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多元热流体项目风险评价技术的应用

更新时间:2016-07-05

1 多元热流体概况

多元热流体项目在新疆油田现场应用已有近2年时间,在国内各大油田也有过较好的尝试,是一项比较成熟的热流体注入增产措施项目。由于项目实施油田的原油粘度较高,采出率较低,为了提高驱油效率,通过复合热载体发生器将燃料(柴油、原油、天然气)与高压空气、处理过的软水混合燃烧加热,经地面管道注入油井增加油层温度及压力,来提高油田的采收率,达到增产的目的。

多元热流体发生器利用火箭发动机的高压燃烧喷射机理,将注入的燃料(天然气、柴油、原油)和氧化剂(空气)在燃烧室中密闭燃烧,依靠产生的高温高压气体(体积系数二氧化碳15.27%、氮气84.19%、氧气0.54%)将混合掺入的水汽化产生高压混合汽体,主要成分是二氧化碳、氮气、水蒸气/热水,直接注入油层。多元热流体驱油较以往锅炉注蒸汽吞吐及蒸汽驱动热采效率高、环境友好,零碳排放、高度集成,装置搬迁便利等优势。

面对新常态下复杂多变的社会问题,社会组织成为多元社会治理的重要主体之一。由于中国社会体制以及发展阶段的特殊性,以社工与义工为代表的社会组织在发展过程中面临组织外部以及组织内部间的困境:一是组织间缺乏信任、社会网络支持系统碎片化,服务规范的断裂等;二是组织内部专业化历史短暂,自主性较弱,民间组织发育滞后、资金不足等问题。已有研究对于组织内部困境有大量讨论,在此不再赘述,本文将重点围绕组织间的困境展开。

多元热流体现场装置区主要包括天然气压缩机、空气压缩机、复合热载体发生器、加药装置、供水泵及配套的供电、供水、供气等系统,存在有火灾、爆炸、触电、机械伤害、灼烫、中毒、窒息、车辆伤害、起重伤害等危险,以及噪声污染的职业健康风险,因此,对多元热流体项目的风险识别和管控,确定风险等级,明确重点控制部位,制定有效的控制措施,降低生产事故发生概率,杜绝安全生产责任事故是十分必要的。

主要分布在研究区东部的青衣江两侧,涉及峨眉山市和夹江县,另外在马边县县城一带见一平坝。3块平原(坝)面积494.98 km2。

2 主要危险有害因素辨识与评价

天然气压缩机出口压力最大可达25 MPa,压缩系统连接部位较多,压缩机的震动易造成这些部位松动,从而造成天然气泄漏,一旦压缩机房通风不良,会造成天然气积聚,极易形成爆炸性蒸气云。所以,天然气压缩系统具有压力高、压力变化频繁、易发生泄漏和火灾爆炸事故等特点。其事故树分析见图2。

2.1 主要物质危险有害因素辨识与分析

根据《环境空气质量标准(AQI)》(GB3095—2012)(环境保护部,2012)和相关研究(顾康康等,2018),将 PM2.5日平均浓度<35 µg·m-3、35~75µg·m-3和>75 µg·m-3分别定义为轻度、中度和重度污染浓度水平。同时,将O3-8 h-max(O3最大8 h平均浓度值)按照浓度水平进行分级,也分为轻度、中度和重度3个等级,分别对应100~160 µg·m-3、160~200 µg·m-3和>200 µg·m-3(杨书申等,2016)。污染程度划分等级后,可用于计算不同级别 PM2.5和O3各占季节总日数的比例,其公式为:

对2 440份云南地方稻种苗期抗旱性在不同气候带中的多样性分析(图2)表明,不同气候带稻耐旱性多样性指数依次为:中亚热带=北热带=南亚热带=北亚热带>南温带,耐旱性均匀性指数依次为:北亚热带>南亚热带>北热带>中亚热带>南温带。结合各气候带的海拔和温度规律分析表明,稻苗期耐旱性多样性有随海拔升高和温度降低而减小、随海拔降低和温度升高而增大的趋势。通过对各气候带中分布的稻苗期耐旱性多样性进行聚类分析(图3)认为:南亚热带、中亚热带和北亚热带是稻苗期耐旱性多样性富聚气候带。

本项目主要的危险有害物质:①原料:水;②辅料:原油、柴油、天然气(主要成分甲烷)、化学药剂(缓蚀剂HGY-710,主要成分季铵盐);③产物:氮气、二氧化碳、水;④燃料不完全燃烧可能产生的一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮,原油不完全燃烧可能产生的污油。

根据《危险化学品名录》(2015版)、《高毒物品目录》(卫法监发【2003】142号)、GB50016-2014《建筑设计防火规范》、《首批重点监管的危险化学品名录》(安监总管三【2011】95号)及《易制爆危险化学品名录》(2011版)等对本项目主要原辅料进行分析和辨识,结果见表1。

表1 危险物质特性一览

序号名称UN危险性建规火灾分类高毒物品易制毒化学品剧毒化学品首批重点监管化学品易制爆危险化学品1天然气1971易燃甲类否否否否否2原油1276易燃易爆甲B类否否否是否3柴油1202可燃乙类否否否是否4氮气1066不燃否否否否否5二氧化碳1013不燃否否否否否6一氧化碳1016易燃是否否否否7一氧化氮1065易燃否否否否否8二氧化氮1067助燃否否否否否

2.2 过程危险有害因素分析

根据现场设备设施及运行工况,依据SY/T6631-2005《危害辨识、风险评价和风险控制推荐办法》编制了现场检查表,依次分析了以下6个过程的危害因素,见表2。

表2 其他危险有害因素分布

序号类别危害因素内容1工艺过程火灾爆炸、容器爆炸、触电、机械伤害、灼烫、中毒、窒息、车辆伤害、起重伤害2辅助设施电缆火灾、电气伤害、噪声3内部条件人的不安全行为、物的不稳定状态、管理缺陷4外部条件地震、雷击、高温、低温、大风5检维修火灾、爆炸、坠落、物体打击6危险物料装卸与储存火灾、爆炸、压力容器爆炸

3 风险评价工具的应用

根据AQ8002-2007《安全预评价导则》要求,结合本工程生产工艺特点及项目的主要危险、有害因素的特点,项目划分为以下3个单元分别进行评价(表3)。

表3 评价单元的划分

序号评价单元评价方法1生产工艺单元预先危险性分析、安全检查表、事故树、作业条件危险性分析2公用工程及辅助设施预先危险性分析、安全检查表、作业条件危险性分析3安全管理安全检查表

回到家,我身上的衣服都干了,在家院前我仰头看着刚刚下过太阳雨的田野远处,看到一条圆弧形的彩虹,晶亮地横过天际,天空中干净清朗,没有一丝杂质。

3.1 原油储罐、柴油储罐火灾、爆炸事故树分析

许多科学家都不愿意接受这个结果。有人指出了迈克尔逊的实验存在误差,不足以说明“以太”不存在。1884年秋天,英国著名物理学家开尔文和瑞利访问了美国,迈克尔逊向他们报告了1881年的那次令人失望的实验,开尔文和瑞利意识到这个实验的重要价值,竭力鼓励迈克尔逊继续做“以太”漂移的实验以证实它的存在。

本项目风险采用定量评价-事故树分析法(FTA)。

3.1.1 最小割集

因为X17在每个基本事件中都出现,所以 I(17)最大。X1、X2、X3、X4、X5、X6在含有三个基本事件的最小径集中出现2次,X7、X12 在含有四个基本事件的最小径集中出现4次,X8 、X9、X10 、X13、X14 在含有四个基本事件的最小径集中出现2次,X15、X16在含有三个基本事件的最小径集中出现 6 次,在含有四个基本事件的最小径集中出现5次。所以结构重要顺序为:Iф(17)>Iф(15)= Iф(16)>Iф(1)=Iф(2) =Iф(3)=Iф(4)=Iф(5)=Iф(6) =Iф(7)=Iф(12)>Iф(8)= Iф(9)= Iф(10) = Iф(11) =Iф(13) =Iф(14)。

3.1.2 结构重要度分析

储罐火灾、爆炸事故树见图1。

得22个最小割集:K1={X1,X15,X17},K2={X2,X15,X17},K3={X3,X15,X17},K4={X4,X15,X17}, K5={X5,X15,X17},K6={X6,X15,X17},K7={X7,X8,X15,X17},K8={X7,X9,X15,X17}, K9={X10,X11,X15,X17},K10={X12,X13,X15,X17},K11={X12, X14,X15,X17}, K12={X1,X16,X17},K13={X2,X16,X17},K14={X3,X16,X17},K15={X4,X16,X17}, K16={X5,X16,X17},K17={X6,X16,X17}, K18={X7,X8,X16 ,X17}, K19={X7,X9,X16,X17},K20={X10,X11,X16,X17},K21={X12,X13,X16,X17},K22={X12,X14,X16,X17}

图1 储罐火灾爆炸事故树分析

X1:在储罐区吸烟;X2:违章动火作业;X3:输送泵机不防爆,以及使用如手机、BP机等;X4防爆电机损坏;X5:用铁制工具作业; X6:穿带铁钉鞋工作;X7:储罐静电积聚;X8:接地电阻不符合要求;X9:接地线损坏;X10:穿着化纤服装;X12:雷击; X13:防雷接地电阻超标;X14:避雷设施损坏;X15:储罐损坏;X16:储罐密封不良;X17:达到爆炸极限

对策:引起储罐火灾、爆炸的可能性有22种,易燃易爆物质蒸气达燃爆极限是最重要的环节,其余各基本事件要引起高度重视。储罐应罐体完好,密封优良,同时应采取切实有效的措施控制明火、电火花、撞击火花、静电火花、雷击火花等激发能源的产生。

3.2 天然气压缩机系统事故树分析

风险评价又称为安全评价。根据SY/T6631-2005《危害辨识、风险评价和风险控制推荐办法》可知,风险评价包括危险性辨识和危险性评价两个部分。危险性辨识是指利用系统工程的理论和方法,分析系统及其各要素所固有的安全隐患,提示系统的各种危险性。危险性评价是指根据危险性辨识的结果,来定性或定量的判定危险的大小及其可接受程度,同时采取各种措施减少或消除危险,并与既定的安全指标或目标相比较,判明所具有的安全水平,直到达到社会所允许的危险水平或规定的安全水平为止。风险评价不仅考虑系统内的危险物质、危险结构,而且考虑到系统的安全保障体系及其与危险物质、危险结构之间的相互作用[1]

本项目是使用复合热载体发生器将燃料与高压空气混合燃烧加热软水,经地面管道注入油井。在注入的同时或之前依据油藏性质从药剂舱注入化学药剂。复合热载体产生物的主要成分是氮气、二氧化碳、水蒸气和热水等物质。

3.2.1 求故障树的最小径集

利用布尔代数法求得该事故的树的最小径集如下: J1={X1,X2,X3,X4,X5,X6,X8} J2={X1,X2,X3,X4,X5,X7,X8} J3={X1,X2,X3,X4,X5,X6,X9,X10} J4={X1,X2,X3,X4,X5,X7,X9,X10} J5={X11,X12,X13} J6={X14} J7={X14,X15,X16,X17,X18,X19,X20,X21,X22,X23,X24,X25,X26,X27,X28}

3.2.2 求故障树基本事件的结构重要度

故障树的结构重要度及重要程度排序如下: Iφ(14)>Iφ(1)=Iφ(2)>Iφ(3)=Iφ(4)=Iφ(5)>Iφ(11)=Iφ(12)=Iφ(13)> Iφ(6)=Iφ(7)>Iφ(8)>Iφ(9)=Iφ(10)>Iφ(14)=Iφ(15)=Iφ(16)=Iφ(17)=Iφ(18)=Iφ(19)=Iφ(20)=Iφ(21)=Iφ(22)=Iφ(23)=Iφ(25)=Iφ(26)=Iφ(27)=Iφ(28)

对策:①加强压缩机管理,防止天然气泄漏:正确选择设备,使压缩机及其管线和附件适用于天然气介质。完善压缩机操作规程,并加强职工培训,避免发生误操作,从而避免设备损坏和泄漏的发生;②加强泄漏检测和通风,避免天然气泄漏积聚。在压缩机房设置可燃气体报警探头,每半年进行一次检验,保证其完好备用。保证通风良好,避免天然气微量泄漏时形成积聚;③加强电气设备管理,防止因电气失效形成的火灾;④加强动火管理,杜绝违章作业。

图2 天然气压缩机火灾爆炸事故树分析

4 结语

本项目存在火灾、爆炸、容器爆炸、触电、机械伤害、灼烫、车辆伤害、起重伤害等危险有害因素。通过相关HSE工具的使用,对项目进行风险评价后提出防范措施,对本项目消除或降低潜在危险的风险十分重要,对后续该项目工业化推广意义重大。

5 参考文献

[1] 李清,曲作明,王刚.二氧化碳驱油风险评价技术的筛选与应用[J].吉林劳动保护,2011(S1):394-398.

白刚,丁宁,张文芊,钟琳,董全忠
《安全、健康和环境》2018年第1期文献

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