【摘要】：針對含硫氣井開發(fā)過程中井筒完整性失效風(fēng)險,建立了含硫氣井風(fēng)險評價模型。采用Bow-tie模型將井筒完整性的失效形式分為水力屏障失效、實體屏障失效和操作管理屏障失效3個方面,確定了含硫氣井井筒完整性失效的28個風(fēng)險因素;基于層次分析法定量確定了各風(fēng)險因素的權(quán)重,通過風(fēng)險矩陣法評估了風(fēng)險因素發(fā)生的可能性與嚴(yán)重程度,實現(xiàn)了對井筒完整性風(fēng)險等級的劃分。將以上方法對某含硫氣井進(jìn)行了應(yīng)用,確定了該井的風(fēng)險等級及主要風(fēng)險因素。研究結(jié)果表明:建立的風(fēng)險評價模型能夠?qū)驓饩餐暾赃M(jìn)行評價,確定風(fēng)險等級。該方法的應(yīng)用有助于降低含硫氣井的事故風(fēng)險,可為含硫氣井完整性現(xiàn)場管理提供參考。
【圖文】：

的井筒完整性風(fēng)險評價研究還較少。以下針對含硫氣井的特殊性，考慮H2S等酸性氣體對井筒完整性的影響，采用風(fēng)險矩陣方法結(jié)合層次分析法，建立含硫氣井井筒完整性風(fēng)險評價模型，用以確定井筒完整性風(fēng)險等級及主要風(fēng)險因素。1井筒完整性風(fēng)險評價模型采用Bow－tie模型將井筒完整性失效形式分為3個方面，得到井筒完整性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而利用風(fēng)險矩陣方法對風(fēng)險因素進(jìn)行評價，得到風(fēng)險因素的風(fēng)險值，同時建立層次分析結(jié)構(gòu)，得到各影響因素的權(quán)重值，最終求得井筒完整性的風(fēng)險等級［8］，風(fēng)險評價模型的建立流程如圖1所示。圖1井筒完整性風(fēng)險評價流程Fig．1Flowchartofwellboreintegrityriskevaluation采用風(fēng)險矩陣方法與層次分析結(jié)合的方法既能夠保證風(fēng)險評價模型的合理性，又能夠提高模型的易用性，綜合考慮了導(dǎo)致井筒完整性失效事件的發(fā)生可能性及嚴(yán)重程度，使得風(fēng)險評價模型能夠更好地用于實際工況評價。1．1含硫氣井井筒完整性風(fēng)險識別對于含硫氣井，可能會出現(xiàn)油套管螺紋密封失效、封隔器密封失效、井下安全閥失效等問題，，導(dǎo)致井下天然氣進(jìn)入油套環(huán)空，甚至泄漏至地面，可能造成重大生產(chǎn)安全事故［9］，有必要針對井筒完整性造成破壞的影響因素進(jìn)行評價和管理［10］。H2S的強腐蝕性對井筒完整性的影響十分突出。H2S能夠腐蝕井下管柱，可導(dǎo)致均勻腐蝕或局部腐蝕，造成油套管腐蝕穿孔，且在各種腐蝕形式相互促進(jìn)，最終導(dǎo)致材料開裂，嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致氣井完全報廢。同時，也會導(dǎo)致油套管連接螺紋斷裂及密封失效、井下封隔器密封失效、采氣樹泄漏等問題。含硫氣井對管柱材料選擇、油套管螺紋氣密封性及采氣井口系統(tǒng)完整性設(shè)計提出了更高的要求。因此，在含硫氣井的井筒完整性風(fēng)險評價中應(yīng)重點考慮H2S

性的影響十分突出。H2S能夠腐蝕井下管柱，可導(dǎo)致均勻腐蝕或局部腐蝕，造成油套管腐蝕穿孔，且在各種腐蝕形式相互促進(jìn)，最終導(dǎo)致材料開裂，嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致氣井完全報廢。同時，也會導(dǎo)致油套管連接螺紋斷裂及密封失效、井下封隔器密封失效、采氣樹泄漏等問題。含硫氣井對管柱材料選擇、油套管螺紋氣密封性及采氣井口系統(tǒng)完整性設(shè)計提出了更高的要求。因此，在含硫氣井的井筒完整性風(fēng)險評價中應(yīng)重點考慮H2S對于井筒完整性的影響［9－10］。根據(jù)對含硫氣井失效形式的分析，總結(jié)了井筒發(fā)生失效的位置及形式，如圖2所示:圖2含硫氣井失效風(fēng)險分布Fig．2Failureriskdiagramofsourgaswells1．2Bow－tie模型構(gòu)建為了系統(tǒng)地研究含硫氣井的井筒完整性問題，根據(jù)含硫氣井失效風(fēng)險分布，識別導(dǎo)致井筒完整性失效的影響因素，建立井筒完整性失效的Bow－tie模型。以含硫氣井井筒完整性失效作為頂層風(fēng)險事件，將井筒完整性的失效形式分為水力屏障失效、實體屏障失效及操作管理屏障失效3大類。分析導(dǎo)致事件發(fā)生的影響因素及發(fā)展過程，建立了含硫氣井井筒完整性失效的Bow－tie模型［11－12］，如圖3所示。·102·中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)第13卷

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