2.8-钻井作业的HSE管理

1、1,2.8 例子 钻探作业中的健康、安全与环境管理 Health safety and environmental management in drilling operations,2,目的,本文的目的是： 对海上石油工业的健康、安全与环境（HSE）管理进行说明； 解释如何将原理用于实际，特别是钻井作业中的环境管理。,3,1 前言,在英国海上石油工业史上，Piper Alpha灾难是一个有定论的事件，所形成的Cullen报告提出了彻底改变安全管理的建议，要求实行从规定性法规向目标设定制度的根本转变。 现在要求业主向管理者（即安全与健康管理部门）展示安全危险得到了识别，并建立了控制措施防止事故

2、发生。 安全管理体系 实现这种转变的手段是建立安全管理体系(SMS)。 安全管理体系（SMS）依据的是质量管理原理，它在质量体系标准中进行了定义： 国际标准化组织(ISO) 的质量体系标准ISO 9000。,4,2 质量管理原理,所有质量管理体系的最高目标都是实现产品性能的不断改进，所遵循的质量管理原理十分简单明了，由以下四个基本步骤组成： 1. 规定目标；(Plan) 建立实现这些目标的计划及相应的资源；(Plan) 2. 实施计划; (Do) 3. 对照计划监测性能；(Check) 4. 提供反馈，以采取改进行动。(Action) 质量管理方法在企业活动的许多领域中的成功，包括安全管理，促

3、进了它在更广泛领域的应用。 在这一过程中一个关键的里程碑是英国标准BS 7750 环境管理体系规定 发布于1992年。,5,2 质量管理原理,在此以后，国际标准化组织建立了环境管理的ISO 14000系列。其中包括环境管理体系特别指南 (例如. ISO 14004：环境管理体系原则，体系和支撑技术通用指南)及这些体系的要素(例如 ISO 14010：环境审核指南 通用原则). 在建立这些体系的过程中，国际标准化组织含蓄地，也许是疏忽地，强调了HSE不同要素管理之间的差别。 对于接受了质量管理原理的公司，管理体系的增多给它们带来了真正的实际问题。 首先，管理体系需要积极的努力才能保持它的有效性，

4、因此实施和保持不断增多的管理体系让公司的负担越来越重；,6,2 质量管理原理,其次，为HSE分别建立的管理体系并不是总能够识别日常活动中的这些要素间的相互关系。 这些问题，加上对HSE共同要素的不断增加的认识，导致了石油工业勘探开发论坛 (the E&P Forum 石油公司和石油工业组织国际联合会) 建立一体化的健康、安全与环境管理体系 (HSE MS)指南。指南发布于1994年，为全世界的业主和服务公司提供了通用标准。,7,3 E&P论坛的HSE管理体系,本节的目的是列出E&P论坛的HSE MS，并对关键方面进行说明。 图1解释了体系要素。 图1：HSE管理体系领导和承诺,8,3 E&P论

5、坛的HSE管理体系,这些要素分别说明如下： 3.1 领导和承诺 这是HSE MS中最基本的要素。高层领导必须展示对HSE的清楚的领导和承诺，以使体系具有高度可信性。可见性是关键。具体来说，就是给HSE以管理时间 (例如，通过现场视察)，并提供实施HSE MS所需的资源。 3.2 方针和战略目标 大部分公司都有HSE方针，方针概括了公司在这些业务领域中的意向和愿望。方针的陈述倾向于高标准，必须在整个公司内进行有效的交流。其中包括用日常业务用语解释方针的含义， 解释方针对于公司内每个人的期望。例如，可能包括这样的承诺，HSE表现与其它业务方面有同样的重要性，由此应清楚认识到当危及HSE时工作必须停

6、止。,9,3 E&P论坛的HSE管理体系,HSE战略目标是方针内容的补充。为了有效，这些目标必须清楚、毫不含糊 如同方针一样在整个组织进行有效交流。例如，目标可包括： 消除职业健康危害； 防止一切事故； 防止向环境中的事故排放。 这些目标为整个组织的计划定了轮廓，如下面要素5中所属述。,10,3 E&P论坛的HSE管理体系,3.3 组织机构、资源和文件 HSE表现是一种线性责任，这种责任必须为组织的各个层次所了解。要做到这一点，需要对作用、职责和任务加以清楚规定和成功交流。在许多情况下，有必要配置另外的专门资源，以保证HSE MS成功实施。例如，风险评价专家和安全工程师。 强调HSE的线性职责

7、就对组织清楚提出了规定这些方面的能力的要求，以保证员工得到和保持执行其HSE职责时所需的能力。获得和保持能力是实施HSE MS更有挑战性的方面，而规定称职要求相对容易一些。 文件的建立和保持可能是另一个HSE MS有问题的方面。所有管理体系都需要一定数量的文档来支持，但有可能迅速发展到难于管理的程度。有必要给予重视，寻求文档的需要与更新、保持文件实际可能间的平衡。,文件及其控制 信息交流 承包方 能力和培训 管理者代表 组织结构和职责,11,3 E&P论坛的HSE管理体系,3.4 评价和风险管理 评价和风险管理在HSE管理中处于核心地位。其过程可简单列出如下：: a. 识别HSE危害； b.

8、评价危害的大小及其重要性； c. 实施控制技术消除或减少风险； d. 建立计划和程序管理异常事件的后果。 以上内容依次解释如下：,风险削减措施 具体目标和表现准则 建立说明危害和影响的文件 评价 建立判别准则 危害和影响的确定,12,3 E&P论坛的HSE管理体系,a) 识别HSE危害 一般根据： 经验/判断； 检查单； 实用法规和标准（codes of practice and standards） 结构化的评价技术，如： 危险和可操作性研究(HAZOPs), 事件树或事故树分析（event or fault tree analysis）， 失效模式和影响分析（failure mode an

9、d effect analysis (FMEA)） 环境影响评价（Environmental Impact Assessment (EIA)）。,13,3 E&P论坛的HSE管理体系,b) 评价危害的大小和重要性，即评估有关识别出的危害的风险 评价需要充分考虑发生机率和对人、环境、财产所产生后果的严重程度。 可忍受风险的概念是这种评价过程的中心。这一概念所依据的前提是风险可归于以下的类别，如图2所示。,图 2: 风险可忍受性,1. 风险足够高，不能忍受； 2. 风险可忍受，但需积极进行管理达到实际、可行并尽可能低(ALARP)； 3. 风险很低，达到可接受的程度，无须进一步削减。,14,3 E

10、&P论坛的HSE管理体系,许多工具和技术可用来帮助决策： 专家判断； 使用准则和标准； 定性机率和后果分析； 定量风险评价。 在评价环境危害中，特别是重点关注的方面，例如与大西洋岸边冷水珊瑚有关的问题，专家判断特别有用。 实用法规和标准包括有法规指南，例如职业暴露限值和废水、废气排放标准。 定性机率和后果分析在帮助作业单位进行自己的风险评价中特别有用。,15,3 E&P论坛的HSE管理体系,例如，表1、表2和图3示出的机率、后果判别标准和矩阵，在评价中结合进半定量要素，可用来评价事故的可能严重度。 定量风险评价方法是安全从业人员建立的，它作为一种正式和系统的工具，用于帮助决策，其实际价值已在整

11、个工业界得到了认可和理解。但将这一方法扩大到环境风险的努力通常都不成功。 这一评价过程的结果是对HSE危害及其重要程度的充分了解。 1 概率 表1: 机率的判别标准,16,3 E&P论坛的HSE管理体系,2 事件后果 表2: 后果的判别标准 (1),17,3 E&P论坛的HSE管理体系,表2: 后果的判别标准 (2),18,3 E&P论坛的HSE管理体系,风险矩阵举例,19,3 E&P论坛的HSE管理体系,c) 实施控制技术来消除或降低危害，包括识别可用作削减措施的适用工具和技术 例如包括： 物理控制，例如吹出阻挡物，个人防护设备，泄压系统等； 组织措施控制，例如本质安全设计，允许工作系统，戒

12、酒、戒毒计划等； 为防止控制措施失效也需要有减缓或削减不利影响的措施。这些措施包括，例如： - 点火控制系统； - 气/火/烟检测； - 第二防泄漏罐。 d) 建立计划和程序管理异常事件的后果 即建立应急计划，将在下一节说明。,20,3 E&P论坛的HSE管理体系,3.5 计划和程序 HSE计划应对整个组织具有号召力。公司目标（要素1，见上面）为整个组织和HSE计划设定了方向和基础，组织各个层次上的HSE计划应包括：, 目标的清楚描述，有量化指标； 为设定和达到目标确定的责任； 可用来达到目标的方法； 评估和跟踪机制。,原则上，所有层次的HSE计划，不管是确定部门计划，还是规定个人任务和指标，

13、都应反映公司目标的方向和意图。 海上工作高度程序化，如果工作程序与HSE MS关系密切，程序需要充分考虑HSE方面的问题。因此，须对程序进行评价，识别对HSE表现具有关键性的方面，作出相应的修改。,应急反应计划 变更管理 程序和工作指南 设施完整性,总则,21,3 E&P论坛的HSE管理体系,海上石油工业应建立很好的应急计划。建立的计划应包括所有的紧急情况，内容包括：, 组织机构、责任、授权和应急程序； 提供个人庇护、撤离、救生和医疗救治的体系和程序； 防止、削减和监测应急活动环境影响的体系和程序； 与政府当局、相关部门和其它相关方交流的程序，动用第三方资源和应急支持的体系和程序； 培训应急响

14、应队员和测试应急系统的安排。,22,3 E&P论坛的HSE管理体系,3.6 实施和监测 测量表现对任何管理体系都具有关键作用。从HSE观点看，它主要由以下内容组成：,1. 识别关键表现指标（KPIs），例如损失工时伤害率(LTIF)，职业疾病发生率，钻井泥浆表面损失； 2. 确定测量KPIs的频次； 3. 记录和交流KPIs， 重点放在对照计划和指标检查表现上。,事故调查和报告是检测表现的另一个细节。所有事故报告和调查的目的都是识别基本原因，以防止再次发生。为了有效，事故报告需要针对可能的后果。因此，从脚手架上掉下，可能导致手腕骨折，但同样也可能导致死亡，应作相应的调查。,事故调查处理 事故报

15、告 不符合和纠正措施 记录 监测 活动和任务,23,3 E&P论坛的HSE管理体系,3.7 审核和评审 这是HSE MS中的最后一个要素，设计这一要素的目的是为了保证在适当的时间间隔内对体系的有效性进行严格的评审。审核可以几种形式进行，从管理检查直到持续几个星期的审核，并需要专门的小组。审核的有效性很大程度上取决于识别和对行动项目的跟踪检查，除非这些都做到了，否则审核就是白费力。 管理评审是审核的另一方面，是高层管理者的定期评审，有助于实现公司目标以及评审目标和方针是否需要修改。,评审 审核,24,4 用于钻井作业,本节对HSE MS原理如何用于钻探环境保护的实践进行说明。重点放在评价和风险管

16、理，这是环境影响评价的一个过程。 4.1 识别环境危害 识别环境危害包括两个要素： 识别与钻探作业有关的环境危害和影响； 描述环境特征，识别与钻探相关的敏感度。 注：在环境管理中，何时、何地发生、发生了什么，对机率和后果判别有重要影响，它让人们从更多方面去考虑通常的HSE问题。 依次来说，与钻探有关的主要环境危害有：,25,4 用于钻井作业,这些可能影响的重要性是由进行作业的环境决定的。具体来讲，海上和海岸可分别考虑以下环境因素：,26,4 用于钻井作业,a) 海上,27,4 用于钻井作业,b) 海岸区,28,4 用于钻井作业,4.2 评价危害的大小和重要性 这一活动重点放在评价拟进行的钻探活

17、动的相关环境危害是否重大和是否因此需要控制上。如前所述，评价依靠: 专家判断； 实用法规和标准； 定性的机率和后果分析； 定量风险评价。,29,4 用于钻井作业,可举出的例子有： 专家判断 专家判断常用于环境影响评价中，相当直截了当。例如，涡轮机的大气排放相对于其它源的排放可能评价为重要，而在评价过程的早期阶段可能不被重视。 其它决定可能更复杂一些，例如海水下面的噪声对鲸行为的影响就尚不太了解。在此情况下，需要用专家判断，来自认可的专家的判断，来指导决策。,30,4 用于钻井作业, 实用准则和标准 实用法规和标准常用于钻探作业中。例子有： 包含有钻屑排放的法规，例如矿物油基泥浆(OBM).的零

18、排放； 废水排放水中油的要求标准； 井测试中无可见的油光辉。 在环境影响评价过程中其它法规和标准也可能有用，例如近岸环境中污水和浑浊水排放的影响可利用细菌和浊度的水质量标准进行评价。 定性机率和后果分析 定性机率和后果分析在溢油应急计划中可能特别有用，例如在一个已了解情况的区域钻探时，这里遇到油的机率很低，或溢油污染海滩的机率很低，制定详细的溢油应急计划既不合适也无必要。,31,4 用于钻井作业, 定量风险评价 最后，定量风险评价在环境领域中的应用是有限的，但在溢油应急计划的制定中可能有用。 QRA的主要功能在于它可作为决策支持工具进行相对比较，而不是绝对风险。,32,5 实施控制技术消除或减

19、少危害,5.1 概要 本节列出了管理环境危害的一般和特殊控制技术的例子。 第一个例子，废物管理分级为废物管理问题提供了可用的模式。 第二个例子，描述了包复有钻井泥浆的钻屑的处理和丢弃的控制。 通常认为包复有钻井泥浆的钻屑是钻探带来的主要环境危害。例子包括了控制方法的发展过程，特别强调了法规在这一过程中的作用。 5.2 废物管理分级 废物管理分级的目的是减少需要处置的废物的量。第一步是识别和隔离废物，然后按下面的层次分级： 1. 防止废物产生； 2. 再利用废物； 3. 循环使用废物；,33,5 实施控制技术消除或减少危害,丢弃是最后的选择，只有在其它机会都用光时才采用。 废物管理分级的实际价值

20、已在全世界许多工业部门展示过，它给钻探废物的处理提供了坚实的基础。 例子包括：,34,5 实施控制技术消除或减少危害,知道分层次废物管理并非在所有情况下都可使用是重要的。例如，在再循环工厂远离废物产生地的案例中。 在这些情况下，应考虑与道路行程有关的环境和安全问题，有可能在当地处置更为合适。但是，废物分层次管理为所有废物管理计划提供了有用的起点。,35,5 实施控制技术消除或减少危害,5.3 钻屑处理和丢弃 钻屑处理和丢弃的控制大都是靠法规推动的，也随着对钻屑排放引起的环境问题的了解而进展。 5.4 钻屑排放的环境影响 钻屑排放对海洋的环境影响已有人做过广泛的调查，有了较好的了解。首要的影响是

21、钻探区下部或靠近海床生物的物理窒息。这种影响的实际重要性是由排放的污染物的性质和组成决定的，它决定着生物能够重新占领影响区的速率。对于水基泥浆，重新占领的进程通常很快，一般在排放停止时就开始。 油基泥浆(OBM)排放具有长期的影响，由于钻屑带来的烃类浓度升高及周围的沉积物，或通过直接毒性，或通过缺氧环境的生成，对海洋生物产生严重的影响。在英国北海状态下，降解常常进展缓慢，影响可持续几十年。,36,5 实施控制技术消除或减少危害,对合成泥浆(SMs)的环境关心也集中在泥浆在海洋环境中的持久性上，即环境影响的持续时间。为了应对油基泥浆(OBM) 向海洋排放的越来越严格的限制，泥浆公司加速了泥浆的研

22、制，声称，新一类泥浆使用时的排放产物在海洋环境中的降解速度比OBM快得多。 海床调查和其它环境研究提供了越来越多的证据表明，SMs在油区条件下不会迅速降解。这也为实验室生物降解试验所证实。试验是由Scottish Office Agriculture, Environmental and Fisheries Department (SOAEFD)进行的，试验结果表明SM基泥浆（除酯外，不含油），从持久性看，与矿物油泥浆无差别。,37,6 法规框架,6.1 概要 贸易和工业部（The Department of Trade and Industry (DTI)）管理英国海上E&P工业环境方面的法

23、规。苏格兰政府农业、环境和渔业部（The Scottish Office Agriculture, Environment and Fisheries Department (SOAEFD) ）、环境、渔业和农业科学中心（The Centre for Environment, Fisheries and Aquaculture Science (CERES 前农业、渔业和食品部的一部分) ）为DTI提供专家科学支持。 英国是奥斯陆和巴黎委员会的签约方（Oslo and Paris Commission (OSPAR)），OSPAR管理向北海和东北大西洋海上排放的国际方面的法规。用于UKCS的法

24、规必须与OSPAR的决议一致，因此受到OSPAR其它签约方影响的压力很大，如荷兰、挪威、丹麦的德国等。,38,6 法规框架,6.2 控制向海中排放钻屑的法规 总结如下： 水基泥浆 水基泥浆(WBM)：对向海中排放WBM无专门控制要求，但向WBM添加的化学剂受海上化学剂通知程序（Offshore Chemicals Notification Scheme (OCNS)）的控制。 油基泥浆 油基泥浆 (OBM)：OBM的排放受到除防止溢油法（Prevention of Oil Pollution Act (1971)）以外的其它法规的控制。排放要求越来越严，钻屑中油(OOC)的限量10g/kg目前

25、已用于所有钻井 (01/01/97生效)。这一限量利用已成熟的技术是不可能达到的。具体来说就是，强制接受10 g/kg OOC的限量可看作排放OBM钻屑的有效禁令。,39,6 法规框架, 合成基泥浆 合成泥浆 (SM)：合成泥浆受海上化学剂通知程序（Offshore Chemicals Notification Scheme (OCNS) ）的控制，油基泥浆向海中排放只有泥浆位于该程序的最小危害一类(Group E)才可允许。其它SMs排放控制包括： OOC (如SM基油) 上限为100 g/kg。这一上限用于“当可以达到”要求这样做的情况，但是DTI越来越经常要求将它作为排放条件。 较大孔径(16 ins)部分不排放，除例外的环境外（业主向DTI证明这样做是可以的）No discharges from larger hole sections (16 ins)。 要求业主进行海床调查，对在油区条件下排放物的归宿非影响进行