تجزيه‌وتحليل علل ريشه‌اي فوران (Blow out) چاه‌هاي نفت و گاز در صنعت حفاري با استفاده از روش پاپيوني (Bow-Tie)

Root causes analysis of the Blow out of oil and gas wells in the drilling industry using Bow-Tie Analysis

زمينه و هدف: يكي از مهم‌ترين و پرهزينه‌ترين خطرات صنعت حفاري در زمينه نفت و گاز، خطر فوران چاه‌هاي نفت و گاز است. فوران چاه مي‌تواند به پيامدهاي جبران‌ناپذيري، از قبيل انفجار، تلفات شديد انساني و فجايع زيست‌ محيطي منجر گردد. آناليز ريسك يكي از مهم‌ترين ابزارهاي ارزيابي خطرات، طراحي اقدامات كاهشي خطر و افزايش سطح ايمني در اين صنايع است. در همين راستا مطالعه حاضر با هدف شناسايي علل ريشه اي و ارزيابي ريسك فوران چاه‌هاي نفت و گاز در صنعت حفاري، با استفاده از تكنيك آناليز پاپيوني BTA) Bow tie Analysis) انجام گرفت. روش بررسي: در اين مطالعه علل ريشه اي فوران چاه در بخش ساحلي چاه‌هاي اكتشافي صنعت حفاري، با به‌كارگيري تكنيك FTA شناسايي شد. همچنين با استفاده از روش ETA، پيامدهاي مرتبط با شكست هر يك از موانع كنترل فوران پيش‌بيني و احتمال هر پيامد محاسبه گرديد. درنهايت با استفاده از دياگرام BTA مسير حادثه و موانع كنترلي آن از علل تا پيامدها ترسيم و بررسي گرديد. يافته‌ها: بر اساس نتايج بدست آمده، درمجموع 28 علت يا نقص (رويداد پايه) در بروز رويداد اصلي يا همان سيلان (Kick) دخالت دارند، همچنين 8 لايه كنترلي در پيشگيري از وقوع فوران شناسايي گرديد. رويداد هاي پايه همراه با احتمالات رخداد و ميزان اهميت هريك در سمت چپ و پيامدها ي بعد از رويداد اصلي همراه با احتمالات رخداد هريك در سمت راست دياگرام BTA مشخص گرديد. احتمال وقوع رويداد اصلي (سيلان) و پيامد نهايي(فوران) به ترتيب ^1-^10× 1/23 و 10^3-^× 2/94 محاسبه شد. نتيجه‌گيري: بر اساس نتايج تحليل دياگرام BTA در اين مطالعه، ورود به لايه پرفشار در سازند حفاري و خطاي انساني از قبيل پر نكردن مناسب چاه با سيال حفاري در زمان لوله بالا كردن(Trip up) به‌ عنوان مهم‌ترين علل ريشه اي در ايجاد سيلان شناخته شد. همچنين از بين لايه هاي كنترلي فوران لايه اول (تشخيص به موقع سيلان) و عملكرد صحيح سيستم فوران گير سرچاهي BOP) Blowout Preventer) ، مهمترين نقش را در پيشگيري از وقوع فوران ايفا مي كنند.

Background and aims: One of the major concerns in the oil and gas drilling industry are Blowouts. Blowout could have severe consequences, such as fire and explosions, releases of toxic gases and environmental disasters. The aim of this study is to identify the root causes of kick and blowout in drilling industry. Methods: In this study, FTA investigates root causes of a kick while ETA explores the possible consequences (including blowout) arising from a kick. Bow Tie Analysis (BTA) combines FTA and ETA to explore the root causes and consequences (blowout) of a kick in onshore exploration Results: 28 basic event (root causes) have been identified for kick. Also to mitigate kick consequences, 8 safety barriers recognized. The probability of kick and blowout was calculated as 1/23× and 2/94×,respectively. The order of importance measure of each root causes was listed. Conclusions: In this study, Getting into the high pressure zone and not filling well with drilling mud during the trip up, was identified as the most important root causes of kick. Furthermore, early diagnosis of kick and the proper functioning of Blow-Out Preventer (BOP) were recognized as the first safety barrier to prevent the blowout.