摘要：石油钻井工程具有生产工序复杂、多工种交叉作业、地质条件变化大、直接作业环节多等特点，施工危险性大，是一个安全管理上的高风险行业。通过各级安全管理部门的不断努力，钻井施工人身事故得到了有效控制，但是安全管理问题中人的不安全行为、物的不安全状态以及管理缺陷仍然存在。因此，文章分析了石油钻井工程安全管理中的安全风险问题，并提出相应的控制措施，以进一步提升钻井生产过程的安全管理水平，最大限度减少安全事故的发生。

　　关键词：钻井工程；安全风险；安全管理

　　0引言

　　随着石油勘探开发领域的不断扩大，石油钻井工程由常规钻井向“三高”井、页岩油-页岩气井、大位移水平井和山前构造深井、超深井等高难度钻井领域转移，钻井安全风险等级、管控难度和技术要求也随之大幅度提高。钻井安全风险主要分为井控风险、特殊作业风险(包括动火作业、受限空间作业、高处作业、吊装作业、临时用电作业、动土作业等)[1]。加强风险因素辨识，对石油钻井工程实施精细管理、升级管理、创新管理、科学管理，进而迈向安全文化管理，树立“隐患就是事故”的安全理念[2]。

　　1石油钻井工程安全风险因素辨识

　　石油钻井工程是一项系统工程，其安全风险因素众多，采用五要素法进行归类，安全风险集中在人、机、料、法、环五大要素。“人”包括管理、操作等，“机”包括机器、设备等，“料”包括材料、物资等，“法”包括钻井工程设计、工艺、标准、规范、规章等，“环”包括地下油气层、地表生态、气候条件、工作环境等[1]。

　　1.1安全管理制度不完善

　　当前我国石油钻井工程安全技术取得了非常大的进展，取到了社会效益，但安全管理制度仍需进一步完善，以实现安全生产目标。虽然石油行业安全管理制度体系已经建立，但石油钻井生产行业涉及到多个工作和领域，在新时代下必须进一步完善安全管理制度。此外，加强事故应急管理、制定安全事故应急预案，做到发生安全事故后人人会应急，最大程度避免财产损失与人员伤亡。

　　1.2设备配套及物料准备不到位

　　石油钻井工程生产中所使用的设备、工具等辅助生产用具对安全生产具有重要作用。例如，在溢流发生时，若井控设备的安装、调试保养、试压不合格，会导致井眼失控而发生井喷，甚至引发火灾、爆炸等安全事故，带来巨大损失；应急救援物资若准备不足，发生井下复杂情况如溢流时，无法第一时间采取技术措施处理，可能导致安全事故发生；在吊装作业中，吊车、绳索、吊钩等配件是否完好直接影响吊装作业的安全。

　　1.3工程设计、应急预案等缺乏科学性

　　若对所钻地层缺少准确认识，石油钻井设计中的井身结构、钻井液密度、钻井液体系、封井器压力级别等无法达到所钻地层的要求。井控措施缺少针对性、预见性、可操作性，应急预案缺少针对性、科学性、完整性、可操作性，技术标准、操作规范未及时修订等，都给钻井工程带来安全风险。

　　1.4施工地下地质情况、地面施工条件多变

　　若对地质情况认识不清、地层压力判断不准、地下流体性质判断不准，会导致卡层不准确，是预案不足带来的钻井风险。由于石油钻井工程的特点为生产工序复杂、昼夜连续施工、多工种交叉作业、地质条件变化大、直接作业环节多等，导致施工危险性大，生产的任何一个环节出现问题，都可能导致连锁反应，发生严重的生产安全事故。

　　2石油钻井工程安全管理对策

　　2.1钻井风险案例库构建

　　以油田数据中心、EPBP数据为基础，梳理统计井喷(涌)井漏数据、录井仪异常数据、井史资料以及钻井事故记录等数据，建立钻井风险案例库，案例库包含井涌、井喷、井漏、钻具失效、钻头异常、卡钻、硫化氢异常、二氧化碳异常、油气水侵、盐膏侵等。案例库以多源异构数据为源头，经过数据整理后，以结构化形式在数据库中存储，案例中重点考虑地质、工程两大因素。地质因素包括区域、构造断层、地层压力、地层温度、岩石岩性、岩石物性、含油性等；工程因素包括钻头尺寸、钻头型号、钻井液性能、井段、工况(正常钻进、起下钻、空井)等。建立所有探井的钻井参数档案，根据相似性(距离、地层、岩性等)建立关联关系，针对目标井提供较为准确的组合参数(地质设计、工程设计)，并根据风险事故案例库，提供钻前事故风险提醒。

　　2.2应用基于多参数组合的钻井异常判断技术

　　建立钻井偏离设计预警和工程风险预警评估模型，风险预警分为钻进提示、风险事故提示。钻进提示在即将进入下一个地层、目的层、靶点位置时进行提示；风险事故提示是在可能发生故障的层位提前进行风险预警，提示易发生风险事故的层位、深度，并提示邻井的事故处理情况。通过建立单参数模型，使用各类参数(井下气体、泥浆密度、钻头尺寸、地层压力等)建立单参数预警模型；通过建立组合参数模型，对风险异常使用多参数特征进行组合判断，以井涌事故为例，如表1所示。在钻井设计阶段、钻井钻探过程中，结合风险案例库以及地质设计，对设计井在开钻前进行宏观风险预警，风险预警存在于接近目的层、靶点、膏盐层、泥岩层、高压层、断层裂缝、邻井发生事故井深、硫化氢含量层以及钻入特殊岩性(如火成岩)时按照正常钻速与地层厚度是否需要更换钻头等。此外，由于采集设备、网络传输等原因，实时数据经常出现断传现象，严重影响预警判断，因此建立了数据断传的判断逻辑。

　　2.3建立工程风险预警管控应用

　　2.3.1多井对比监控

　　为进行钻井进度的控制对比，基于井身结构，研制多井集成展示对比功能，可标注各井的实时动态、钻井事件、设计层位、设计目的层等，并与单井井身结构串联查询，方便用户了解钻进详情。

　　2.3.2多井复杂情况分析

　　钻井进度展示(随钻)：以横轴为钻时、纵轴为井深，绘制钻井进度折线图曲线，并通过多井集成展示的方式，帮助用户快速了解钻井进度。

　　钻井事件分析(钻后)：在钻进曲线中按照深度和时间标注钻井事件、工况等，绘制对象包括正钻井及其邻井，可以帮助钻井监督人员对区域地质情况、邻井钻井事件进行分析统计，以减少钻井事故的发生，提高钻井效率。

　　2.3.3单井随钻信息集成

　　钻前根据钻井地质设计报告中参考井、邻井钻井事件发生的层位、深度以及原因，对探井钻遇风险进行预测和实时分析，在相应层位和深度段标注，并在钻遇前提示；随钻依据风险预警模型，对数据偏离设计、风险异常进行预警提示；钻后将钻井过程中发生的井漏、井涌、卡钻等事件按照发生的层位和深度在井身结构中实时标注，并通过卡片对其发生原因、过程、解决方案集成展示。

　　2.4建立石油工程管控智能化平台

　　由于石油工程业务数量多、链条长、范围广、地域跨度大，采用传统的人工监督方式进行管控的难度大，需要通过信息化手段辅助实现全流程监控、全业务覆盖，从而满足一体化管控要求，提高安全监管能力。根据管控需求，采取“数据+平台+应用”的方式进行建设，形成研究、设计、管理、建设、监督、施工等单位均可使用的基于PCS的石油工程管控智能化平台，实现“在线实时监控、异常事前预警、工程量化评估、远程协同指挥、智能辅助决策”，助力打造油田高效产能建设新模式。平台将工程现场可视化呈现，以数字、曲线、图形、图像等方式直观呈现工程现场动态及统计情况；通过数据质量在线监测，对工程现场采集数据进行在线自动监测，提高数据采集质量；通过多参数异常预警，综合判断现场异常，并提出处置参考方案；通过辅助优化决策模块，实时分析施工工况，多井对比提出钻头选型、钻具结构、钻井参数、压裂方式等优化方案；在工程管控方面，实现业务流程管理、远程验收、监督管理、施工队伍业绩考核。

　　2.4.1完善石油工程管控智能化平台功能模块

　　根据需要设置探井在线、设计在线、运行管控、远程监督、动态监测、监测回放、异常预报警、综合分析、大数据分析、个人工作台、知识库、信息查询等功能模块。

　　2.4.2优化运行流程

　　在监督任务管理方面，依托智能化平台，进一步优化工作流程、提高工作质效。监督任务通过线上分派，监督管控通过探井在线、设计在线编制监督指导书。监督指导书对施工工序进行解析，建立工序组件库，再配合各业务领域的管控标准，形成组件管控标准库，通过组建插拔方式生成完整施工工序，并在此基础上生成监督指导书，既可下派监督工作任务，又可作为现场监督工作的指南。通过监督指导书下派监督工作任务，监督操作、记录、考核可形成闭环。监督执行过程中，通过实施动态监测关注施工过程，并进行施工阶段分析，对异常工况、异常数据、偏离设计等进行异常预报警，管理人员核查后，对确认的工况异常进行异常分析并提出管理对策。

　　2.5施工企业全面加强安全管理

　　落实危险作业安全许可制度。对特殊作业(包括动火作业、受限空间作业、高处作业、吊装作业、临时用电作业、动土作业等)应按照“管业务必须管安全”“风险管控最有利”和“谁签字谁负责、谁审批谁负责”的原则实施作业许可管理，进行现场风险辨识，并落实好监护人职责。

　　现场监督和远程监督相结合。强化钻井现场的安全生产监管，严格进行安全检查。由于钻井生产具有工作地点分散，工作战线较长，遍布胜利东西部油区和外部市场，工作环境多样，多为海上、沙漠、戈壁、高原等特点。利用石油工程智能监督平台开展远程监督，同时建立违章行为数据库，对违章行为进行智能识别，做到监督全覆盖、无死角，并推动监督机制方法创新，激发监督活力，提升监督效能，突破监督瓶颈，以高质量监督服务勘探开发生产。

　　3结语

　　在石油钻井工程安全管理过程中，施工企业应建立健全安全生产管理制度并认真执行，监督管理单位要通过信息化手段、石油工程管控智能化平台对施工单位进行全覆盖、全时段监督管理，多头发力、多措并举，实现石油钻井工程项目安全施工。

参考文献：

　　[1]高思敏.钻井井控安全的风险因素与技术对策[J].矿山工程,2022,10(1):10-20.

　　[2]王志滨.浅谈石油天然气管道安全管理问题及对策[J].化工管理,2014(6):50.