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。     

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.     

高含硫天然气埋地集输管道的安全管理研究

高含硫天然气从井场开采出来后通过集输管道输送到天然气净化厂处理,高含硫天然气集输管道是高危管道,一旦发生泄漏将会导致严重的安全事故,因此必须重视对集输管道的安全管理。为了确保高含硫天然气埋地集输管道的完整性和安全使用,某高含硫气田从预防和响应角度采取了一些管理措施,实施了智能清管、阴极保护等措施对管道内外部腐蚀进行控制和监测,以及时发现管道缺陷并修复,避免因腐蚀穿孔、应力腐蚀开裂等导致高含硫天然气泄漏事故的发生;在管道沿线安装了气体云成像泄漏监测系统和硫化氢点式探测器对管道进行实时监控,提升了高含硫天然气泄漏时的检测能力和响应能力,能够有效防止事故的扩大。     

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。     

高含硫气田安全环保控制技术

高含硫天然气井口一般应设置两套安全阀.一套是地面安全阀,用于一般事故状态下的紧急切断;一套是井下安全阀,位于井口以下约200 m处,用于极端危机情况(如井口发生火灾爆炸事故)下的紧急切断.此外,井口还应设置高低压传感器、易熔塞、井口压力温度传感器、硫化氢和可燃气体泄漏监测仪等.在钻井过程中,应采用录井监测技术为作业施工提供安全预警手段;在地面集输管网中应设计配置高效的天然气泄漏监测技术及气田生产紧急关断联锁控制技术.钻井、作业废液废渣处理技术及装置适宜处理高含硫酸性气田深井钻井和作业废液废渣的无害化处理,更适宜于处理常规气田的钻井和作业废液废渣.在产能测试中,含硫天然气不能直接排放处理,应采用热解焚烧技术,使硫化氢在高温下转换成低污染的硫氧化物.     

LDAR技术在高含硫气田的拓展应用

介绍了泄漏检测与修复(LDAR)技术在某高含硫气田天然气集输和净化装置的应用。通过对装置不同区域、不同密封点类型、不同介质进行全面建档检测和分类统计,并应用LDAR数据采集系统进行在线管理,共建档密封点51308个,检测共发现泄漏密封点35个,总泄漏率0.068%,修复35个,修复率100%。计算共减少硫化氢排放量0.01678 t/a、燃料气排放量0.31701 t/a,减排率为100%。对比泄漏点修复前后装置的安全风险值,可知风险值普遍降低。通过将LDAR技术应用于高含硫气田,有效降低了硫化氢和天然气泄漏安全风险,拓展了LDAR技术的应用范围,为高含硫气田开展泄漏风险预警提供了判断依据。     

川渝地区高含硫气田开发的HSE保障体系建设探讨

高含硫气田的大规模开发在国内尚处于起步阶段,为了有效降低开发过程中的安全风险,建立相应的HSE保障体系很有必要。针对川渝地区高含硫化氢气田特点,结合中国石油西南油气田公司LG气田HSE示范工程建设成果、中国石油与美国雪佛龙石油公司在川东北高含硫化氢气田合作开发经验以及中国石化普光气田开发实践,系统分析了高含硫化氢气田开发HSE标准体系建设需求,提出了从定量风险评价、安全防护距离确定、应急处置程序、环保管理、职业健康管理等方面完善HSE标准体系的建议;另外,根据定量风险评价、三维扩散事故后果模拟技术制订安全规划,设置安全距离与应急计划区,从应急机构与装备、应急预案与企地联合应急演练等方面,提出了应急保障体系建设要求。该研究成果对高含硫气田安全、清洁、高效开发具有借鉴意义。     

复杂地形条件下含硫天然气开发定量风险评价技术

含硫天然气开发风险主要来自于井喷或地面设施失效时硫化氢泄漏扩散引起的中毒。为了开展复杂地形条件下含硫天然气开发定量风险评价,在含硫天然气泄漏扩散模拟中引入计算流体力学,运用复杂地形数字高程模型和网格划分技术,模拟事故状态下硫化氢的时空分布,并基于定量风险评价基本原理集成了复杂地形条件下的定量风险评价技术。以位于复杂地形下的某含硫气田发生天然气井喷泄漏事故为例,运用“含硫天然气泄漏扩散中毒定量风险评价软件”进行了个人风险值和社会风险值的计算。结果表明,基于数值模拟的定量风险评价技术较常用的拉格朗日烟团模型计算出的风险等值线,更能够客观真实地反映复杂地形条件下的风险水平分布。     

高含硫气田地面集输建设的实践和认识

〗高含硫气田因高含硫化氢而引发的毒性及强污染性、强腐蚀性、易冰堵和单质硫沉积等特殊性及复杂性，大大增加了地面集输系统的安全环保风险。为了避免高含硫气田在生产中最有可能发生的由于管道和设备腐蚀穿孔、开裂而引起泄漏、火灾、爆炸等重大安全环保事故，防止影响正常生产的冰堵和硫堵事故发生，必须从设计开始，在制造、施工、检测、试运生产的各个阶段重点抓好以下工作：防止泄漏、控制泄放，严防重大安全环保事故发生；高度重视腐蚀控制，以免危及安全；防止天然气水合物冰堵和元素硫沉积影响气井正常生产。     

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。