川西地区丛式井老井挖潜井下作业安全管理问题探讨

陈恒

中国石化西南油气分公司石油工程监督中心（四川德阳618000）

安全作业是指作业人员在没有安全隐患的状态下工作的过程。老井挖潜、丛式井施工井下作业的不安全状态包括：井下作业环境不良、作业工具安全隐患、井场设施安全风险[1]。如果不能及时识别和消除作业现场安全隐患，不仅影响生产进度、作业质量等，更直接威胁着现场作业人员的人身安全。开展丛式井站内修井作业、挖潜试气等井下作业风险分析，对提高井下作业的安全管理具有十分重要的意义。

1 川西地区井下作业安全现状

根据中国石油天然气行业标准SY 5727—2014《井下作业安全规程》中井场布置要求，修井机设备应正对井口摆放，地基坚实；值班房、工具房、发电房距井口及储液罐不应小于30 m，防喷器远程控制台应面对修井机侧前方25 m以外摆放，井场的防火距应符合相应要求[2]。川西地区居民密集，采用丛式井站，老井挖潜作业条件与行业安全标准执行存在较大差异。老井挖潜作业通常是在丛式井输气站或集气站内进行，油气井站紧邻周边居民区或建筑物，井场布置狭窄作业空间无法扩展，设备进场及吊装摆放安全距离不足。老井挖潜井下作业与周边邻井输气同步进行，敲击安装设备导致采气站或集气站里防火防爆距离达不到规范要求。另外井场基础差，修井机设备安装就位困难，方井狭窄无法按规范安装井控设备。压裂作业采气树井口承压能力降低，压裂高压管线离输气管网安全距离不足。

2 场站内井下作业风险分析

2.1 井场布置安全距离不足

在丛式井站或集气站内进行老井挖潜井下作业，受井站内原有输气工艺流程影响，作业区域空间十分有限，存在作业设备进场吊装、摆放就位安全距离不足等问题，在实施起吊和放置设备作业过程中，因指挥视线遮挡易造成作业人员的人身伤害。因油气井站内作业场地狭窄及油气井站内现有设施布局限制，修井机与井控设备等设备之间的距离、摆放位置都达不到规范要求，增大了现场施工作业安全风险。修井机临近输气井口（图1），与分离器、加热炉等输气生产设备安全距离不足，有碰撞周边输气井口引发火灾爆炸的风险。压裂管线离输气管网安全距离不足（图2），存在高压管线刺漏引发天然气泄漏的风险。

图1 修井机临近生产井采气树

图2 压裂高压管线紧靠输气管网

2.2 井口设备安装不规范

采气树井口地距负值高，防喷器必须进入方井安装，方井尺寸过小无法按规范安装防喷器及手动锁紧装置（图3），无法对防喷器进行手动锁紧操作，不能满足井控设备安装及使用要求。由于井口地距负值高导致采油树位置过低，固定采油树支撑架角度位置过低（图4），压裂期间存在震动导致采油树连接处刺漏，带来极大的安全隐患。挖潜老井采气树经过长时间的油气生产，套管、油管头和采油树腐蚀磨损承压能力降低，井口装置不能满足长时间压裂施工，加砂压裂过程中有破裂刺漏风险。

图3 无法安装防喷器手动锁紧装置

图4 压裂期间无法有效固定采油树

2.3 修井机安装固定存在隐患

因丛式井场修井机地基不易加固，修井机底座需靠近井口安装，井架支腿处应力集中，油管立柱摆放处应力集中，基础集中承力的区域易发生坍塌、深陷，造成井架倒塌的重大安全事故。由于丛式井场作业区间小，受场地其他设备限制，不能按规范要求对角对称张拉，从而降低了井架的稳定性。特别是井站内两口井同步进行井下作业时，固定绷绳无法全部在场内安装，井架绷绳部分在场外固定，存在极大的安全隐患。

3 井下作业风险的安全管理

3.1 井场布局的安全管理

油气井站内井下作业安全距离不能满足设计、规范的要求，应按《中国石化石油与天然气井井控管理规定》要求执行，在已开发油气区进行试油气与井下作业时，井口安全距离若未达到标准要求，应有油田企业主管部门进行安全评价、环境评估，并按评估意见处置[3]。而针对油气井站内安全距离不足带来的安全隐患，设备运输、吊装时同井场内邻井暂停生产，井场内邻井井口、输气流程及管网采用防护栏进行隔离。

3.2 井控设备的安全管理

针对老井方井尺寸不满足安装标准要求，井控设备无法安装防喷器手动锁紧杆，可以采用铰链方式进行单闸板防喷器手动锁紧，并针对装置的操作程序进行演练。另外，也可以使用液压式锁紧的防喷器，保证多个防喷器组合正常工作。

3.3 压裂作业的安全管理

针对采气树井口承压级别降低，可以用测井仪检测套管状况确定井筒试压值，压裂施工限压在套管抗内压强度值范围内，采气树顶部加装压裂注入头减少高压流体对采气树的直接冲击[4]。油气管网暴露在高压管线内，压裂管线两侧安装隔离挡板（图5），保护高压管线附近输气管网及其他设备安全。3.4修井机安装的安全管理

图5 高压管线采用挡板保护

针对修井机底座及钻台基础承力集中的情况，可以采用铺设高强度钻杆排来解决，如图6所示，钻杆排垫底座可以大幅度提高基础受力强度。针对2支以上队伍同步作业时，提前协调各作业区域内设备摆放、安装的安全位置及安全距离，满足双方的安全作业空间要求，制定专项的应急措施并加强演练[5]。

图6 采用钻杆排垫修井机底座

4 结论及建议

1）丛式井作业设备吊装时，建议邻井暂停生产，并采用高强度防护栏将采气树、输气管网进行隔离。

2）采用铰链式锁紧或液压式锁紧防喷器，可以解决在方井地面下闸板手动锁紧杆无法安装的问题。

3）压裂高压管线两侧安装隔离挡板，可以有效保护两侧输气管线及作业人员安全。

4）修井机底座应力集中处铺设钻杆排，可以提高基础受力强度增加井架稳定性。

通过多方位分析井站内井下作业风险产生的原因，对作业安全进行系统评价，提出了现场安全管理的对策，为继续开展油气井站内井下作业安全控制管理的专项研究提供借鉴。