含硫天然氣開發(fā)的安全防控

中石油西南油氣田川東北氣礦 趙星淋 中石油西南油氣田物資分公司 高立洪 中石油渤海石油裝備制造有限公司遼河鉆采裝備分公司 張放丨文、圖

開發(fā)天然氣過程中，往往天然氣含有較高的硫份具有較大腐蝕能力，并可致人員中毒，因此天然氣泄漏事故會對人身安全以及自然環(huán)境造成很大影響。由于含硫天然氣的危險特征，必須對其開發(fā)過程中存在的各類風(fēng)險因素進行科學(xué)有效的識別，并建立相應(yīng)的安全管理體系，以確保作業(yè)安全。

開發(fā)過程中存在的問題

有毒物質(zhì)導(dǎo)致開發(fā)風(fēng)險提高

含硫天然氣中含有硫化氫、二氧化碳等物質(zhì)，硫化氫是一種有毒氣體，人體在硫化氫的環(huán)境中會出現(xiàn)呼吸困難的現(xiàn)象，吸入量過多還會導(dǎo)致死亡。國內(nèi)多數(shù)的天然氣田處于人口眾多的地區(qū)，如果發(fā)生泄漏將造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡情況。因此，必須對含硫天然氣開發(fā)過程中的風(fēng)險危害進行判斷，科學(xué)合理地對其評估，并制定完善的應(yīng)急措施。

侵蝕致管網(wǎng)運行維護難度提高

開采出來的含硫天然氣中主要有水分、硫化氫和二氧化碳，在輸送管道中會形成酸性環(huán)境，侵蝕集輸管道和相關(guān)的處理設(shè)施，所以輸送含硫天然氣的管道應(yīng)進行防腐蝕處理，加強對管道的運行維護力度。

天然氣集輸管道

同時，由于含硫天然氣會對輸送管道和相關(guān)設(shè)施造成侵蝕，還可能導(dǎo)致管道泄漏而引發(fā)安全事故，所以管道和處理設(shè)施的耐腐蝕材料選取和加工質(zhì)量必須滿足惡劣條件下的有效運行。必須加強對天然氣開采及輸送過程中的監(jiān)管和運行維護人員業(yè)務(wù)能力方面的培訓(xùn)，保證其具備充足的理論知識和熟練的技術(shù)能力，在發(fā)生緊急事件時可以有效應(yīng)對。

風(fēng)險因素判斷和評估方法

天然氣中的硫化氫成分所具備的有毒性質(zhì)和腐蝕能力是開發(fā)過程中最重要的風(fēng)險因素。如果天然氣田處于地勢相對較低的地區(qū)，一旦發(fā)生天然氣泄漏事故，含硫氣體會在低處匯集，如該區(qū)域人口較多，會給緊急事件的處理帶來較大困難，所以，天然氣開發(fā)過程中所處的外部條件也是需要重點考慮的因素。

安全評估流程

對含硫天然氣田開發(fā)過程進行安全評估應(yīng)該結(jié)合生產(chǎn)實際，關(guān)鍵對安全設(shè)計是否符合使用要求、存在的風(fēng)險概率和可能造成的損失、緊急事件發(fā)生后的應(yīng)急處理程序和措施進行安全評估。

安全評估辦法

一般采用風(fēng)洞模擬法、檢查表法、類比研究法、風(fēng)險矩陣等來進行安全評估，須建立含硫天然氣開發(fā)全過程的風(fēng)險因素數(shù)據(jù)庫，并制定好針對風(fēng)險因素的處理辦法。

1.應(yīng)用檢查表法來進行統(tǒng)計和評估

集輸管道內(nèi)腐蝕檢測評價圖

對于含硫天然氣進行開發(fā)過程中的安全設(shè)計是否符合使用要求方面，應(yīng)用檢查表法來進行統(tǒng)計和評估，參照相關(guān)行業(yè)標(biāo)準對含硫天然氣工程項目安全設(shè)計的每一項內(nèi)容進行符合性檢查，所開發(fā)地區(qū)內(nèi)各種設(shè)施間的距離、開采流程安全防護、各種配套的保護設(shè)備以及防腐蝕辦法等是評價的關(guān)鍵部分。

2.建立風(fēng)險因素數(shù)據(jù)庫

對國內(nèi)外含硫天然氣開發(fā)過程人員中毒事件的原因進行整體性科學(xué)分析，把各種風(fēng)險因素和可能對環(huán)境造成的破壞等納入數(shù)據(jù)庫內(nèi)。

3.風(fēng)險矩陣分析

對含硫天然氣開發(fā)可能產(chǎn)生的危害和發(fā)生概率利用風(fēng)險矩陣分析，對整個開發(fā)過程中存在的各種風(fēng)險因素進行判斷，并確定處理辦法。

4.利用風(fēng)洞實進行數(shù)據(jù)仿真

模擬硫天然氣泄漏后有害物質(zhì)彌散的基本順序，并以此作為集輸管道上的相關(guān)控制閥門設(shè)置、應(yīng)急疏散區(qū)域設(shè)計和劃分、天然氣放空火炬布置的參考。

5.定量風(fēng)險評估

對含硫天然氣開采系統(tǒng)失效的可能性及其后果和影響大小進行評估，對不同的風(fēng)險進行比較，確定工程項目是否應(yīng)該繼續(xù)進行，同時制定出減小風(fēng)險的辦法。

集輸管道防腐蝕管理

含硫天然氣田具備酸性的特征，會對集輸管道和相關(guān)設(shè)施造成侵蝕，影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，保證集輸管道的完整性管理可以有效應(yīng)對該類問題。這主要包括3方面工作：

1.管道腐蝕情況進行檢測分析

在含硫天然氣田開采利用過程中，對集輸管道完整性影響最大的是管道內(nèi)壁的腐蝕情況，應(yīng)加強檢測，系統(tǒng)評估管道內(nèi)壁的具體腐蝕情況，對無法實現(xiàn)有效檢測的問題提出解決措施。

2.對集輸管道進行有效評估

對象包括集輸管道缺陷，集輸管道剩余使用年限預(yù)計、集輸管道所用材料。

3.準確檢測評估

場站區(qū)域內(nèi)的集輸管道鋪設(shè)于地下的情況較為復(fù)雜，因此首先要創(chuàng)新管道內(nèi)腐蝕探測技術(shù)，再利用超聲波、射線等非接觸式檢測技術(shù)，做好場站管道腐蝕情況的準確檢測評估。

應(yīng)急演練現(xiàn)場

安全管理措施及建議

1.完善應(yīng)急管理制度

應(yīng)制定好針對含硫天然氣田各種安全問題的風(fēng)險管理體系，制定科學(xué)有效、切合實際的防范手段，增強管理人員的理論知識?？偨Y(jié)國內(nèi)外氣田事故的相關(guān)教訓(xùn)，制定風(fēng)險應(yīng)對計劃，對不同安全等級的氣井，采用不同的管理方法。完善應(yīng)急管理制度，在出現(xiàn)緊急事件時能及時有效處理。

2.成立共同的應(yīng)緊管理領(lǐng)導(dǎo)小組

應(yīng)讓各部門建立起協(xié)同的應(yīng)急管理機制，與具備天然氣安全管理能力的企業(yè)或部門達到協(xié)議，以便在緊急事件發(fā)生時,能實現(xiàn)資源的有效配置。此外，成立共同的應(yīng)緊管理領(lǐng)導(dǎo)小組以保證有效指揮調(diào)度。平時則要加強雙方溝通，注重應(yīng)急演練，不斷提升雙方應(yīng)急處理方面的配合能力。

3.建立應(yīng)急保障團隊

保證應(yīng)急資源的有效性，并能實現(xiàn)隨時調(diào)用