油气探井安全评价技术应用研究

论文摘要

油气钻井工程是一个多工种、多工序、立体交叉、连续作业的系统工程,也是隐蔽性很强的地下工程。这些工艺特点,决定了在油气钻井作业,尤其是各油气圈闭(区块)第一口探井作业施工过程中,隐藏着多种不安全因素,若不切实防范,容易发生各类事故,将可能会给作业人员的人身安全带来危险,也可能会给企业和国家的财产造成巨大的损失。国内复杂地层油气井主要分布在西部探区和南方海相油气探区,这些探区资源丰富、前景广阔,是实现油气资源战略接替的重点开展区域。中石化、中石油等国内石油天然气公司部分探勘区域具有高压、高产、高含硫的特征,其中有些区域如川东北是实现国家油气资源战略接替的重点区域,十分重要但勘探程度低。加之自然环境恶劣,喷、卡、漏、塌、硬、毒等复杂情况相对集中,大大增加了探井施工的难度和风险,井喷事故仍时有发生,严重制约着油气勘探开发步伐。本论文以已有的行业安全评价、企业HSE管理风险评价等的理论研究成果为基础,研究油气探井安全评价的技术应用。针对陆地油气探井作业系统、工程的特点,尤其是钻井施工过程中的钻进和完井、测试等的危险、危害因素和可能发生的钻井事故以及对周边公众环境造成的危害,以系统安全工程和安全评价为理论基础,将油气探井作业危险性分为事故的易发性和后果严重程度两个部分,采用基于模糊理论,并通过专家评判法确定定性定量化的指标和指标的权重,加权合成多层次多体系评价指标的评价结果,以构建最终的油气探井安全评价量化风险评估系统,并结合对西南地区部分探井的评估实际应用,验证了探井风险评估系统的可行性和实用性,提出油气探井作业施工相应的安全技术对策措施和安全管理对策措施。通过应用研究表明,本油气探井安全评价技术可应用于油气探井作业的安全评估,以满足企业油气探井作业安全管理的需要。本论文提出的油气探井风险评估系统是对油气探井作业施工安全管理的一个初步理论研究,在一定程度上,为油气探井安全评价的应用提供了新的技术方法,也为油气勘探开发的安全管理提供了理论科学依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 油气探井钻井工程风险评估技术现状和存在的问题
• 1.3 课题的主要研究内容和技术路线
• 1.3.1 课题主要的研究内容
• 1.3.2 课题研究的技术路线
• 第二章 石油天然气钻井工程安全技术现状研究
• 2.1 钻井工艺及流程
• 2.1.1 钻前准备
• 2.1.2 钻进
• 2.1.3 固井和完井
• 2.1.4 其他作业
• 2.2 钻井工程危险、有害因素分析
• 2.2.1 钻井工程主要危险物质及特性
• 2.2.2 钻井施工主要危险、危害因素分析
• 2.2.3 环境条件对钻井施工的影响
• 2.3 胜利油田主要油气勘探开发区块及特点
• 2.3.1 胜采油区
• 2.3.2 东辛油区
• 2.3.3 孤东油区
• 2.3.4 孤岛油田
• 2.3.5 桩西油区
• 2.3.6 现河油区
• 2.3.7 临盘油区
• 2.3.8 河口油区
• 2.3.9 纯梁油区
• 2.4 中石化高压、高产、高含硫区块分布情况及地质特点
• 2.4.1 川东北地区
• 2.4.2 塔里木盆地
• 2.4.3 准噶尔盆地
• 2.4.4 滇黔桂地区
• 2.5 典型高压、高产、高含硫探区钻井工程技术现状研究
• 2.5.1 井身结构设计
• 2.5.2 井控技术
• 2.5.3 喷、漏、卡、塌的预防和处理技术
• 2.5.4 套管防磨技术
• 2.5.5 复杂地层钻井液技术
• 2、H₂S腐蚀技术'>2.5.6 防C0₂、H₂S腐蚀技术
• 2.6 本章小结
• 第三章 安全评价理论及应用
• 3.1 事故致因理论
• 3.1.1 事故频发倾向论
• 3.1.2 事故因果连锁论
• 3.2 安全评价理论和方法
• 3.2.1 安全评价的目的
• 3.2.2 安全评价的原理
• 3.2.3 安全评价的内容
• 3.2.4 安全评价的程序
• 3.2.5 安全评价的分类
• 3.2.6 安全评价方法
• 3.3 钻井工程风险评估中风险概念和安全评价理论的应用
• 3.3.1 应用系统安全工程原理和方法实施油气探井钻井工程风险评估
• 3.3.2 风险概念的应用
• 3.3.3 事故致因理论的体现
• 3.3.4 适用于油气探井钻井工程风险评估的定性、定量评价方法
• 3.4 本章小结
• 第四章 油气探井钻井工程风险评估系统的基本设想
• 4.1 油气探井钻井工程风险评估内容和范围
• 4.1.1 油气探井钻井工程风险评估的过程
• 4.1.2 钻井工程风险评估的主要内容
• 4.2 建立油气探井钻井工程风险评估系统的初步设想
• 4.2.1 探井钻井工程风险评估系统应实现的目标
• 4.2.2 钻井工程风险评估系统应具有的性质和特点
• 4.2.3 钻井工程风险评估系统的形式
• 4.3 建立钻井工程风险评估系统的原则
• 4.3.1 系统性原则
• 4.3.2 简明科学性原则
• 4.3.3 充分利用指标信息的原则
• 4.3.4 稳定可比性原则
• 4.3.5 针对性原则
• 4.3.6 灵活可操作性原则
• 4.4 建立钻井工程风险评估系统的基本模型
• 4.4.1 风险评估系统的基本模型
• 4.4.2 风险评估系统的构成
• 4.5 钻井工程风险评估系统模型构建的思路
• 4.5.1 风险评估系统指数体系的构建
• 4.5.2 风险评估系统评分体系的构建
• 4.6 本章小结
• 第五章 油气探井钻井工程风险评估系统指数体系的构建
• 5.1 钻井工程风险评估模型指数体系的构建
• 5.2 钻井工程风险评估指数体系各分支体系的构建
• 5.2.1 固有风险指数G
• 5.2.2 事故易发性风险指数Y
• 5.2.3 后果严重度系数S
• 5.3 钻井工程风险评估系统指数体系的确立
• 5.4 本章小结
• 第六章 油气探井钻井工程风险评估系统评分体系的构建
• 6.1 固有风险指数G
• 6.1.1 地质指数G1
• 6.1.2 流体指数G2
• 6.1.3 环境指数G3
• 6.2 事故易发性指数Y
• 6.2.1 设计指数Y1
• 6.2.2 设备指数Y2
• 6.2.3 管理指数Y3
• 6.3 后果严重度系数S
• 6.3.1 影响范围S1
• 6.3.2 人员分布S2
• 6.3.3 监测和应急能力S3
• 6.4 相对风险分值R
• 6.5 钻井工程风险分级标准
• 6.6 本章小结
• 第七章 油气探井风险评估方法应用实例
• 7.1 清溪1 井钻井工程
• 7.1.1 清溪1 井天然气控制性溢流事件
• 7.1.2 清溪1 井基本情况
• 7.1.3 相对风险评估
• 7.2 新清溪1 井钻井工程
• 7.2.1 新清溪1 井基本情况
• 7.2.2 相对风险评估
• 7.3 建深1 井钻井工程
• 7.3.1 建深1 井基本情况
• 7.3.2 相对风险评估
• 7.4 阆中1 井钻井工程
• 7.4.1 阆中1 井基本情况
• 7.4.2 相对风险评估
• 7.5 风险评估系统的其他应用
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢