复杂地形对含硫气井应急计划区划分的影响

研究复杂地形对含硫气井应急计划区(EPZ)划分的影响,为高风险油气田的安全生产提供参考。根据含硫气井井口与周边地形的关系,将复杂地形分为3类;选择不同类型复杂地形的3口含硫气井,采用大涡模拟方法模拟不同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大气扩散质量浓度场,积分计算各井H2S毒性负荷的时空分布。在此基础上,研究EPZ半径与H2S释放速率之间的关系,然后建立以H2S释放速率为指标的不同类型复杂地形含硫气井EPZ的划分方法。结果表明第一类模型计算结果明显大于第二类和第三类模型,第三类模型的计算结果最小,此差异随着H2S释放速率增大而愈显著。计算结果合理,方法适用且可行。     

含硫化氢天然气井井喷事故应急疏散技术研究

井喷事故后果严重,特别是当井喷物质中含有H2S等有毒气体时,会造成重大的人员伤亡和财产损失.为了研究含H2S天然气井喷事故后的安全疏散问题,建立了含H2S天然气井井喷事故模型,对含H2S天然气井喷事故进行数值模拟.模拟得到了含H2S天然气井喷事故中井喷气体的浓度场分布情况.以此为依据确定安全疏散时间和最小安全疏散半径的计算方法,并通过模拟算例验证了方法的可靠性.     

点火因素对于重大井喷事故的影响分析

本文主要分析了高含硫气井点火时间的影响.首先分析国内某重大高含硫井喷事故的调查结果[1],其次采用大涡模拟方法对井喷气体扩散进行模拟,并将计算结果与现场实际调查结果进行对比.通过计算不同点火时间在事故中造成的灾难后果,得出点火时间对于灾难的影响.通过计算不同的气象条件下的扩散距离,提出15min的点火时间标准.     

海洋平台井喷含硫天然气扩散危险区域研究

针对海洋酸性气田开采过程中含硫天然气井喷失控扩散问题,采用CFD方法建立井喷含硫天然气扩散后果预测与评估模型。综合考虑天然气爆燃与硫化氢毒害风险因素,对不同场景条件下的含硫天然气扩散过程开展数值模拟,研究硫化氢浓度、风向、风速等因素对含硫天然气扩散行为的影响,预测和评估天然气扩散所形成的危险区域和硫化氢气体扩散所形成的毒害范围。研究表明:随着硫化氢浓度的增加,燃爆区域无明显变化,而毒害区域明显增加;船艉来风导致的事故后果最为严重,左、右舷来风有利于危险气体的扩散与消散;风速越大,燃爆区域和毒害区域范围越小,但是在船艏来风且风速较大的工况下,硫化氢气体竖直扩散距离降低且逐渐贴近生活区,容易造成作业人员中毒事故的发生。     

气田井喷硫化氢风洞模拟试验研究

为研究高含硫气田发生井喷事故后硫化氢的扩散运动规律,以重庆开县"12·23"井喷事故为研究对象,利用北京大学的2号环境风洞,制作了1∶2000的比例模型,利用乙烯和丙烯的混合气为示踪气体,采用长采样管方法测量浓度,首次在国内进行了井喷事故后硫化氢扩散的风洞试验,获得了低风速下(源处10m高风速为0.5m/s)N,NE,E,SE,S,SW,W,NW8个风向情况下的硫化氢浓度分布随时间的演化动画,定量地给出了各风向情况下硫化氢的最大浓度分布和各点的浓度时间序列,认为在低风速下,最大硫化氢浓度区域在撞山爬坡时出现,而爬过山坡后在背风区的硫化氢浓度会迅速降低。研究成果将为气田的井喷风险分级以及井喷事故后的应急处理提供参考。     

含硫气井应急管理模式初探

含硫气井井喷事故对公众安全具有重大危害,加强含硫气井应急管理,对坚持以人为本,保护人民群众生命健康安全具有重要意义。针对含硫气井重大事故风险特点,提出了以保障公众安全为主旨,以风险分级防控为方法,以企地联合应急为机制,以专业应急救援为保障的含硫气井应急管理模式,结合风险管理理论,分析提出了风险管理、协同应急机制、应急资源保障等方面的具体对策措施。     

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。     

复杂山区地形高含硫气井安全防护距离研究

通过对国内某重大高含硫井喷事故进行调查,采用大涡模拟方法对3口井井喷气体扩散进行模拟,计算不同风速风向在事故中造成的灾难后果,得出地形因素对于灾难的影响。通过计算不同浓度下的扩散距离,提出分析及计算安全防护距离的方法。根据计算结果的综合分析可以看到,其浓度扩散的最远距离位于带状分布以内。     

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.     

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.     

基于模糊数学钻井井喷概率计算模型研究

针对目前钻井井喷风险主要是单因素定量分析或者多因素的事故树定性分析,不够全面,定量性差等问题,基于层次分析法和模糊综合评价法,建立了钻井井喷的多因素定性定量分析方法.通过层次分析法对影响钻井井喷的地质、井型井别、钻井参数和人员资质等因素进行分析,根据各因素在钻井井喷中作用大小,采用“1-9”标度法确定各因素的权重.基于模糊数学理论,采用不同的隶属度函数确定方法,建立了适合不同因素的隶属度函数,在此基础上形成了钻井井喷概率计算方法.通过实例计算表明,此模型可以预测钻井井喷的概率,符合现场实际情况,对钻井过程中预防井喷具有一定的指导借鉴作用.     

CFD simulation study on gas dispersion for risk assessment: A case study of sour gas well blowout

Compared with general blowout, the process of sour gas well blowout is more complex. The exchange of gas state is affected by many factors, and the consequences of the accident are serious. It is difficult to find out the rule of gas dispersion and predict the distribution of toxic gas. Fluent code was used to model the sour gas dispersion in the atmosphere after well blowout. The “12.23” sour gas well blowout, which was happened in Kai County, Chongqing, Sichuan, China, was the research background. The blowout accident model was set up to simulate the real process. Models were built based on real topography. Wind speed and atmospheric stability of the day which the accident happened were set as the operation conditions, and the composition, injection rate, and temperature of the gas at the actual time were set as the boundary conditions of numerical simulation. The analysis of gas dispersion based on simulation results conducted from two aspects, height and dispersion time. A comparison of field data with simulation data demonstrated that CFD technology can be an effective aid to describe the process of sour gas dispersion and can also predict the tendency of gas dispersion and gas distribution. Furthermore, it can provide guidance on design emergency response zone (ERZ).     

高含硫气田应急疏散能力评估方法研究

高含硫气田一旦发生事故,及时疏散是确保周边居民安全的最好方法[1],我国高含硫气田主要位于山区,天然气含硫量高,毒性大,居民居住较为分散,山区道路交通不便,居民文化程度不高,疏散难度大,企业修筑的道路其疏散能力缺乏评估依据,本文分析了相关标准及我国井场现场情况[2],采用疏散时间综合判别法来分析评估疏散能力,并结合某高含硫井场进行了计算,通过计算得出该井场周边应急疏散道路是否符合疏散要求。本文最终总结并给出该方法相关建议。     

基于系统动力学的井喷事故仿真研究

为动态预测井喷事故发展过程,在分析导致井喷事故主要因素的基础上,结合系统动力学的相关原理,构建井喷事故系统仿真流图,并运用系统动力学仿真软件Vensim对井喷事故的整体流程进行仿真,实现了对油气井安全水平的动态监测和预警。结果表明:井喷事故的发生是由人为因素、管理因素、环境因素、设备因素和法律法规因素四大子系统的交叉耦合作用而导致整个油气井系统的安全水平低于井喷事故的安全临界点所造成的。     

高含硫气井周边居民疏散安全分析方法

高含硫气井周边居民疏散安全问题是石油天然气行业面临的主要公共安全问题。笔者提出了一套周边居民疏散安全分析方法:以井喷形成的1000ppm硫化氢烟羽的最大覆盖范围作为最小疏散范围,通过泄漏扩散模拟和人员疏散模拟技术预测基于该最小疏散范围的可用安全疏散时间(ASET)和必需安全疏散时间(RSET),通过对比分析ASET和RSET便可以评估周边居民在井喷情况下的疏散安全水平,进而提出针对性的对策措施。最后,通过一个实例验证该方法的可行性。