人員接觸鉆井液職業(yè)健康風(fēng)險分析及對策

文/曹洪亮

鉆井液作為鉆井過程中的循環(huán)介質(zhì)，對于保證安全和高效地鉆井十分關(guān)鍵。在鉆井過程中，大量鉆井液會在高溫和攪動的環(huán)境下、在一個開放或半封閉空間中流動。鉆井液中含有各種化學(xué)添加劑，并且在鉆井過程中會滲入地下水、鉆屑、烴類等物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)對人員職業(yè)健康造成潛在的傷害和影響。本文通過對鉆井作業(yè)現(xiàn)場中可能造成人員暴露的現(xiàn)狀及影響因素進行分析，為預(yù)防鉆井液職業(yè)病危害，保障人員職業(yè)健康提供支持。

鉆井液的組成及危害

鉆井液的作用和組成

鉆井液在鉆井工程中的主要作用是：清除井眼產(chǎn)生的鉆屑、冷卻和潤滑鉆頭及鉆柱、控制與平衡地層壓力、形成泥餅保護井壁、提供所鉆地層的有關(guān)資料等（將地下不同深度地層的巖石碎屑帶上來，收集起來分析即可獲取不同深度地層的性質(zhì)）。

鉆井液具有連續(xù)液相，可根據(jù)鉆井條件的不同，通過加入各種液體和固體化學(xué)添加劑進行改進，從而達(dá)到所需性能的鉆井液。鉆井液可分為水基鉆井液（Water-based fluids，縮寫為WBF）和非水基鉆井液（Nonaqueous fluids，縮寫為NAF），非水基鉆井液又可細(xì)分為3 類，即I 類：高芳烴含量鉆井液；II 類：中等芳烴含量鉆井液；III 類：低/極低芳烴含量鉆井液。

在正常鉆探過程中，地層中潛在危險物質(zhì)可能會進入鉆井液，對鉆井液造成污染，常見污染物包括以下3種：

一是烴類污染物，鉆探至油氣藏地層時，地層中的烴類可能會進入鉆井液造成污染。二是非烴類氣體，地層可能含有硫化氫(HS)、一氧化碳（CO）等有害物質(zhì)；在鉆井過程，可能會出現(xiàn)一氧化碳，特別是在鉆探到煤層時。三是天然放射性物質(zhì)，天然放射性物質(zhì)是指自然界中天然放射性核素含量較高的物質(zhì)，在鉆井過程中，低比活度（LSA）放射性物質(zhì)（低比活度放射性物質(zhì)指在不考慮周圍屏蔽材料的情況下，比活度等于或低于一定限值的放射性物質(zhì)）的污染可能出現(xiàn)在大規(guī)模清洗作業(yè)或者放棄生產(chǎn)井的期間。

鉆井液對人體危害途徑

（1）皮膚接觸

鉆井液對人體最常見的健康影響就是皮膚刺激。由于鉆井液中含有石油烴和添加劑，這些都會對皮膚造成刺激，引發(fā)接觸性皮炎。

非水基鉆井液中的I 類鉆井液（高芳烴含量鉆井液）可能含有柴油。對于人體來說，長期接觸此類鉆井液會對皮膚造成長期的慢性刺激，可能會造成皮膚小范圍增厚，最終會形成疣狀贅生物，并可能轉(zhuǎn)為惡性腫瘤。

（2）吸入

鉆井液通常在高溫的開放系統(tǒng)中攪拌和循環(huán)，這會在泥漿池上方形成蒸氣、氣溶膠和/或粉塵。鉆井液的主要成分和添加劑，以及鉆井過程中混入的原油、鉆屑等物質(zhì)的氣味會導(dǎo)致人員不適。吸入鉆井液易造成的職業(yè)健康影響包括：

一是神經(jīng)毒性，鉆井液中的烴類物質(zhì)具有神經(jīng)毒性，吸入高濃度烴可能會造成頭痛、惡心、眩暈、疲勞、協(xié)調(diào)性差、注意力和記憶下降、步態(tài)異常，甚至昏迷。二是肺部影響，鉆井液中的礦物油和添加劑等成分在高溫開放的環(huán)境中，可能會產(chǎn)生氣霧或蒸氣，吸入后會造成呼吸道刺激，引起咳嗽和痰多，還可能引起炎癥或者肺部纖維化。三是致癌性，非水基鉆井液中可能會含有少量苯，鉆井液還可能被來自油藏的原油污染而產(chǎn)生苯類，而當(dāng)苯的質(zhì)量濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其職業(yè)接觸限值0.5×10時，則可能會造成急性骨髓性白血病。

（3）口腔

鉆井液與口腔接觸的可能性較小，但員工在接觸鉆井液后可能會直接進食或抽煙，因此應(yīng)注意培養(yǎng)員工養(yǎng)成良好的衛(wèi)生習(xí)慣。

（4）其他接觸途徑

除了上述3 種接觸途徑外，鉆井液還有可能與眼睛接觸，部分添加劑可能刺激眼睛。

接觸場景及職業(yè)健康風(fēng)險分析

振動篩

振動篩主要用于鉆進作業(yè)和循環(huán)作業(yè)等工序中凈化、回收鉆井液和清除有害固相顆粒（巖屑）。由于泥漿振動，振動篩機房內(nèi)的氣霧和蒸氣水平較高，員工在此處作業(yè)可能有潛在的呼吸接觸和皮膚接觸。

可能造成人員暴露的作業(yè)場景主要包括：使用烴基液體和高壓噴槍沖洗、清潔和更換篩網(wǎng)、檢查篩網(wǎng)磨損情況、取樣測量泥漿重量和漏斗粘度等。影響接觸水平的因素有：環(huán)境溫度、工作區(qū)域的空間和布置、排氣布置、鉆速、井深、井段和NAF 的運動學(xué)黏性等。

振動篩，主要用于鉆進作業(yè)和循環(huán)作業(yè)等工序中凈化、回收鉆井液和清除有害固相顆粒（巖屑）

混合漏斗

混合漏斗是將粉末物質(zhì)或液體添加劑加入到作業(yè)過程中的裝置。如果是人工手動加料，可能會產(chǎn)生粉塵或飛濺，這將導(dǎo)致人員暴露。

可能造成人員暴露的作業(yè)場景主要有：一是在鉆井液體系中加入固體粉末時潛在人員吸入或皮膚接觸粉塵；二是在鉆井液體系中加入液體化學(xué)物質(zhì)時潛在人員皮膚接觸；三是圍堵和處理廢棄包裝材料時，潛在吸入和皮膚接觸。影響接觸水平的因素有：混合料斗的設(shè)計和類型、工作區(qū)域的空間和布置、總體或局部排氣、物料的包裝類型等。

泥漿池

鉆井液的高溫和攪動會在泥漿池上方形成蒸氣、氣溶膠和/或粉塵，以及烴類和溶解的添加劑。

可能造成人員暴露的作業(yè)場景主要有：泥漿池正常使用時形成的蒸氣或氣霧；人工清洗泥坑時，可能會造成鉆井液飛濺和吸入蒸氣或氣霧；泥漿在輸送或循環(huán)時，潛在接觸受污染的表面、飛濺或吸入蒸氣氣霧的風(fēng)險。影響接觸水平的因素有：泥坑區(qū)域的設(shè)計和容量、通風(fēng)情況、周圍工作區(qū)域的空間和布置、液體溫度等。

袋裝庫

在袋裝庫儲存、裝卸和處置袋裝粉末化學(xué)添加劑或者液體添加劑時，潛在人員吸入或皮膚接觸的風(fēng)險。影響接觸水平的因素有：儲存區(qū)域的設(shè)計和類型、工作區(qū)域的空間和布置、總體通風(fēng)、包裝類型、機械化裝卸設(shè)備的設(shè)計和類型。

鉆臺

鉆臺上的人員與鉆井液和潤滑油、管外壁涂料、液壓油等物質(zhì)接觸，且以皮膚接觸為主。

可能造成人員暴露的作業(yè)場景主要有：一是管道裝卸、起下鉆等作業(yè)時，皮膚可能會接觸到受污染的表面或管道外壁的涂料，以及鉆井液或涂料飛濺致皮膚，或是吸入蒸氣或氣霧。二是在清洗作業(yè)和高壓沖洗時，由于鉆井液飛濺可能導(dǎo)致皮膚接觸，或是吸入接觸蒸氣或氣霧。影響接觸水平的因素有：管道外壁涂料的特性、鉆臺設(shè)備的自動化程度、工作區(qū)域的空間和布置、總體通風(fēng)等。

場地作業(yè)

場地作業(yè)中可能導(dǎo)致人員接觸鉆井液的場景是鉆屑裝卸和處理，接觸途徑包括皮膚接觸受到污染的表面、溢出的鉆屑等物質(zhì)飛濺、吸入或皮膚接觸蒸氣或氣霧。影響接觸水平的因素有：所用設(shè)備的設(shè)計和操作方法、鉆屑等物質(zhì)的數(shù)量和特性、工作區(qū)域的空間和布置、總體通風(fēng)和/或排氣、環(huán)境溫度等。

實驗室

鉆井作業(yè)期間，每天要對鉆井液進行多次檢測，分析的樣本則是從泥漿池或管路中獲取。在實驗室檢測期間，檢測裝置在高溫下蒸發(fā)掉液態(tài)餾分——油和水，這個過程會產(chǎn)生氣體，潛在接觸場景是皮膚接觸或者吸入。影響接觸水平的因素有：實驗室內(nèi)通風(fēng)、所用檢測設(shè)備的設(shè)計和操作方法、鉆井液的類型等。

職業(yè)健康風(fēng)險管控

排除

現(xiàn)階段，由于個人喜好或者廠家推薦的原因，有的企業(yè)現(xiàn)場存在大量的具有相同性質(zhì)和作用的化學(xué)物質(zhì)，既沒有必要，又會妨礙風(fēng)險管理工作。筆者建議在每項作業(yè)中都要盡可能排除使用多種同類化學(xué)物質(zhì)數(shù)量，以減少或避免過多接觸化學(xué)物資的環(huán)節(jié)。

替換

鉆井液造成的職業(yè)健康危害不僅與主要成分有關(guān)，而且與使用的添加劑有關(guān)。由于鉆井液最主要的影響是皮膚刺激和皮炎，而皮膚刺激可能是由于鏈烷烴和芳烴以及某些添加劑引起的。在國內(nèi)各大油田區(qū)塊鉆井作業(yè)現(xiàn)場，大量實踐案例數(shù)據(jù)已證明，通過優(yōu)化鉆井液工藝技術(shù)，使用水基鉆井液或III 類非水基鉆井液可以降低刺激，減少對員工身體的危害。例如，近年來在渤海灣大港埕海區(qū)塊鉆井液技術(shù)改進與應(yīng)用研究上，廣泛采取采用海水開路鉆進隔水、一開井段，用稠搬土漿清洗井眼，鉆完設(shè)計井深循環(huán)完畢后，打入稠搬土漿封閉全部裸眼段，保證隔水、一開套管順利下入。通過優(yōu)化海水基鉆井液工藝，大大降低了人員接觸鉆井液帶來的職業(yè)健康危害。

工程控制

工作場所的設(shè)計要滿足工程控制相互結(jié)合，減少員工在職業(yè)危險因素中的暴露。某些年代久遠(yuǎn)的鉆井作業(yè)現(xiàn)場無法容納大型通風(fēng)系統(tǒng)或先進的工藝流程，而這些卻是減少人員接觸鉆井液的工程控制手段。

近年來，鉆井作業(yè)開發(fā)了很多新技術(shù)，以解決惡劣的工作環(huán)境條件，已有多項成功案例在國內(nèi)得以應(yīng)用。如控制壓力鉆井(MPD)和欠平衡鉆井(UBD)、振動篩通風(fēng)頂棚、在密閉的鉆井液罐中使用傳感器、實時測量等。

中國石油化工勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院通過自主創(chuàng)新“油氣鉆井中鉆井液在線實時監(jiān)測技術(shù)”,研究鉆井液流變性、密度、酸堿性、離子含量的在線連續(xù)測量方法,研制出了鉆井液常規(guī)性能（流變性、密度、pH 值）、離子含量（硫、氯）的在線檢測儀器裝置；開發(fā)出了鉆井液性能在線監(jiān)測軟件系統(tǒng),發(fā)展鉆井液在線連續(xù)測量系統(tǒng)的現(xiàn)場配套和應(yīng)用技術(shù),最后形成了一套完善的鉆井液在線實時監(jiān)測技術(shù)與裝備。鉆井液在線連續(xù)測量系統(tǒng)作為近年來發(fā)展起來的一項新產(chǎn)品和技術(shù),其應(yīng)用加強了鉆井液性能的控制,減少了復(fù)雜問題的發(fā)生,大大減少了鉆井液人員的勞動強度和職業(yè)健康危害。目前已完成鉆井液在線連續(xù)測量系統(tǒng)的系列化,并在中石化、中海油等企業(yè)國內(nèi)多個地區(qū)推廣應(yīng)用162 口井,現(xiàn)場應(yīng)用的效果顯著。

管理控制

在管理控制方面，筆者建議從衛(wèi)生措施、工作時間、認(rèn)識和培訓(xùn)3 個方面進行控制改進。

（1）衛(wèi)生措施

一是衣物清洗。在鉆井作業(yè)過程中，指定專用洗衣機多次循環(huán)清洗被鉆井液和化學(xué)物質(zhì)污染的防護服，避免或減少皮膚刺激。如果反復(fù)清洗不可行，可在洗衣前把受污染的衣物浸泡在清潔劑溶液中1 ～2 h。

二是清洗設(shè)施。為了降低鉆井液對皮膚的刺激，現(xiàn)場應(yīng)配置冷熱水供應(yīng)、指甲刷和干凈毛巾等供員工清除皮膚上的臟污和污染物。

三是皮膚清潔。在皮膚受污染程度不嚴(yán)重時，用肥皂和水清洗是有效的方法。對于無法提供管道自來水的現(xiàn)場，應(yīng)提供特殊的免洗皮膚清潔液和清潔濕巾。

四是皮膚護理。建議在現(xiàn)場安裝專門的皮膚清潔劑、護膚霜或修復(fù)霜及分配器，用于員工皮膚保護、修復(fù)等，同時減少交叉感染和護理霜污染。

（2）工作時間

通過調(diào)整作業(yè)班次和倒班模式，限制與危險因素接觸的時間。

（3）認(rèn)識和培訓(xùn)

加強員工對危險物質(zhì)、潛在接觸及其健康影響的認(rèn)識至關(guān)重要，并積極做好鉆井液體系中成分和添加物的材料安全數(shù)據(jù)表，操作規(guī)程，個人勞動防護用品的選擇、保養(yǎng)和儲存，職業(yè)健康安全設(shè)備，職業(yè)病(如皮膚刺激)的上報程序，醫(yī)療急救知識等培訓(xùn)。

通過培訓(xùn)，加強員工對危險物質(zhì)、潛在接觸職業(yè)病危害因素的認(rèn)識至關(guān)重要，培訓(xùn)內(nèi)容一般應(yīng)包括：一是在員工上崗前介紹鉆井液體系中成分和添加物的材料安全數(shù)據(jù)表；二是幫助作業(yè)人員了解操作規(guī)程，個人勞動防護用品的選擇、保養(yǎng)和儲存，鉆井作業(yè)現(xiàn)場的健康安全設(shè)備，職業(yè)病(如皮膚刺激)的上報程序等相關(guān)知識；三是讓員工具有一定的醫(yī)療急救知識。

個人防護裝備

為了防止員工與化學(xué)物質(zhì)直接接觸，應(yīng)正確使用防化學(xué)物質(zhì)噴濺護目鏡、抗化學(xué)物質(zhì)滲透手套、橡膠靴、連體服等職業(yè)健康防護裝備。國內(nèi)外曾多次發(fā)生因個人防護裝備使用不規(guī)范引發(fā)的事故案例，當(dāng)前鉆井行業(yè)已普遍按照國家、行業(yè)等標(biāo)準(zhǔn)要求配備了個人防護裝備，用于保障員工在鉆井作業(yè)中的健康與安全。