بزرگنمايي:
پیام خوزستان - دستگاه حفاری 95 فتح که 31 تیرماه سال 96 در موقعیت چاه 147 رگ سفید مستقر شده بود، در ساعت 12 و 57 دقیقه ظهر هفتم آبانماه دچار انفجار و حریق شد و در پی این حادثه، فرزاد ارزانی و محمد سلیمی، دو تن از کارکنان شرکت ملی حفاری ایران (حفار و دکلبان) جان خود را از دست دادند.
همزمان با سالروز فوران چاه 147 رگ سفید (هفتم آبانماه)، شامگاه سهشنبه (ششم آبان) ارائهای با موضوع «کنترل فوران چاه 147 رگ سفید و الگوی مدیریت یکپاچه کنترل فوران» از سوی عبدالصمد رحمتی، تحلیلگر انرژی در گروه مجازی «متخصصان جوان صنعت نفت» انجام شد که شانا به منظور دسترسی علاقهمندان و مخاطبان به این ارائه، بخشی از مطالب را در ادامه آورده است. رحمتی در این ارائه ضمن گرامیداشت یاد و خاطره فرزاد ارزانی و محمد سلیمی، از همفکری محسن پاکنژاد، معاون نظارت بر منابع هیدروکربوری وزارت نفت، مهران مکوندی، معاون فنی و مهندسی شرکت ملی حفاری ایران و سعید کوتی، مدیر تولید شرکت ملی مناطق نفتخیز جنوب در تهیه مطالب قدردانی کرد.
چرایی فوران و حریق چاهها
در حین انجام عملیات حفاری یا حتی پس از آن، به دلایل بسیاری ممکن است فوران و حریق یک چاه اتفاق افتد که در «فوران و حریق هنگام حفاری» میتوان به دلایلی از جمله برخورد با سازندهای پرفشار و مخازن هیدروکربوری با فشار غیرعادی، هرزروی کامل گل حفاری، پر نکردن فضای حلقوی چاه با گل حفاری با وزن مناسب در حین عملیات لولهبالا، شناسایی نشدن پدیدههایی مانند گسلها و شکستگیها در برنامه حفاری و توجه نکردن به فشار سازندی و فشار هیدرواستاتیکی گل حفاری اشاره کرد.
در «فوران و حریق پس از عملیات حفاری» نیز عواملی مانند شکستگی لوله جداری و نشت سیال هیدروکربوری به سطح و اعمال خرابکارانه انسانی همانند بمبگذاری یا برخورد به تاج چاه و ... میتوانند منشا حادثه باشند.
فوران چاه از آن دست اتفاقهایی است که در صنعت حفاری قابلیت تکرار شدن دارد و هرچه توانمندی کارشناسان و اطلاعات زمینشناسی بیشتر و برنامه حفاری دقیقتر باشد، این حوادث کمتر رخ میدهد. در زمانهای غلبه فشار سازند بر فشار ستون سیال حفاری مقدمه فوران شکل میگیرد. کارشناسان با کمک شیرهای فورانگیر BOP، دهانه چاه را بسته و آغاز به ثبت فشار و دیگر اقدامها میکنند سپس با انجام محاسبات و انتخاب روش مناسب و آمادهسازی سیال حفاری و با توجه به دیگر ملاحظات با پمپاژ سیال جدید با وزن مخصوص مناسب و گردش در چند مرحله، چاه را کنترل میکنند و تعادل بین فشار سازند و ستون گل حفاری برقرار میشود. عملیات جریان یافتن سیال داخل سازند را زنده شدن چاه و عملیات به تعادل رساندن دو فشار و در نتیجه توقف جریان چاه را عملیات کشتن چاه مینامند.
اقدامهای لازم پس از فوران یک چاه
به دنبال وقوع حادثه فوران پرفشار و غیرقابل کنترل سیال مخزن در چاههای نفت و گاز (BlowOut)، ستاد بحران و گروههای عملیاتی ویژه تشکیل میشوند و شرایط منطقه از نظر ایمنی و زیرساختها برای فعالیت این گروهها آماده میشود. در این مرحله، نقش نیروهای حراستی و اچاسیی در کنترل ورود و خروج و ایمنسازی محیط بسیار مؤثر خواهد بود.
از سوی دیگر، با توجه به اینکه عموماً موقعیت جغرافیایی چاههای نفت و گاز در مناطق سختگذر و دور افتاده از شهرهاست، راهاندازی سیستمهای ارتباطی و مخابراتی ماهوارهای، ویدئو کنفرانس، خطوط تلفن و موبایل ضروری است و ایجاد زیرساختهایی همچون جادههای دسترسی و شناسایی منابع آب نزدیک به موقعیت حادثه، ساخت سد خاکی، استخر صحرایی ذخیره آب و خطوط لوله جریانی برای تأمین آب مورد نیاز عملیات خنکسازی از دیگر الزامهای کار در عملیات خاموش کردن آتش و مهار فوران چاههای نفت و گاز (Well Capping) به شمار میرود.
در نخستین اقدام، ابعاد حادثه بررسی و از گسترش آتشسوزی جلوگیری میشود؛ به همین منظور چنانچه مخزن سوختی در نزدیکی محل چاه وجود داشته و دسترسی به آن مقدور باشد، آن را دور میکنند. در گام بعدی، با بهکارگیری روشهایی، آهنآلات و تجهیزات سوخته آوار شده روی چاه حادثهدیده را جابهجا میکنند تا دسترسی به دهانه چاه و اجرای عملیات مهار آتش آسان شود. مهارگران برای اجرای عملیات حمله مستقیم به آتش و بهمنظور ورود به چاه و مسدود کردن آن در سطح، به پشتیبانی سوپرآبپاشها و پمپتراکهای پرقدرت برای خنک کردن (Cooling) محیط، تجهیزات و موقعیت چاه نیاز دارند و گروه آتشنشانی با پاشیدن پیوسته چند هزار لیتر آب در دقیقه در محیط، چتر ایمن خنکی ایجاد میکند تا نزدیک شدن به دهانه چاه که بهطور معمول دمای آتش در نزدیکی آن حتی به یکهزار درجه سانتیگراد هم میرسد، ممکن شود.
روشهای متعارف مهار فوران
بهطور کلی روشهایی که برای مهار فوران و کنترل یک چاه دچار حریق شده به کار میرود را میتوان به دو گروه تقسیمبندی کرد: کشتن از سطح (Top Kill Method) و کشتن از عمق (Bottom Kill Method). در روش T.K.M همه تلاش برای مهار فوران و خاموشسازی چاه دچار حریق از سطح انجام میشود که مراحل متداول کنترل فوران چاه در این روش شامل خاموش کردن شعلههای آتش ناشی از فوران، کنترل فوران و کشتن چاه و مسدود کردن آن است. در روش B.K.M نیز به فاصله 700 متری یا بیشتر یک محل چاه Location (چاه امدادی) ساخته میشود و همزمان دو دکل مجهز به خدمات حفاری جهتدار با هدف رسیدن به چاه در حال حریق حفاری خود را آغاز میکنند و در صورتی که بتوانند به چاه در حال حریق برسند، با پمپاژ سیمان و گل مناسب چاه را خاموش میکنند.
میدان نفتی رگ سفید
میدان نفتی رگ سفید در جنوب غربی کشور و 150 کیلومتری شرق اهواز و نزدیکی بندر دیلم واقع شده است. این میدان یکی از میدانهای بزرگ نفتی است که از اطراف در میان میدانهای نفتی بیبیحکیمه (در جنوب شرق)، پازنان (در شمال شرق)، رامشیر (در شمال غرب)، زاغه- هندیجان- بهرگانسر و تنگو (در جنوب غرب) محصور شده است. مخزن آسماری این میدان در سال 1343 کشف و تولید از آن از سال 1345 آغاز شد. بهرهبرداری از بخش غربی میدان (رگ سفید-١) ازسوی شرکت بهرهبرداری نفت و گاز آغاجاری و بهرهبرداری از بخش شرقی میدان (رگ سفید-2) ازسوی شرکت بهرهبرداری نفت و گاز گچساران انجام میشود.
این میدان پس از میدان پازنان، دارای دومین حجم کلاهک گازی در میان میدانهای نفتی کشور است که حجم گاز درجای اولیه آن حدود 7.7 تریلیون فوت مکعب برآورد شده است. مخزن آسماری میدان نفتی رگ سفید از دو برآمدگی با دو محور متفاوت تشکیل شده است که وجود کوههای خویز و بنگستان در جوار این میدان یک سیستم هیدرودینامیکی فعال در آن پدید آورده که در نتیجه، 189 متر اختلاف در سطح تماس آب-نفت بین یال شمالی و جنوبی پدیدار شده است.
رگ سفید در مرز فروافتادگی
دزفول شمالی و جنوبی واقع شده و تقابل دو روند زاگرسی و عربی از لحاظ ساختمان چین و گسلهای جانبی و در نتیجه توزیع نامتقارن و نامتجانس شکستگیها باعث پیچیدگی ساختاری میدان شده است. با توجه به تعیین میزان شکستگیها میتوان ایـن نتیجه را گرفت کـه شدت شکستگیها در یالهای شمالی و جنوبی میدان رگ سفید از تعدد بیشتری برخوردار است؛ بهطوری که در یال جنوبی و بعـد در یـال شـمالی و سپس در ناحیه لولایی و سرانجام در ناحیه دماغهها به تدریج از شدت شکستگیها کاسته میشود. بنابراین با توجه به ساختار مخازن شکافدار ایران با حضور گاز محبوس شده و یا آزاد در مخازنی همچون رگ سفید، پازنان، گچساران، بیبیحکیمه، بینک، بخش چهار آغاجاری، نفتشهر و ...، لازم است در زمان حفاری توجه ویژهای به این شرایط ساختاری شود. شکافهایی که در بالاترین نقطه مخزن رگ سفید قرار دارد، سبب میشود پوش سنگ مخزن آسماری و همچنین بنگستان شکسته شود و هیدروکربور مخزن بنگستان به آسماری نیز راه پیدا کند. این رفتار شکافی از بنگستان تا مخزن آسماری به طریقی عمل کرده که گاز همراه که در حدود scf/stb 650 است به هم متصل شده و از عمق 2600 متری خود را از طریق این شکافها به پشت لوله جداری (Casing) یا داخل چاه رسانده و بهدلیل فرار بودن گاز و فشار بالا به سطح زمین راه پیدا کند.
فوران چاه 147
دستگاه حفاری 95 فتح که 31 تیرماه سال 96 در موقعیت چاه 147 رگ سفید مستقر شده بود، در ساعت 12 و 57 دقیقه ظهر هفتم آبانماه دچار انفجار و حریق شد و در پی این حادثه، فرزاد ارزانی و محمد سلیمی، دو تن از کارکنان شرکت ملی حفاری ایران (حفار و دکلبان) جان خود را از دست دادند.
این حادثه با مخاطرههای محیطی فراوانی از جمله آلودگی گاز H2S، تشعشعات حرارتی، آلودگی صوتی و افزایش شدید دما همراه بود. دما در شعاع 30 متری دهانه چاه به 700 درجه سلسیوس رسیده بود و آلودگی صوتی که در حال عادی برای هشت ساعت کار 80 دسیبل است، در شعاع 30 متری به 180 دسیبل افزایش یافته بود. تاثیرگذاری شرایط محیطی فوران بر ضربان قلب و فشار خون کرکنان بهدلیل ارتعاشات بالای ناشی از سرعت زیاد گاز را هم باید به این مخاطرهها اضافه کرد.
اقدامها برای مهار فوران در رگ سفید
به دنبال این حادثه، کمیته مقابله با شرایط اضطراری و ستاد مهار چاه در سایت رگ سفید ایجاد و گروههای مجهز پزشکی و امداد و تجات در رگ سفید مستقر شدند و طراحی و ساخت جادههای دسترسی، ساخت دو استخر برای ذخیره آب در مجموع با ظرفیت حدود 200 هزار بشکه، ایجاد مسیر دسترسی به ضلع غربی محل چاه برای تخلیه و پاکسازی محوطه چاه، ایجاد خطوط آبرسانی مناسب برای تغذیه و ذخیرهسازی آب در استخر برای خنکسازی گروه عملیات مهار فوران چاه در دستور کار قرار گرفت. استقرار و چیدمان ماشینآلات، ادوات و خطوط و چندراهههای سیستم خنککننده، نصب Header پناهگاههای اطفا حریق و سیستم خنککننده مسیرهای عملیاتی مهار چاه، آمادهسازی دو دستگاه اتیواگن برای پاکسازی مسیر دستیابی به دهانه چاه، طراحی و ساحت 9 مدل استینگر با ابعاد متفاوت برای سناریوهای مختلف و آماده سازی دو دستگاه اتی واگن مجهز به استینگر، محوطهسازی و تامین و انتقال مخازن سیال مخصوص کشتن چاه، استقرار دو دستگاه blender و هشت دستگاه پمپ سیمانزنی، تامین دستگاههای کشنده، بولدوزرها، لودرها و تریلرهای لازم و پاکسازی محوطه چاه از دیگر اقدامهایی بود که در عملیات مهار فوران از سطح اجرایی شد.
برای انجام عملیات نصب استینگر روی چاه، 9 مدل استینگر (14 مرحله حمله به دهانه چاه) طراحی و ساخته شده و طراحی و ساخت سیستم مسدود کننده ابداعی پیستونی با همکاری بخش خصوصی برای نخستین بار ( 3 مرحله حمله به دهانه چاه) انجام شد. در این میان، کج بودن شیرهای فورانگیر حدود 30 درجه نسبت به قائم، نیمهبسته بودن رمز برشی و نبود امکان دستیابی به T.H.S و نبود ثبات مجموعه سرچاهی (Well Head) در اثر واژگونی و تخریب آوار سازه و زیرسازه روی آن از عوامل موفق نبودن روش Top Kill در رگ سفید به شمار میرود.
مهار از عمق با انجام اقدامهایی از جمله آمادهسازی محل چاههای امدادی به موازات اقدامهای پاکسازی اطراف چاه در حال فوران، انتقال و برپایی دو دستگاه حفاری در موقعیت عملیاتی چاه رگ سفید روی موقعیتهای A و C، آغاز و ادامه حفاری چاه عمودی توسط دستگاه 93 فتح تا عمق 2310 متری و راندن جداری در پوش سنگ، آغاز و ادامه حفاری چاه جهتدار توسط دستگاه 94 فتح، ورود به مخزن آسماری از 2332 متر تا 2342 متری از چاه محل دستگاه 93 فتح و برقراری ارتباط با چاه هدف دنبال شد و پمپاژ 130 بشکهای آب در هر دقیقه توسط پمپهای فشار قوی از طریق چاه امدادی C تا مهار کامل فوران چاه 147 ادامه یافت.
در این عملیات، برای نخستین بار موقعیت چاه طی 14 روز ساخته شد؛ این در حالی است که ساخت موقعیت استقرار دکل حفاری و حفاری چاه در مناطق نفتخیز جنوب بهطور میانگین پنج ماه زمان میبرد. همچنین برای نخستین بار، فرآیند حمل، برپایی و Spud دکل در 10 روز انجام شد که در حالت عادی به 2 تا 3 برابر این مدت، زمان لازم بود. مهمتر از همه آنکه چاه موقعیت C در 34 روز به نقطه مورد نظر رسید و به قدری طراحی متخصصان مهندسی حفاری و زمینشناسی دقیق بود که درست در همان محل پیشبینی شده، چاه به نقطه هدف برخورد کرد. دکل 95 فتح که پیش از حادثه روی چاه 147 مشغول حفاری بود، برای رسیدن به همین نقطه حدود 90 روز در حال حفاری بود.
الگوی مدیریتی و اجرایی کنترل فوران
در الگوی مدیریتی و اجرایی کنترل فوران BOCIM یا Blowout Control Integrated Management بر پیشگیری، آمادگی و توانمندسازی، مقابله، بازسازی و بازتوانی تاکید میشود که در بخش پیشگیری، مواردی از جمله آموزش کنترل چاه و کنترل فوران، بازرسی دورهای تجهیزات مربوط به فوران، شناسایی ریسکهای چاههای تولیدی و در حال حفاری، مستندسازی در راستای مدیریت دانش، استفاده از تجهیزات معتبر کنترل فوران در دستگاه حفاری، یکپارچهسازی مجموعه مقررات حفاری موجود، استفاده از افراد باصلاحیت و خدمات تخصصی مناسب حائز اهمیت است. در بخش آمادگی و توانمندسازی باید به جمعآوری اطلاعات، برنامهریزی، مانور، ایجاد ساختارهای مدیرتی آموزشی، شناسایی افراد مجرب، تدوین دستورعمل کنترل فوران، تأمین تجهیزات و ماشینآلات تخصصی و عمومی، آموزش (بخش کنترل فوران) و توانمندسازی خدمات تخصصی توجه کرد و در بخش اقدامهای مقابلهای نیز، تشکیل ستاد بحران، انجام عملیات مقابله، پشتیبانی و بررسی علل و تعیین راهکارهای کنترل فوران ضروری است. بازسازی و بازتوانی هم با ایمنسازی/ بازسازی چاه، تهیه گزارش فوران و ذکر جزئیات و دلایل مربوطه، تهیه درسآموختههای فوران، بازسازی تجهیزات و ماشینآلات صدمه دیده و بازگرداندن وضع عادی به مناطق آسیبدیده امکانپذیر میشود.
ابلاغ و پیگیری سه شیوهنامه
در همین راستا پیشنهادهایی که درباره مدیریت یکپارچه کنترل فوران تاکنون مطرح شده است؛ از جمله استفاده از افراد متخصص دارای گواهینامههای مرتبط IWCF در بخشهای کارفرمایی و پیمانکاری و استفاده از تجهیزات و خدمات تخصصی مناسب در دستگاه حفاری در چارچوب دستورعملهای موجود، همچنین تصویب و ابلاغ آموزشها و صلاحیتهای لازم درباره کارکنان پیمانکاران حفاری در قالب قراردادهای حفاری و اجرای هدفمند آموزش و بازآموزی کارکنان کارفرمایی بخش حفاری. شناسایی افراد با صلاحیت و پیگیری اجرای آموزشهای مورد نیاز آنها دربره کنترل چاه (WELL CONTROL) و کنترل فوران (BLOWOUT CONTROL ) در دو بخش خشکی و دریا، همچنین تأمین کسری تجهیزات، ماشینآلات و کالای تخصصی/عمومی مهار فوران در دو بخش خشکی و دریا در اسرع وقت و لزوم امضای قرارداد Call Out با شرکتهای توانمند درباره کمبود خدمات حفاری در بخش دریا و تصویب و ابلاغ ساختار ماتریسی کنترل فوران به شرکتهای تابع نیز از دیگر پیشنهادها مطرح شده در این زمینه است که میتوان گفت بیش از نیمی از پیشنهادهایی که در سال 1396 در حضور وزیر نفت و معاونان ایشان و مدیران ارشد شرکت ملی نفت ایران ارائه شد تاکنون اجرایی و سه شیوهنامه مهم در این حوزه برای نخستین بار پس از 120 سال برای صنعت حفاری کشور ابلاغ شده است: شیوهنامه نحوه تایید صلاحیت حرفهای افراد مرتبط با عملیات حفاری، شیوهنامه نحوه دریافت گواهی ایمنی/ تطابق با استاندارد برای ماشینآلات و تجهیزات حفاری و شیوهنامه تدوین مجموعه مقررات ایمنی حفاری شرکت ملی نفت ایران.
رحمتی در پایان ارائه خود، موفقیت صنعت نفت در مهار چاه 147 رگ سفید را مرهون عوامل متعددی از جمله تلاش بیوقفه مهارگران سرافراز صنعت نفت طی 58 روز، حضور طولانیمدت محسن پاکنژاد، معاون وقت امور تولید شرکت ملی نفت ایران در محل حادثه و نقش دلگرمکننده این حضور در هماهنگسازی و همدلی کارکنان فعال در منطقه و تلاش کارکنان متعهد شرکت ملی مناطق نفتخیز جنوب و شرکت ملی حفاری ایران با راهبری و حضور موثر بیژن عالیپور و سپهر سپهری، مدیران عامل وقت این دو شرکت در منطقه عنوان کرد.
ثبت رکورد خوب در شرایط سخت
پس از این ارائه، مهران مکوندی، معاون فنی و مهندسی شرکت ملی حفاری ایران نیز با گرامیداشت یاد مرحوم فرزاد ارزانی و محمد سلیمی، به مقایسه مهار فوران چاه 147 رگ سفید با بعضی دیگر از فورانهای صنعت نفت کشور پرداخت و بهطور نمونه درباره مهار چاه 23 کنگان توضیح داد: برای مهار فوران این چاه، طی چند ماه اقدامهای انجام شد اما به دلایل فنی و نبود ارتباط با مخزن، کنترل نشتی شدید گاز امکانپذیر نشد بنابراین حفر دو چاه امدادی A و B در دستور کار قرار گرفت که چاه امدادی A توسط دستگاه 42 فتح و چاه امدادی B توسط دستگاه حفاری 82 فتح حفاری شد. چاه کنگان B سریعتر به مخزن رسید و با حفر 5 شاخه انحرافی، سرانجام فوران 145روز پس از زمان spud دکل حفاری با تزریق آب مهار شد. چند مرحله عملیات کشتن چاه از سطح (Top Kill) از طریق وصل کردن خطوط پرفشار به تاج چاه انجام شد اما بهدلیل ارتباط نداشتن تاچ چاه با مخزن موفقیتآمیز نبود. فشار مخزن کنگان در لایههای مختلف مخزنی 1800 تا 2200 PSI است.
مکوندی درباره فوران چاه 24 نفتشهر هم گفت: این چاه در عمق 615 متری حین حفاری سازند گچساران با وزن گل 112 PCF بهدلیل روبهرو شدن با یک گسل و ارتباط با مخزن دچار هرزروی شدید و کاهش فشار هیدرو استاتیک فوران کرد و پس از پاکسازی محوطه چاه از ضایعات دستگاه حفاری، با استفاده از استینگرهای ابداعی، ارتباط با چاه از سطح برقرار و فوران چاه با پمپاژ گل سنگین مهار شد. با توجه به فشار مخزن آسماری نفتشهر (1650 پام) حداکثر فشار پیشبینی در سطح (فشار بسته چاه در صورت بستن ولو استینگر) حدود 900 پام بوده است و با تمهیدهای فنی خاص عملیات مهار موفقیتآمیز بود و به نتیجه رسید.
وی سپس بهدلیل فوران چاه 147 رگ سفید پرداخت و افزود: با توجه به هرزویهای شدید در مخزن (گاها بدون برگشت سیال حفاری به سطح) پس از پیمایش و لولهبالا از عمق 2610 متری برای تعویض مته، چاه در عمق 1132 متری بهدلیل کاهش فشار هیدرواستاتیک سیال و غلبه فشار مخزن آسماری (با داشتن گنبد گازی) دچار جریان شدید شد و با توجه به فشار و سرعت بالای جریان گاز، فوران و حریق رخ داد که کاهش فشار هیدرواستاتیک چاه میتواند ناشی از دو عامل «کم بودن دانسیته سیال حفاری» و «عدم پر کردن چاه به میزان کافی» باشد.
مکوندی با اشاره به اینکه فشار مخزن در چاه 147 رگ سفید 3400 پام و فشار بسته چاه در سطح حدود 2400 پام پیشبینی میشد، شرایط کنترل از سطح این چاه را سخت توصیف کرد و ادامه داد: با این حال، مهار چاه 147 رگ سفید 58 روز به طول انجامید که 35 روز آن پس از spud دکل 93 فتح بود و از این حیث رکورد بسیار خوبی ثبت شد. پس از برداشتن فورانگیرها و نصب تجهیزات سرچاهی نیز با پمپاژ سیمان در حجم مناسب، چاه ایمنسازی و متروک شد و چاههای 147C و 147B عملیاتی و تولیدی شدند.
فوران چاه 147 میدان رگ سفید پس از 58 روز تلاش طاقتفرسا، ساعت 20 و 45 دقیقه پنجم دیماه سال 96 فروکش کرد.