آنالیز کمی شکست کنترلهای ایمنی در حوادث فوران چاه در سکوهای حفاری نفت، گاز و ژئوترمال با استفاده از تکنیک تلفیقی Bowtie-LOPA

فوران چاه یکی از بحرانی ترین حوادث فرآیندی در عملیات حفاری نفت، گاز و ژئوترمال است که معمولا در نتیجه شکست زنجیره ای کنترل های پیشگیرانه و بازدارنده پس از وقوع کیک چاه رخ می دهد. هدف این پژوهش، تحلیل کمی شکست کنترل های ایمنی در سناریوهای منتهی به کیک و فوران چاه با استفاده از رویکرد تلفیقی Bowtie-LOPA است. در این مطالعه، ابتدا با استفاده از روش Bowtie، ساختار علت-پیامد رویداد مرکزی کیک زدن چاه ترسیم شد و تهدیدات، پیامدها، کنترل های پیشگیرانه، کنترل های بازدارنده و عوامل تشدیدکننده شناسایی شدند. سپس تهدیدات شناسایی شده به عنوان رویدادهای اولیه وارد کاربرگ LOPA شدند و نرخ رخداد اولیه، احتمال شکست لایه های حفاظتی و نرخ رخداد کاهش یافته برای هر سناریو محاسبه گردید. نتایج نشان داد که ۸ رویداد اولیه اصلی شامل ناکافی بودن وزن گل، پر نکردن صحیح چاه هنگام بیرون کشی، سوا بینگ، هرزروی گل، ورود به سازندهای پرفشار و گازدار، کاهش فشار ته چاهی هنگام قطع پمپ یا اتصال لوله، نوسانات فشاری ناشی از Surge و Pack-off و نقص در سیمانکاری و جابجایی سیال، می توانند زمینه ساز کیک چاه شوند. همچنین ۵ پیامد اصلی شامل فوران همراه با H۲S، جت فایر، فلش فایر، استیم داغ و رهایش گسترده نفت شناسایی شد. نتایج LOPA نشان داد که پس از اعمال لایه های کنترلی شامل طراحی، ابزار دقیق و نرم افزارهای کنترل پایه، آلارم و واکنش اپراتور، شیر BOP و سیستم های کاهش پیامد مانند فلر و برن پیت، نرخ رخداد کاهش یافته سناریوها در محدوده ۱.۶E-۸ تا ۱.۷E-۷ در سال قرار گرفت. مقایسه این مقادیر با معیارهای قابل تحمل نشان داد که همه سناریوها پس از اعمال کنترل ها در محدوده قابل قبول قرار گرفته و نیازمند تعریف SIL اضافی نبودند. با این حال، رویدادهایی نظیر هرزروی گل، ناکافی بودن وزن گل، ورود به سازندهای پرفشار و نقص در سیمانکاری همچنان به عنوان مهم ترین عوامل بحرانی نیازمند پایش، کنترل و صحه گذاری مستمر هستند.

کلیدواژه ها:

کیک چاه ، فوران چاه ، Bowtie ، LOPA