陆上含硫气井安全规划方法探讨

本文对我国陆上含硫化氢天然气井的安全规划方法进行了研究。通过对国内外含硫气井安全规划方法及支撑技术手段的调研，结合我国含硫气井实际情况，提出了以公众防护为目标，以含硫气井分级方法为基础，以事故后果分析及定量风险分析为支撑技术手段，以公众安全防护距离及应急计划区划分为主要内容的含硫气井安全规划方法，并就新建及已有含硫气井分别加以了讨论。该方法为含硫气田勘探开发的政府安全监管及企业安全管理提供了参考依据。     

基于公众安全防护的含硫气井分级监管建议

通过对我国含硫气井安全生产监管现状的调研，对比国外含硫气井安全监管的作法，分析了我国含硫气井安全生产监管工作中公众安全保护方面存在问题。基于含硫气井公众危害程度分级方法，结合我国实际情况，从公众安全防护的角度，提出了实施含硫气井分级监管的若干建议。本文的研究结果，可以为我国含硫气田安全监管工作进一步完善提供参考。     

含硫气井公众危害程度分级方法研究

本文对我国陆上含硫化氢天然气井的公众危害程度分级方法进行了研究.通过对国内外含硫气井分级方法的调研,利用含硫气井数据统计分析、事故后果数值模拟等技术手段,结合我国国情,提出了以硫化氢释放速率为分级指标、将含硫气井按公众危害程度划分为三级的分级方法,提出了硫化氢释放速率的计算方法,并对我国含硫气井进行了分级.     

“基于情景构建高风险油气田重大事故应急准备理论及关键技术研究”获2013年度“神华杯”中国职业安全健康协会科学技术奖二等奖

基于情景构建高风险油气田重大事故应急准备理论及关键技术研究项目由中国安全生产科学研究院、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司共同完成。该项目属于安全科学技术学科的公共安全领域,包括高风险油气田重大事故情景构建理论与方法、应急准备规划区技术与方法、应急准备关键技术研发与应用等主要内容。在项目总体设计中,以公众保护为核心目标,采用现代应急准备理论与方法,从科学、技术和工程应用三个层面,提出了重大事故情景构建理论,建立了基于现场调查、实验及计算的井喷事故情景原型,提出了井喷事故后果三维数值模拟技术,建立了基于井喷事故情景的应急准备规划区划分方法,针对我国高含硫油气田生产的特殊风险和钻完井特定高风险期间在安全与应急管理上的科技需求,提出了基于情景一任务一能力的应急预案编制技术,研发了基于风险管理的井喷事故现场监测预警技术及系统,提出了基于情景应对的公众保护技术,项目成果具有理论创新、学科融合和应用有效等显著特点。     

含硫气井完整性风险等级预测研究

为保证含硫气井在开发过程中安全高效生产,提出一种基于主成分分析(PCA)和BP神经网络的含硫气井完整性风险等级预测模型。首先,采用Bow-tie方法得到含硫气井完整性失效风险因素,通过模糊评价法对风险因素进行量化处理;然后,利用PCA提取综合指标,并结合BP神经网络得到预测模型,进而得到风险等级。研究结果表明:通过PCA能使BP神经网络的输入数据由28个减少至4个,所建模型的风险等级预测精度高于未经PCA的BP神经网络;通过PCA与BP神经网络结合的预测模型可识别含硫气井开发过程中完整性失效的风险因素,完善了含硫气井风险等级预测技术。     

高含硫油气矿安全管理与应急系统研究

为了使高含硫油气矿的安全管理与应急更直观高效,通过研究地理信息系统(GIS)空间分析技术、事故演化动态过程模拟等技术,基于应急过程驱动,开发了高含硫油气矿安全管理与应急系统.该系统主要研究高含硫油气矿的安全管理以及井喷事故应急处置流程的数字化,包括井喷风险分级管理、公众防护、事故后果预测模拟、人员疏散以及应急辅助决策等功能.研究表明,该系统能为高含硫油气矿安全管理和应急决策提供重要手段.     

含硫化氢天然气井公共安全技术标准体系比对研究

含硫化氢天然气井重大事故对公众安全具有重大危害,建立和完善含硫化氢天然气井公共安全技术标准体系,对于加强含硫气井应急管理,保护人民群众生命健康安全具有重要意义。针对含硫化氢天然气井公共安全技术标准,调研了加拿大和美国等国外含硫气井开发典型地区的含硫化氢天然气井公共安全技术标准体系,分析了其体系构成和标准内容,总结了其特点,比对国外含硫化氢天然气井公共安全技术标准体系,基于对国内的调研,分析了我国含硫化氢天然气井公共安全技术标准体系存在的不足;通过对国内外三百多项相关标准的调研和比对分析,基于我国实际现状,分析提出了标准体系建设的相关建议,为我国含硫化氢天然气井公共安全标准体系的完善和标准制定工作提供参考。     

含硫气井井筒完整性风险评价研究

针对含硫气井开发过程中井筒完整性失效风险,建立了含硫气井风险评价模型。采用Bow-tie模型将井筒完整性的失效形式分为水力屏障失效、实体屏障失效和操作管理屏障失效3个方面,确定了含硫气井井筒完整性失效的28个风险因素;基于层次分析法定量确定了各风险因素的权重,通过风险矩阵法评估了风险因素发生的可能性与严重程度,实现了对井筒完整性风险等级的划分。将以上方法对某含硫气井进行了应用,确定了该井的风险等级及主要风险因素。研究结果表明:建立的风险评价模型能够对含硫气井井筒完整性进行评价,确定风险等级。该方法的应用有助于降低含硫气井的事故风险,可为含硫气井完整性现场管理提供参考。     

基于Fluent的井喷失控有毒气体扩散模拟研究

井喷是石油工业生产中比较常见的一种事故,特别是高含硫气井井喷后会造成重大的人员伤亡,研究H2S气井井喷后毒气扩散规律具有重要现实意义.基于重庆开县“12·23”井喷事件的初始数据,建立了具有障碍物的含H2S气井井喷事故模型.运用Fluent软件对不同高度的障碍物、不同风速、不同井口释放速率三种工况下的含H2S气井井喷扩散情况进行了模拟研究,得出了三种工况下1000ppmH2S的最远扩散距离,为高含硫气井的应急疏散和安全规划提供参考.     

国内外含硫气田应急预案编制对比分析研究

含硫气田井喷事故严重威胁着公众生命和财产安全,成为制约含硫气田开发的重要因素。本文对比国内外在含硫气田应急预案编制方面的先进理念和技术,分析我国在含硫气田应急预案编制工作中仍然存在的问题,针对我国实际情况,提出加强含硫气田应急预案科学性、合理性、可操作性和针对性方面的具体建议和对策措施。     

含硫气田井喷事故行动计划(IAP)编制研究

本文对国内外事故行动计划的研究进展进行了系统性总结,分析了含硫气田井喷事故发生的原因以及特点.结合我国现行的事故应急工作体系,将事故行动计划应用在含硫气田井喷事故应急工作中,提出了针对含硫气田井喷事故的事故行动计划编制方法,建立了包括现状分析、设立事故目标、确定应急组织体系和职责、制定应急处置措施、调配应急资源、开展评估与监控在内的含硫气田井喷事故行动计划编制技术体系.事故行动计划的制定与实施,可有效提高含硫气田应急工作的针对性和指导性,对含硫气田井喷事故应急工作具有重要作用.     

普光天然气净化厂投料试车H2S泄漏安全管理

普光气田天然气净化厂是中国石化集团公司"川气东送工程"的关键组成部分,在投料试车期间,富含高浓度H2S的原料气决定了净化过程中的泄漏中毒高风险,尤其在投料试车过程中,实时监测现场H2S气体浓度是试车安全管理的关键。介绍了天然气净化厂净化工艺,分析了试车安全风险;利用安全监测系统、GasFindIR红外成像仪、有毒挥发气体分析仪等先进仪器设备建立了实时安全管理监测方法,实时监测现场H2S气体浓度。结果表明,该方法在天然气净化厂投料试车阶段发现H2S气体泄漏及时,泄漏点定位准确,泄漏量检测精确,保证了普光气田天然气净化厂投料试车作业安全的顺利进行,为高含H2S气田投料试车作业的安全管理提供了参考。     

天然气钻井井口安全距离研究分析

分析天然气钻井井场可能发生的事故类型及事故的破坏程度,选择适合的事故后果模型,对天然气井井喷失控后可能发生的蒸气云爆炸及硫化氢扩散的后果进行量化分析,根据超压-冲量准则、热剂量准则和硫化氢扩散行为规律,计算出爆炸波、爆炸火球及硫化氢扩散的危害范围。笔者建立了天然气钻井井口安全距离的计算模型,并提出一种确定安全距离的方法。通过计算给出不同无阻流量、不同硫化氢体积含量的20种条件下的天然气钻井井口安全距离,并应用该模型对某含硫气井井口安全距离进行了计算。实例表明,该方法具备实用性,值得在天然气井选址规划中推广和使用。     

“三高”气田钻井过程硫化氢泄漏动态风险分析

传统的H2S泄漏风险分析方法不能很好地对事故发展过程进行动态分析,导致分析结果偏离实际。基于贝叶斯方法,构建了高温、高压、高含硫（“三高”）气田钻井过程中H2S泄漏的蝴蝶结模型并提出将其转化为贝叶斯网络,在事故已发生的情况下更新基本事件发生的概率。然后,假定事故后果在确定的时间段内发生的累积次数已知的条件下,更新安全屏障及事故后果发生的概率,从而完成对H2S泄漏的动态风险分析。结果表明,该方法克服了传统静态定量分析方法中的不足,可动态评估导致H2S泄漏的基本事件发生的概率和对顶事件发生的影响程度,并动态反映安全屏障和事故后果的风险变化,能为钻井过程中H2S泄漏的风险分析及防控措施提供参考。     

高硫油炼制企业H_2S中毒风险分析

随着企业炼油规模不断扩大及原油中含硫量不断提高,炼油企业中H2S中毒事故风险迅速增大。在对高硫油炼制企业H2S的分布及危险源状况分析的基础上,指出炼油企业存在两类H2S危险源,即含有H2S的气体和含有H2S的酸性水,炼油装置产出含H2S的气体中H2S含量一般在1%～92%,酸性水中H2S含量一般在0.01%～4.0%;介绍了不同H2S浓度等级的空气可对人产生的毒性危害后果,H2S在空气中数分钟内致人死亡的浓度为1500mg/m3;对炼油企业重大酸性气泄漏事故、酸性水泄漏事故进行定量毒性危害计算和分析,给出H2S毒性危害低危区、高危区及迅速致死区达到的下风距离及覆盖的区域面积,重大酸性气、酸性水泄漏事故迅速致死浓度可达到下风距离分别为300m和89m;指出H2S中毒已成为高硫油炼制企业的重大风险,应该加强安全措施,重点防控。     

H2S脱除效率主控因素的广义灰色关联分析

为更好保护井下人员、设备安全,为井下H2S治理提供基础实验依据,通过脱除H2S气体实验装置,改变装置内的风速、NaHCO3溶液质量分数、H₂S气体浓度来探究影响脱除H2S效率的主控因素。选取部分数据并基于灰色关联度分析,对变量的重要度进行排序。计算结果表明:风速、NaHCO3溶液质量分数、H2S气体浓度的综合关联度分别为0.568,0.543,0.541 5,并通过这3种因素的综合分析,得出影响H2S脱除效率因素大小顺序为:风速＞溶液质量分数＞H2S气体浓度;表明一定条件下,H2S脱除效率随风速及H2S气体浓度的增大而降低、随溶液质量分数增大而增大的规律。