深海石油勘探全面安全管理技術。在復雜多變的海洋環境中，深海石油勘探作業的危險性大大高于陸地石油勘探。在狹小的石油勘探鉆井平臺上，勘探作業面臨多工序、多工種、交叉作業等環節，因此，石油勘探的安全技術管理涉及機電安全、安全防爆安全、特種設備安全與危險化學品安全。深海石油勘探屬于高風險投資，需從維修成本控制和創新勘探項目管理體系2個方面著手，建立適應的資產管理方法。同時，要確保勘探鉆采工程裝備系統和勘探鉆采工程裝備配套系統的經濟可靠運行，強化深海石油勘探設備的完整性管理。

參考文獻：

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