川西地區叢式井老井挖潛井下作業安全管理問題探討

陳恒

中國石化西南油氣分公司石油工程監督中心（四川德陽618000）

安全作業是指作業人員在沒有安全隱患的狀態下工作的過程。老井挖潛、叢式井施工井下作業的不安全狀態包括：井下作業環境不良、作業工具安全隱患、井場設施安全風險[1]。如果不能及時識別和消除作業現場安全隱患，不僅影響生產進度、作業質量等，更直接威脅著現場作業人員的人身安全。開展叢式井站內修井作業、挖潛試氣等井下作業風險分析，對提高井下作業的安全管理具有十分重要的意義。

1 川西地區井下作業安全現狀

根據中國石油天然氣行業標準SY 5727—2014《井下作業安全規程》中井場布置要求，修井機設備應正對井口擺放，地基堅實；值班房、工具房、發電房距井口及儲液罐不應小于30 m，防噴器遠程控制臺應面對修井機側前方25 m以外擺放，井場的防火距應符合相應要求[2]。川西地區居民密集，采用叢式井站，老井挖潛作業條件與行業安全標準執行存在較大差異。老井挖潛作業通常是在叢式井輸氣站或集氣站內進行，油氣井站緊鄰周邊居民區或建筑物，井場布置狹窄作業空間無法擴展，設備進場及吊裝擺放安全距離不足。老井挖潛井下作業與周邊鄰井輸氣同步進行，敲擊安裝設備導致采氣站或集氣站里防火防爆距離達不到規范要求。另外井場基礎差，修井機設備安裝就位困難，方井狹窄無法按規范安裝井控設備。壓裂作業采氣樹井口承壓能力降低，壓裂高壓管線離輸氣管網安全距離不足。

2 場站內井下作業風險分析

2.1 井場布置安全距離不足

在叢式井站或集氣站內進行老井挖潛井下作業，受井站內原有輸氣工藝流程影響，作業區域空間十分有限，存在作業設備進場吊裝、擺放就位安全距離不足等問題，在實施起吊和放置設備作業過程中，因指揮視線遮擋易造成作業人員的人身傷害。因油氣井站內作業場地狹窄及油氣井站內現有設施布局限制，修井機與井控設備等設備之間的距離、擺放位置都達不到規范要求，增大了現場施工作業安全風險。修井機臨近輸氣井口（圖1），與分離器、加熱爐等輸氣生產設備安全距離不足，有碰撞周邊輸氣井口引發火災爆炸的風險。壓裂管線離輸氣管網安全距離不足（圖2），存在高壓管線刺漏引發天然氣泄漏的風險。

圖1 修井機臨近生產井采氣樹

圖2 壓裂高壓管線緊靠輸氣管網

2.2 井口設備安裝不規范

采氣樹井口地距負值高，防噴器必須進入方井安裝，方井尺寸過小無法按規范安裝防噴器及手動鎖緊裝置（圖3），無法對防噴器進行手動鎖緊操作，不能滿足井控設備安裝及使用要求。由于井口地距負值高導致采油樹位置過低，固定采油樹支撐架角度位置過低（圖4），壓裂期間存在震動導致采油樹連接處刺漏，帶來極大的安全隱患。挖潛老井采氣樹經過長時間的油氣生產，套管、油管頭和采油樹腐蝕磨損承壓能力降低，井口裝置不能滿足長時間壓裂施工，加砂壓裂過程中有破裂刺漏風險。

圖3 無法安裝防噴器手動鎖緊裝置

圖4 壓裂期間無法有效固定采油樹

2.3 修井機安裝固定存在隱患

因叢式井場修井機地基不易加固，修井機底座需靠近井口安裝，井架支腿處應力集中，油管立柱擺放處應力集中，基礎集中承力的區域易發生坍塌、深陷，造成井架倒塌的重大安全事故。由于叢式井場作業區間小，受場地其他設備限制，不能按規范要求對角對稱張拉，從而降低了井架的穩定性。特別是井站內兩口井同步進行井下作業時，固定繃繩無法全部在場內安裝，井架繃繩部分在場外固定，存在極大的安全隱患。

3 井下作業風險的安全管理

3.1 井場布局的安全管理

油氣井站內井下作業安全距離不能滿足設計、規范的要求，應按《中國石化石油與天然氣井井控管理規定》要求執行，在已開發油氣區進行試油氣與井下作業時，井口安全距離若未達到標準要求，應有油田企業主管部門進行安全評價、環境評估，并按評估意見處置[3]。而針對油氣井站內安全距離不足帶來的安全隱患，設備運輸、吊裝時同井場內鄰井暫停生產，井場內鄰井井口、輸氣流程及管網采用防護欄進行隔離。

3.2 井控設備的安全管理

針對老井方井尺寸不滿足安裝標準要求，井控設備無法安裝防噴器手動鎖緊桿，可以采用鉸鏈方式進行單閘板防噴器手動鎖緊，并針對裝置的操作程序進行演練。另外，也可以使用液壓式鎖緊的防噴器，保證多個防噴器組合正常工作。

3.3 壓裂作業的安全管理

針對采氣樹井口承壓級別降低，可以用測井儀檢測套管狀況確定井筒試壓值，壓裂施工限壓在套管抗內壓強度值范圍內，采氣樹頂部加裝壓裂注入頭減少高壓流體對采氣樹的直接沖擊[4]。油氣管網暴露在高壓管線內，壓裂管線兩側安裝隔離擋板（圖5），保護高壓管線附近輸氣管網及其他設備安全。3.4修井機安裝的安全管理

圖5 高壓管線采用擋板保護

針對修井機底座及鉆臺基礎承力集中的情況，可以采用鋪設高強度鉆桿排來解決，如圖6所示，鉆桿排墊底座可以大幅度提高基礎受力強度。針對2支以上隊伍同步作業時，提前協調各作業區域內設備擺放、安裝的安全位置及安全距離，滿足雙方的安全作業空間要求，制定專項的應急措施并加強演練[5]。

圖6 采用鉆桿排墊修井機底座

4 結論及建議

1）叢式井作業設備吊裝時，建議鄰井暫停生產，并采用高強度防護欄將采氣樹、輸氣管網進行隔離。

2）采用鉸鏈式鎖緊或液壓式鎖緊防噴器，可以解決在方井地面下閘板手動鎖緊桿無法安裝的問題。

3）壓裂高壓管線兩側安裝隔離擋板，可以有效保護兩側輸氣管線及作業人員安全。

4）修井機底座應力集中處鋪設鉆桿排，可以提高基礎受力強度增加井架穩定性。

通過多方位分析井站內井下作業風險產生的原因，對作業安全進行系統評價，提出了現場安全管理的對策，為繼續開展油氣井站內井下作業安全控制管理的專項研究提供借鑒。