تحلیل و بررسی علل  آتش سوزی چاه نفتشهر با استفاده از روشTripod- beta

 

الهام نصریانی، کارشناس HSE پالایشگاه آبادان

محمد یزدی، دانشجوی مهندسی HSE دانشکده نفت آبادان 

 

چكيده

حادثه یکی از عوامل مهم در نابودی پتانسیل های بالقوه موجود در صنایع است. بدون شک اولين گام در راستاي کنترل حوادث، آناليز آنها به منظور  شناسايي علل ریشه ای مي باشد. ریشه یابی حادثه به جهت ارتقای سیستم ایمنی و جلوگیری از تکرار حوادث مشابه از اصول برنامه های مدیریت ایمنی، بهداشت و محیط زیست است. باتوجه به اینکه یکی از مهمترین و شایع ترین حوادث در صنایع نفت وگاز، آتش سوزی می باشد، این الزام به وجود می آید که تحلیل و بررسی دقیقی از این امر در صنایع مذکور داشته باشیم. روش Tripod- beta یکی از روش های ریشه یابی حوادث است که به جهت نگرش خاص به عنصر خطای انسانی به طور وسیع در صنایع نفتی مورد استفاده قرار می گیرد. این روش توسط نرم افزارهایی از جمله Investigator3 قابل اجرا است که با هدف جلوگیری از وقوع حوادث مشابه انجام شده و بر پایه آموزش از حوادث قبلی استوار می باشد. موضوع اصلی این پژوهش  استفاده از این روش برای  تحلیل و بررسی علل وقوع حادثه آتش سوزی چاه شماره 24 نفتشهر، که در خردادماه 89 به وقوع پیوست می باشد. تحلیل های انجام گرفته و نتایج بدست آمده نشان داد که این روش، یک تکنیک ساده و مناسب برای بررسی علل ریشه ای حوادث می باشد.

 

واژه‌هاي كليدي: ریشه یابی حوادث، Tripod-beta، خطای انسانی، آتش سوزی چاه شماره 24 نفتشهر

 

 

مقدمه

در یک بررسی از حدود 2000 حادثه در سال 1989، بیمه cigna ادعا کرده است که در مناطق عملیاتی نظیر پالایشگاه ها، پتروشیمی ها، مخازن، سکوها و معادن، بیشترین خسارت وارده که در حدود نیمی از مجموع می باشد از سوی آتش سوزی بوده است. [1]دلایل عمده ای که در آتش سوزی های بزرگ بیان شده است، نشت و آزاد شدن سیال های قابل اشتعال و یا نقص فنی در تجهیزات فنی می باشد.

 

از آنجا که حادثه  یکی از عوامل مهم در نابودی پتانسیل بالقوه در صنایع می باشد، بررسی آن به جهت ارتقای سیستم ایمنی و جلوگیری از تکرار حوادث مشابه از اصول برنامه های مدیریت HSE می باشد. بنا به بیان ساچمن1 حادثه دارای 3 ویژگی می باشد: دور از انتظار است2، گریز ناپذیر است3 و بدون برنامه4 اتفاق می‎افتد. [2]

 

با توجه به اینکه روزانه به طور میانگین در حدود 6000 نفر در جهان جان خود را بر اثر حوادث شغلی از دست می دهند[3] می بایست فاکتورهایی که باعث ایجاد حادثه می شوند اعم از مدیریتی، فنی و انسانی شناسایی شوند تا از بروز حوادث تکراری جلوگیری شود.[4]

 

رویکرد عمده ای که در تجزیه و تحلیل ها مورد استفاده قرار می گیرد به 2 دسته کنشی(قبل از وقوع) و واکنشی(بعد از وقوع) تقسیم بندی می شوند. شناسایی خطرات، عوامل بالقوه آسیب رسان، ارزیابی و مدیریت ریسک و شناسایی جنبه ها و اثرات زیست محیطی به عنوان مهمترین ابزار در رویکرد کنشی و بررسی و تجزیه و تحلیل حوادث و رویدادها از مهمترین ابزار در رویکرد واکنشی به شمار می روند.[5]

 

حوادثی که در صنعت رخ می دهند از 3 سطح کلی علت برخوردارند: علل سطحی(مستقیم)، علل غیر مستقیم و علل ریشه ای یا نهان. علل سطحی به علت هایی اطلاق می شود که به طور مستقیم در ایجاد حادثه دخالت دارند. علل غیر مستقیم از اعمال ناایمن و یا از شرایط ناایمن سرچشمه می گیرند.

 

بررسی علل ریشه ای می تواند کمک زیادی به حل مشکلات ایمنی، بهداشت و محیط زیست نماید و تاثیر قابل ملاحظه ای در کاهش حوادث داشته باشد. از جمله این علل می توان به خطا در طراحی، نقص در خط مشی، آموزش ضعیف اشاره کرد. در سالیان اخیر برای بهبود اثربخشی تحقیقات در زمینه آنالیز حوادث تکنیک های مهمی توسعه یافته است. از جمله این تکنیک ها می توان به روش آنالیز درخت وقایع ,ETAترکیب   FTA,FMECAآنالیز مبنی بر تغییرات,What if Analysis Bow-Tie, FTA, Tripod-beta , DMAA (Data Mining for Accident Analysis) اشاره کرد که در این مقاله باتوجه به کیفی بودن روش Tripod-beta از این روش جهت آنالیز حادثه آتش سوزی چاه شماره 24 نفتشهر استفاده  می شود. این روش که در اواخر دهه 1980 مطرح شد، به طور گسترده ای در صنایع مورد استفاده قرار گرفت؛ از آن جمله می توان به رویدادهای مربوط به حوزه محیط زیست[6]، بررسی حوادث در شرکت توسعه نفتی شل(SPDC)  [7] و شرکت اکتشاف و تولید[8] اشاره نمود.

 

روش Tripod-beta

از میان انواع متد و روش های مرسوم در تجزیه و تحلیل حوادث، روش Tripod-beta به دلیل نوع نگرشی که در چگونگی کاهش عنصر خطای انسانی دارد، برتری ویژه ای نسبت به سایر روش ها یافته است. هدف این روش تقسیم کردن یک مشکل به چند علت اصلی می باشد و براساس آن علل ریشه ای با روش ساختارمندی مشخص می شوند. در این روش اطلاعات در یک نمودار منطقی درختی قرار داده می شوند و نتایج به صورت شماتیک نمایش داده می شود تا در نهایت اقدامات اصلاحی بر روی سیستم انجام پذیرد.[9]

 

این روش با تجزیه و تحلیل حادثه در 3 مرحله صورت می پذیرد که شامل موارد زیر است:

 

1- مشخص کردن زنجیره اتفاقاتی که باعث می شود یک منبع پتانسیل به یک رویداد تبدیل شود.

2- تعیین موانعی که می بایست جلوی اتفاق را بگیرند

3- تعیین عللی که باعث خطا و نقص در سیستم های کنترلی شده اند.[10]

 

هسته مرکزی این روش متشکل از 3 واژه رویداد5، مخاطره6، هدف7 می باشد.

 

رویداد: تغییر حالتی است که از طریق مخاطره روی هدف تاثیرگذار است.

 

مخاطره: منبع انرژی، ماده یا شرایطی است که پتانسیل ایجاد صدمه یا خسارت را دارد.

 

هدف: در این روش 4 گروه که هدف مخاطره قرار می گیرند بیان شده است: افراد، سرمایه، محیط زیست، اعتبار.

 

 

 

شکل1 . هسته اولیه Tripod-beta

 

 

دیاگرام Tripod-beta زنجیره ای از رویدادها را نشان می دهد که بر نامناسب بودن اقدمات کنترلی مربوط به هر خطر دلالت دارد. در این زنجیره باید مشخص شود چه اقدامات کنترلی در محل بوده که به طور مناسب عمل نکرده است و چه اقدامات دیگری لازم است.

زنجیره مسیر علت هایی که در وقوع یک حادثه نقش دارند در روش Tripod-beta به صورت زیر است:

 

 

 

شکل 2. مسیر علل در Tripod-beta

 

 

این درختواره در نهایت به صورت زیر در می آید:

 

 

 

 شکل 3. دیاگرام نهایی Tripod-beta

 

 

این روش مدلی است که به صورت شماتیک ترتیب خطاها را نشان می دهد

 

 

نرم افزارInvestigator3

 این نرم افزار بر این فرضیه استوار است: «جلوگیری به وسیله بررسی8» هدف در این نرم افزار این است که وقوع حوادث تکراری، به وسیله آموزش از حوادث پیشین جلوگیری شود. این نرم افزار از 2 روش،  Root cause و Tripod-beta پشتیبانی می کند. این نرم افزار قابلیت نگهداری از تمامی مدارک و داده ها را دارد و در نهایت پس از گرفتن اطلاعات مربوط به حادثه، نتایج خود را در غالب یک گزارش تحویل می دهد.

 

 

 

شکل4. صفحه کاری نرم افزارi3

 

 

چگونگی حادثه نفت شهر:

نفت شهر از روستاهای شهرستان سومار در استان کرمانشاه، دارای اقلیم گرم و خشک و  پوشش گیاهی استپی می باشد. در نفت شهر بیش از 30 حلقه چاه وجود دارد. نفت این منطقه از طریق لوله های 3 اینچی به پالایشگاه کرمانشاه ارسال می شود. میدان نفتی نفت شهر به لحاظ مرزی بودن با کشور عراق از لحاظ استراتژیک قابل اهمیت است.

نشت گاز از چاه شماره 24 در حین عملیات حفاری در عمق 613 متری در 8 خرداد89 باعث آتش سوزی مهیبی شد که مهار آن 38 روز تمام به طول انجامید. متخصصان شرکت ملی حفاری با ساخت دستگاه ابتکاری و فرستادن آن به عمق چاه توانستند  فوران چاه متوقف و آتش سوزی را مهار کنند.

برای ریشه یابی این حادثه می بایست علل اصلی و احتمالی که در وقوع این حادثه نقش ایفا کرده اند را بیان نمود. در بیان علل حادثه از آن دسته اطلاعاتی استفاده شده است که در منابع خبری رسمی منتشر گردید.

 

 

جدول شماره 1- علل قطعی و احتمالی در وقوع حادثه

 

ردیف

علل قطعی حادثه

علل احتمالی وقوع حادثه

1

خروج و نشت گاز و نفت از دکل چاه شماره 24 حفاری نفت شهر

شکستگی مخزن

2

هرز رفتن گل حفاری در عمق 613 متری چاه در لایه پنجم سازند گچساران

عدم توجه کافي به عمليات در زمان تغيير شيفت

3

عدم توجه مهندس ناظر به عملیات حفاری

 

4

تغييرات رخسارهاي زمين شناسي و عوال تکتونيک

 

       

                                                         

 

 

جدول شماره 2- پیامدهای حادثه نفت شهر

 

ردیف

پیامدهای وقوع این حادثه

1

کشته شدن 4 نفر از متخصصین نفت و زخمی شدن 12 نفر

2

تخریب کامل دکل شماره 114 حفاری

3

سوختن قسمتی از دکل شماره 118 حفاری

4

نابودی 13میلیون و 800 هزار دلار سرمایه

5

آلودگی هوا به دلیل افزایش ذرات معلق و گازهای آلاینده نظیر منواکسیدکربن و دی اکسیدگوگرد در هوا

 

 

با استفاده از نرم افزار مذکور، درختواره نهایی Tripod Beta به صورت زیر خواهد شد:

 

 

 

 

 

Figure 1

شکل شماره 5- درختواره نهایی

 

 

1- بر اثر پارگی جداره چاه، گاز به داخل مخزن نفوذ می کند که این مسئله توسط پرسنل و بازرسان گزارش نشد. در صورتی که اگر پایش ها و بازبینی ها با دقت و منظم صورت می گرفت، ورود گاز به داخل مخزن و حرکت آن به سطح زمین اطلاع داده می شد.

 

2- با وجود نشت گاز به داخل چاه و اطلاع مهندس ناظر از این امر، دستور توقف عملیات حفاری صادر نمی شود و عملیات ادامه پیدا می کند که این مسئله از کم تجربگی و عدم آموزش مناسب و یا عدم استفاده از سنسور و سیستم های هشدار دهنده ناشی می شود و انتظار می رود که کارکنان دکل های حفاری از حداقل خطرات مستعد در محیط باخبر باشند.

 

3- به نظر می رسد که برخلاف برنامه ریزی ها و پیش بینی هایی که از قبل بر روی این چاه صورت گرفته است، در هنگام حفاری وجود کلاهک گازی پیش بینی نشده بود و مخزن را در بالاتر از جایگاه اصی قرار داده بود. که وزن گل را باید متناسب با گاز در نظر می گرفتند اما چون ان را لحاظ نکرده بودند گاز وارد چاه شده و انفجار رخ داد.

 

4- هرزروی گل حفاری ناشی از خطا در مطالعات زمین شناسی و پایش غیر مناسب، باعث افزایش دمای مته حفاری به مقدار زیادی شد و باعث افزایش خطر انفجار در صورت وجود گاز گردید. به طور کل هرزروی گل حفاری خسارت عظیم سرمایه ای و جانی به دنبال دارد.

البته در این حادثه علل احتمالی دیگری مانند غیر استاندارد بودن جنس دکل، وجود دارد. همچنین عوامل جوی موثر در گسترش آتش سوزی مانند رطوبت نسبی هوا، جهت وزش باد و درجه حرارت هوا نیز به شدت گرفتن آتش سوزی در این حادثه کمک نمود.

 

نتیجه گیری

از اصول برنامه های مدیریتی HSE در سازمان ها، بررسی حوادث به جهت ارتقای سیستم ایمنی و جلوگیری از تکرار وقوع آنها می باشد. در این راستا روش Tripod-Beta به دلیل نوع نگرش خاصش به مقوله کاهش عنصر خطای انسانی و یافتن علل ریشه ای حادثه و در نهایت نمایش این نتایج در قالب شماتیک، از برتری ویژه ای نسبت به بقیه روش ها برخوردار می باشد. حادثه نفت شهر از حوادث تاریخی و مهم در صنعت حفاری کشور به شمار می رود که توانست در ابعاد مختلف انسانی، محیط زیستی و اقتصادی خسارت زیادی را وارد نماید. بنابراین بررسی و تحلیل این حادثه امری ضروری به نظر می رسد. همانطور که در  درختواره نهایی دیده می شود، وقوع این حادثه ناشی از 4 علت اصلی بوده است.

 

1- به دليل عدم دقت در تعيين وزن گل مورد نياز، گاز به داخل مخزن نفوذ می کند که این مسئله توسط پرسنل و بازرسان گزارش نشد. در صورتی که اگر پایش ها و بازبینی ها با دقت و منظم صورت می گرفت، ورود گاز به داخل مخزن و حرکت آن به سطح زمین اطلاع داده می شد.

 

2- با وجود نشت گاز به داخل چاه و اطلاع مهندس ناظر از این امر، دستور توقف عملیات حفاری صادر نمی شود و عملیات ادامه پیدا می کند که این مسئله از کم تجربگی و عدم آموزش مناسب و یا عدم استفاده از سنسور و سیستم های هشدار دهنده ناشی می شود و انتظار می رود که کارکنان دکل های حفاری از حداقل خطرات مستعد در محیط باخبر باشند.

 

به نظر می رسد که برخلاف برنامه ریزی ها و پیش بینی هایی که از قبل بر روی این چاه صورت گرفته است، در هنگام حفاری وجود کلاهک گازی پیش بینی نشده بود و مخزن را در بالاتر از جایگاه اصی قرار داده بود. که وزن گل را باید متناسب با گاز در نظر می گرفتند اما چون ان را لحاظ نکرده بودند گاز وارد چاه شده و انفجار رخ داد.

 

هرزروی گل حفاری ناشی از خطا در مطالعات زمین شناسی و پایش غیر مناسب، باعث افزایش دمای مته حفاری به مقدار زیادی شد و باعث افزایش خطر انفجار در صورت وجود گاز گردید. به طور کل هرزروی گل حفاری خسارت عظیم سرمایه ای و جانی به دنبال دارد.

 

البته در این حادثه علل احتمالی دیگری مانند عدم توجه کافي به عمليات در زمان تغيير شيفت، وجود دارد. همچنین عوامل جوی موثر در گسترش آتش سوزی مانند رطوبت نسبی هوا، جهت وزش باد و درجه حرارت هوا نیز به شدت گرفتن آتش سوزی در این حادثه کمک نمود.

 

از آنجا که اساس کار این روش در یافتن علل ریشه ای می باشد، می توان آن را نقطه آغازین اجرای راهکارهای لازم جهت کاهش احتمال وقوع حوادث مشابه دانست و مسلما برای تکمیل مطالعات در این خصوص می بایست به بررسی دقیق تر علل ریشه اي مربوط به هر حادثه پرداخت که در این حادثه استفاده از روش FTA جهت تکمیل نتایج بدست آمده در  روش Tripod-Beta پیشنهاد می شود.

 

با توجه به علل بیان شده در فوق راهکارهای زیر جهت کاهش احتمال وقوع حوادث مشابه پیشنهاد می شود.

 

1- پایش مناسب و منظم در هنگام انجام عملیات حفاری و نصب علائم هشداردهنده هنگام نفوذ گاز به داخل چاه و سطح زمین

 

2- ایجاد اقدامات آموزشی جهت ارتقای سطح دانش کارکنان در برابر خطرات محیطی در اطراف خود

 

 

3- مطالعات دقیق و کامل زمین شناسی که خود شامل موارد زیر است:

 

-      مشخص کردن ساختار زمین شناسی مخزن مورد نظر

 

-      استفاده از اطلاعات ساختار زمین شناسی مخزن نزدیک به این مخزن

 

-      کنترل حجم گل برگشتی از درون چاه، که اگر حجم گل برگشتی از حجم گل پمپ شده کمتر باشد نشان دهنده هرزروی گل است و اگر هرز روی گل شدید باشد باعث تخلیه ستون چاه و فوران آن می شود و اگر حجم گل برگشتی از چاه بیشتر از حجم گل پمپ شده باشد می توان گفت بیانگر وارد شدن یک سیال از یک منبع خارجی (مخزن مورد نظر) به ستون چاه باشد. که یا کنترل سطح گل حفاری درون مخازن می توان به افزایش یا حجم گل پی برد و قبل از فوران، چاه را مهار کرد

 

 

4- کنترل سرعت حفاری پیش از لحظه وقوع فوران: با ورود به مخزن، سرعت حفاری به علت متخلخل بودن سنگ افزایش ناگهانی پیدا می کند.

 

منابع:                                                                                                    

[1] Frank p.lees,(1996),“Loss prevention in the Process Industries”, vol2, chapter2/17, Table 2.12, Departman of chemical Engineering, university of united kingdom

 

[2] Frank p.lees,(1996),“Loss prevention in the Process Industries”,vol2,chapter26/2, Departman of chemical Engineering, university of united kingdom

 

[3] Joun sovamia,(2005),” facts on safety at work”, International labor office, Switzerland 

 

[4] Feyer A, Williamson,(1988),” Occupational injury  Risk prevention and intervention”,  1st edition, London, England.

 

 [5]بشیری نسب،محمود، (1388)، "تجزیه و تحلیل حادثه با استفاده از روش استخوان ماهی"، سومین همایش ملی مهندسی ایمنی و مدیریت HSE، دانشگاه شریف، تهران

 

[6] F. Otutu, S.A Agba,(2003),”Experience with Tripod Beta Methodology Applied to Serious Environmental Incident Investigation”, Middle East Oil Show, Shell Petroleum Development Company Nigeria Ltd , Bahrain

 

 [7] F. Otutu, S.Agba ,(2003),“Incident Analysis using the Root Cause (Tripod Beta) Methodology-An SPDC Experience”, Nigeria Annual International Conference and Exhibition , Shell Petroleum Development Company Nigeria Ltd (SPDC), Abuja, Nigeria

 

[8] Gower-Jones, van der Graf ,(1998), “Experience with Tripod BETA Incident Analysis”, SPE International Conference on Health, Safety, and Environment in Oil and Gas Exploration and Production, Caracas, Venezuela

 

 [9] فرشته میراج، (1384) ،"تجزیه و تحلیل ریشه ای حوادث به روش Tripod-beta "، اولین همایش ملی مهندسی ایمنی و مدیریت HSE، دانشگاه شریف، تهران

 

 [10]  Rudi Turksema,(2007),”Tripod beta and perfomance Audit”, International Seminar on Performance Auditing, oslo, Netherland

[11] Kelvin TOP-SET, “Incident Investigation & Analysis Software”, Investigatior3 brochure, Scotland , is available on :www.topsetgovernors.com/investigator3.htmlcom

 

 

1- Suchman

2- expectedness

3- avoidability

4- intention

5- Event

6- Hazard

7- Target

8- Prevention by Investigation

 

خبرنامه

اطلاعات تماسی

تلفن : ۰۲۱۲۲۹۲۴۹۸۷

ایمیل :‌ info [@] safetymmesage [dot] com

درباره پیام ایمنی

فعاليت سايت پیام ایمنی از سال 1382 همزمان با انتشار نشریه پیام ایمنی آغاز گرديد. هدف ما از طراحی اين سايت، ايجاد مرجعی کامل و كارآمد از موضوعات ایمنی، بهداشت، محیط‏ زیست و آتش‏ نشانی، به منظور رفع نياز محققين و علاقمندان در كشور است.


طراحی سایت و طراحی گرافیک توسط استودیو طراحی حاشیه