普光气田集输系统安全控制与应急管理

我国高含硫气田大规模开发尚属首次,缺乏成熟配套的安全控制技术、标准规范和管理体系,安全生产和应急处置面临一系列技术难题。普光气田硫化氢含量高、压力高、集输系统点多线长,泄漏监测与安全控制要求高,同时由于地形复杂,人口密集,应急处置和应急疏散难度大。为此,①通过建立含硫天然气泄漏山地扩散模型,对不同生产区域的安全防护距离进行了优化,确定了我国高含硫气田的安全防护距离;集成红外、激光、电化学和无线远程监测,形成了平面布局、立体布防、全方位的天然气泄漏多元监测体系;优化气井、集输、净化、外输紧急关断系统的逻辑关系,创建了大型高含硫气田上下游一体化的4级联锁关断系统。②应用含硫天然气泄漏山地扩散模型划分应急区域,建设了最大规模的紧急疏散通讯系统,通过应急疏散能力评估对应急道路进行了优化,研发了山地消防坦克和远程点火等装备,建立了完整的应急处置、人员疏散与应急救援体系,形成了复杂山地高含硫气田大规模应急疏散与救援技术。这些措施为该气田绿色、高效开发提供了安全保障。     

《高含硫气田安全开发风险评价及保障技术研究与应用》通过四川科技厅鉴定

日前,由中国石油西南油气田公司安研院负责的项目《高含硫气田安全开发风险评价及保障技术研究与应用》通过四川省科技厅组织的2013年科技成果鉴定。该项目成果包含了近年来安研院为保障高含硫气田安全、高效、清洁开发而研究形成的高含硫气田开发全过程危险有害因子识别与控制技术、基于计算流体动力学（CFD）的三维复杂地形高含硫天然气泄漏扩散定量风险评价技术,     

含硫化氢天然气集输管道公众安全防护距离分级标准讨论

我国含硫气田开发迫切需要建立含硫化氢天然气集输管道公众安全防护距离分级标准,以满足政府监管、管道建设和公众保护的需求.以普光气田含硫化氢天然气集输管道为对象,依据能源保护委员会(Energy Resources Conservation Board)标准划分公众安全防护距离,指出我国标准建立面临搬迁成本过高和公众防护不足的问题.根据硫化氢最大泄漏体积,推荐我国含硫化氢天然气集输管道公众安全防护距离分为3级,并建立与含硫化氢天然气井一致的最小安全距离;针对公众防护问题,推荐管道运营企业在本质安全、管道控制及应急救援方面可采取的事故控制措施,以配合标准实施,降低公众风险.     

川东高含硫天然气井采气作业安全评价系统研究

四川盆地含硫天然气产量占总产量的80％。而我国已发现的、开发的气藏主要分布在四川盆地,该盆地的2／3气田含硫化氢。针对川东高含硫气井开采作业过程中存在的不可抗拒风险因素及其潜在的事故特征进行系统性研究,运用合理的评价方法,建立一套风险评价系统,进行科学、准确的安全风险评价,有针对性地监控和规避事故发生的可能性,是当前高含硫气井开采过程中的高风险作业环节急需解决的主要难题,也是我国石油企业HSE体系走向信息化、动态化的一种新的探索。为控制高含硫气田开发风险和降低事故成本,开展对高含硫天然气作业安全风险评价体系的研究具有重要的现实意义和应用价值。运用事故树分析法确定高含硫天然气开采作业过程中主要的安全风险因素。运用模糊层次分析法,构建了高含硫气井开采作业风险因素层次结构体系,建立了高含硫气井开采作业安全风险评价系统模型。运用所开发的高含硫气井开采作业安全评价软件对川东某高含硫气井采气作业系统进行了风险评价,验证了风险评价体系的可靠性。该评价系统的建立可以为今后川东高含硫气井开采作业过程的HSE体系提供一种科学、便捷的信息化与动态化的安全评价与管理模式。     

防毒庇护所在高含硫气田中的应用

当高含硫化氢天然气发生连续大量泄漏时,防止生产现场人员中毒,是目前和今后一段时期内安全开发高含硫化氢气田首先面临的重要现实问题。目前常用的应急点火法和应急撤离法都具有现场操作的不确定性,经验表明在高含硫化氢开发生产现场,设置事故状态下供人体呼吸用的稳定可靠的合格气体及气源,是控制事故规模及后果的最佳方式。中国石油西南油气田公司川东北气矿首次从挪威UNITEAM公司引进了2台初次设计制造的防毒庇护所。防毒庇护所的紧急空调系统可提供新鲜空气并保持内部50 Pa的正压,能满足为10个人提供不少于2 h的安全庇护时间。为此,介绍了防毒庇护的理念、防毒庇护所的工作原理、结构组成和使用方法,并通过分析,对防毒庇护所的内部空间利用、噪声控制及安装运输等提出了改进意见,指出经改进后的防毒庇护所,在不久的将来将会成为高含硫天然气生产现场的重要安全设施,在高含硫气田开发中具有广阔的应用前景。     

含硫气井定量风险分析技术标准探讨

随着近年来我国众多含硫化氢气田相继投入开发,含硫气井安全规划标准,特别是定量风险分析标准的制订变得十分必要和迫切。为此,分别对含硫气井定量风险分析技术标准的制订原则、适用范围、框架结构进行了分析,提出了适合我国国情的井喷事故概率的数值统计分析方法及参考值,事故后果分析方法及要求,定量风险计算方法及可接受风险水平等关键技术参数及主要技术内容。研究成果可用于指导我国含硫气井定量风险分析标准的制订,将使我国对含硫气田开发实施定量风险评价和管理成为可能。     

应急管理系统在高含硫气田开发过程中的应用

针对高含硫气田开发的高风险特征,四川某高含硫气田作业区建立了基于GIS技术的应急管理系统。该系统集成了气田的安全控制中心、应急预案体系、安全预警系统、社区报警系统、社区应急疏散系统和生产、气象、地理、人居等数据模块,结合真实生产工艺及设备三维实景,实现了气田生产可视化、异常可视化、应急可视化,形成了一套高含硫气田安全高效开发应急管理系统,提升了安全管控能力,可为类似气田的开发应急管理提供借鉴。     

高含硫气田开发安全防护距离探讨

在高含硫气田作业场所设置安全防护距离,可以在发生井喷、含硫天然气泄漏事故时减少火灾、爆炸、H2S中毒等造成的人员伤亡,是控制和降低安全风险的有效手段之一。为此,分析了国内外相关安全标准对含硫气田安全防护距离的要求,并以四川盆地某高含硫气田为例,应用国内外相关标准或方法计算井场、集气管道及净化厂的安全防护距离,开展对比分析。结果表明,依据不同的方法确定的安全防护距离偏差较大,因此建议采用定量风险评价的方法作为确定搬迁距离的依据,采用EUB推荐的查图法及公式快速确定或依据计算的150 mg/m~3 H_2S包络线范围确定应急撤离距离。针对高含硫气田开发,建议采用以下措施降低风险:(1)设置紧急截断系统,减少含硫天然气潜在泄漏量;(2)提升装置本质安全,减少事故发生概率;(3)提高应急保障水平,减轻事故影响。     

油气田硫酸盐还原菌控制技术应用探讨

随着国内高含硫气田的相继开发,这些气田的安全评价工作越来越得到国家和行业部门的重视,对于政府和公众所关心的安全距离问题,现有的安全评价技术只能从标准、规范的要求来进行评价,不能结合工程的特点和实际情况,科学、合理地提出相应的措施。故针对高含硫气田开发的特点,提出了基于定量风险评价技术的安全评价程序和方法,并就该方法的运用进行了探讨。     

普光气田天然气集输关键技术简析

普光气田是国内开发的第一个特大型高酸性气田,建设规模为105×108m3/a,天然气中高含硫化氢、二氧化碳.地面集输系统地处人口密集的山区,沟壑纵横,水系发达选择怎样的集输工艺、控制技术,使高含硫化氢、二氧化碳的天然气安全平稳输送至净化厂,成为气田开发的关键.在优选国外先进高含硫天然气集输工艺的基础上,结合普光气田的实际,确定了全湿气加热混输工艺为主,数据采集与生产监控、腐蚀监测与控制、泄露检测与应急关断、污水集中处理与回注等配套关键技术.通过一年多的生产检验,集输系统运行安全平稳,为高含硫气田的开发提供了良好的借鉴.     

高含硫气田钻井、完井主要难点及对策

针对高含H₂S和中含CO₂气田特点,分析认为：除油气勘探开发本身的高隐蔽性和高风险外,其高风险还突出表现在H₂S和CO₂带来的强腐蚀性和剧毒性两个方面。这些风险又主要集中在钻、完井（包括修井）两个主要环节上。在此基础上总结出川渝地区高含硫气田钻、完井的主要难点,并提出应牢固树立“安全第一、环境优先、以人为本”理念;认真总结已开发高含硫气田钻、完井经验与教训;深入开展高含硫与中含CO₂共存的腐蚀与防护技术研究;进一步强化以井控和工程质量为主的钻、完井工艺技术,严格执行高含硫钻、完井特殊技术措施和管理要求;制定和完善高含硫气田钻、完井石油行业和企业标准,严格规范钻、完井行为;高度重视和加强员工队伍和专家队伍建设,努力提高队伍的整体素质;建立和完善高含硫钻、完井HSE工作体系;制定和完善涵盖钻、完井各环节和各层次的应急预案等主要对策。     

川渝油气田完井液、压井液体系的应用技术

针对川渝油气田砂岩和碳酸盐岩储层渗透率差异大,黏土或泥页岩易发生水化膨胀,深井、高温、高矿化度、异常高压或高含H2S;CO2酸性气藏等因素的多变性难题,结合HSE的要求,提出了特定地层井况对完井修井作业的建议:①根据特定地层井况对完井修井作业进行专门的完井液、压井液方案设计;②研制新型高效的增黏剂、降失水剂、增效剂、温度稳定剂、防垢剂、除硫剂和缓蚀剂等添加剂来满足不同油气地层条件的需要;③选用可生物降解性好、低毒性的材料来提升完井液、压井液的环保功能;④通过优化完井液压井液体系配方技术和集成化技术的系统研究,以满足川渝油气田不同储集层条件的油气井完井与修井等安全作业以及HSE的要求。     

高含硫气井安全隐患治理技术思路与实践

针对四川盆地东部地区高含硫气井在前期开发过程中因气井本身结构的不完整性和复杂的地质构造、人居环境,导致部分气井存在一定安全隐患的问题,为实现其安全隐患的科学治理、彻底根治,结合四川东部地区含硫气井的特点和完井现状,通过对完井管柱、完井套管、固井、复杂地质结构及气井本身完整性等的综合分析,形成了高含硫气井安全隐患分析及综合评估方法,对油层套管固井质量未达标、油层套管固井质量合格、产量低无经济开采价值的高含硫气井进行分类,形成各具特色的治理技术思路,并制订了产层封闭、井筒薄弱段及关键泄漏部位封堵等的永久封闭配套技术方案。通过现场实践,达到了科学治理、不留隐患的隐患治理要求,所形成的高含硫气井安全隐患治理的隐患分析方法、治理技术思路和永久封闭配套技术,对类似气井的安全隐患综合治理工作具有指导意义。     

基于H2S毒性负荷的山区含硫气井应急计划区的划分方法

研究山区含硫气井应急计划区划分方法,为制订其安全生产标准提供科学依据。选择典型山区地形的3口含硫气井,采用大涡模拟方法,模拟了不同H₂S释放速率、不同风速和风向、不同井喷点火时间的组合条件下H₂S在大气中的扩散浓度场。用积分方法计算了各井H₂S毒性负荷的时空分布,研究了H₂S毒性负荷与H₂S释放速率之间的关系,建立了以H₂S释放速率为指标的山区含硫气井应急计划区的划分方法。结果表明,本次分析所用的591口H₂S释放速率大于零的川渝地区含硫气井中,16.75%的含硫气井应急计划区半径大于公众安全防护距离。对于中国主要含硫气井集中分布在人口密集的川渝地区的实际情况而言,该方法是比较适用且可行的。     

创新驱动助推磨溪区块龙王庙组大型含硫气藏高效开发

四川盆地安岳气田磨溪区块下寒武统龙王庙组气藏是我国迄今探明的最大规模单体整装碳酸盐岩气藏。该气藏具有储 量规模大、单井产能高等一系列优势，同时也存在着诸多影响高效开发的复杂情况，如中含硫化氢、缝洞储层低孔隙度及强非均质性、 气水赋存形式多样、超压与应力敏感关系密切等。目前，世界上已开发的寒武系大型碳酸盐岩气藏极少，对其特殊开发规律的认识 也存在着一些盲区；而大型含硫气藏开发建设投资较大，开发前期评价阶段试采严重受限，快速建产难度大，潜在风险高。针对上 述难点，结合国家强化清洁能源供给保障的战略需求，中国石油西南油气田公司对该气藏开展了大规模的高产井培育、优化开发设计、 快速优质建产和HSE 保障升级的攻关研究和现场试验。通过技术与管理模式的创新，仅用3 年时间就高质量、高效率、高效益地将 其建成为年产能力超过100×10⁸ m³ 的现代化大型气田，生产规模和开发指标均达到预期效果，成为中国大型气藏高效开发的新典范， 其成功模式可为国内不同类型气藏开发所借鉴。     

高含硫气藏开发技术进展与发展方向

四川盆地已探明高含硫天然气储量超过9 000×10⁸m³,占全国同类天然气储量的比例超过90%。作为中国高含硫天然气开发的主战场,四川盆地已有近47年的高含硫气藏开发历史,积累了丰富的开发成果和技术经验,同时“走出去”支持海外天然气合作开发,代表了中国高含硫气藏开发的最高水平,并引领我国高含硫气藏开发的技术发展方向。分析了高含硫气藏开发的特点与难点,总结了高含硫气藏开发方面形成的28项开发特色技术,指出了技术发展方向。     

实现川渝地区天然气产运销协调管理的主要措施

中国石油西南油气田公司在川渝地区已形成较为完善的天然气产运销系统,区域内天然气市场高度发育。近年来,随着国民经济的持续快速发展,天然气供需矛盾日渐突出,需要做好天然气产销平衡,保障市场稳定,确保供用气双方协调发展。针对天然气产运销形势和特点进行了分析,该公司在产运销协调管理方面的做法主要有：充分挖掘现有生产潜力,加快新区产能建设;加大管道建设、保护及安全隐患整治力度,注重应急处理,加强内外协调,保障产销平衡;采取积极有效的营销策略,做到“经济、政治、社会”三大责任相结合。提出如下建议：①通过加快产能建设,理顺天然气价格机制,从产、销两方面同时解决天然气产销平衡问题;②加快川渝地区管网与全国天然气管网的沟通、连接,适时建设储气库,以解决川渝地区调峰及生产应急问题;③严格执行气田开发纲要,保持合理的储采比,注重持续发展。     

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四川气田含Ｈ２Ｓ和ＣＯ２的天然气管道内壁腐蚀环境恶劣、腐蚀情况较为严重。气田从开发生产以来已发生过数十起因管内腐蚀引起的输气管道爆破事故,造成了很大的损失,影响了气田的安全生产。采用内防腐涂层是抑制管道内壁腐蚀的有效手段。氢渗透检测技术可通过在现场监测涂层膜下腐蚀反应产生的氢渗透电流的变化情况,综合评价实际工况条件下介质的腐蚀性和管道内防腐涂层的性能。利用该技术,在四川气田川西北矿区含Ｈ２Ｓ天然气管道上对耐Ｈ２Ｓ、ＣＯ２专用内防腐涂料的防腐效果进行了分析、评价。