摘要：高含硫氣田試氣作業(yè)安全管理中，如何預防井噴失控、著火爆炸、硫化氫泄漏中毒事故的發(fā)生非常關(guān)鍵。中原油田普光分公司在普光氣田的試氣過程中嚴格試氣隊伍的資質(zhì)審查、開工前的檢查驗收，改進工藝工序與操作方法，優(yōu)化硬件設備，應用新技術(shù)新設備，完善安全預案等，形成了一整套行之有效的安全管理方案。在安全技術(shù)措施上，改進了坐完井懸掛器(穿越四通)操作步驟，避免損壞金屬密封，造成懸掛器損壞；將錄井技術(shù)應用于試氣作業(yè)，實現(xiàn)了科學預警；推廣應用了QTI3000型焚燒處理裝置，降低了對環(huán)境的不良影響；改進了射孔槍的連接方法，減輕了工人的勞動強度，縮短了起射孔槍時間，能在起鉆發(fā)生井噴失控前及時控制關(guān)井。以上安全技術(shù)措施保證了普光氣田試氣作業(yè)安全、順利的進行，為我國同類氣田試氣作業(yè)的安全管理，保障試氣作業(yè)順利進行提供了參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：高含硫氣田；試氣作業(yè)；井控；安全措施；普光氣田

    高含硫天然氣田的開發(fā)是一個復雜的系統(tǒng)工程，涉及勘探、地質(zhì)、鉆井開發(fā)、集輸與脫硫凈化等眾多專業(yè)，在我國尚處于起步階段，沒有成熟的經(jīng)驗借鑒，許多技術(shù)的可靠性需進一步驗證。中原油田普光氣田屬于高含硫氣田，其試氣作業(yè)的安全問題備受關(guān)注和重視，開發(fā)建設者們運用系統(tǒng)安全理論，通過安全預評價、方案審查、不斷完善安全措施，嚴格從隊伍資質(zhì)要求、人員能力培訓與取證、井控裝備、制度與操作規(guī)程、應急預案等方面入手，強化安全管理，順利地完成了普光氣田3個鉆井平臺9口井的試氣作業(yè)。

    高含硫天然氣田試氣作業(yè)涉及的危險物質(zhì)主要包括：H₂S(易燃、易爆、毒性和酸性腐蝕氣體)、甲烷等烴類物質(zhì)(易燃易爆)、H₂S(易燃、易爆、毒性和酸性腐蝕氣體)、CO₂(酸性腐蝕氣體)、SO₂(毒性氣體)和施工過程中使用的防凍劑甲醇(易燃、易爆、毒性液體)、壓井液(毒性液體)、射孔液(毒性液體)、洗井液(毒性液體)、酸液(腐蝕性液體)、環(huán)空保護液(毒性液體)以及作業(yè)設備使用的汽油和柴油(易燃、易爆液體)等。

    施工過程中的危險、有害因素有：火災、爆炸、中毒和窒息、觸電、高處墜落、物體打擊、車輛傷害、起重傷害、坍塌、噪聲等，應重點防范井噴、井噴失控、火災、爆炸、中毒和窒息等，尤其是井噴失控后硫化氫擴散可能導致的人員重大傷害。

    針對試氣關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵步驟提出了以下措施。

針對普光氣田儲層埋藏深、高溫、高壓、高含硫等特點，以及地層情況復雜，儲層孔縫洞發(fā)育，易發(fā)生井噴失控、井漏、井涌、火災、爆炸、硫化氫泄漏擴散等事故的實際，普光氣田試氣作業(yè)對施工設備、井控設備、消防氣防設備提出了更高的要求。普光氣田主體試氣作業(yè)設計，綜合考慮試氣井地層的壓力溫度、井下生產(chǎn)管柱尺寸、井口通徑以及該井配產(chǎn)實際，選用70型35MPa三級降壓放噴流程；針對試氣、起下作業(yè)過程中常開井口易造成硫化氫溢出并可能出現(xiàn)井噴的實際情況，選擇使用了方便易操作的2FZ28-105、FZ28-105、單閘板防噴器及起下管柱內(nèi)4種防噴工具。

① 突出現(xiàn)場封閉化管理，試氣放噴期間嚴禁未取得硫化氫培訓合格證以及與作業(yè)無關(guān)的人員進入500m現(xiàn)場。②認真做好對周邊群眾的告知工作，在酸化壓裂之前將可能發(fā)生的危險以“告知書”的形式發(fā)給地方政府，由地方政府向周邊居民宣講，并疏散井場500m范圍內(nèi)的居民。③明確疏散和現(xiàn)場指揮指令，需緊急疏散井場500m以外居民時，由投產(chǎn)試氣領(lǐng)導小組確定疏散范圍并發(fā)出指令。放噴求產(chǎn)時，若距離放噴口及焚燒爐100m以外的H₂S濃度大于100ppm(硫化氫1ppm=1.5mg/m³)(點火后)和SO₂濃度大于30ppm應關(guān)井并中斷施工作業(yè)。④細化硫化氫防護措施，除了嚴格按照相關(guān)標準做好氣防器具、硫化氫檢測儀、點火設施、報警設備的配備、井控裝備、放噴流程安裝外，對測試流程發(fā)生H₂S泄漏，配備了強風車稀釋等其他措施。

    按照中石化川東北企業(yè)相關(guān)標準加強試氣施工隊伍資質(zhì)、人員、設備的審查，嚴把市場準入關(guān)，必須具備中石化甲級施工資質(zhì)，且具備川東北地區(qū)準入資格，確保普光氣田試氣作業(yè)隊伍具備高標準的裝備以及具有較高的人員素質(zhì)。

    中原油田西南工作委員會2008年起草制訂了《普光氣田試氣投產(chǎn)安全環(huán)保十大禁令》、《普光氣田試氣投產(chǎn)平臺交叉作業(yè)安全環(huán)保特別管理規(guī)定》、《井下作業(yè)放噴及產(chǎn)能試氣開井現(xiàn)場佩戴使用正壓式空氣呼吸器規(guī)定》等制度。編制了《普光酸性氣田井下作業(yè)操作規(guī)程》等13項操作規(guī)程。規(guī)范了現(xiàn)場操作，提高了質(zhì)量，確保了安全，加快了進度。

    組織有關(guān)人員對試氣隊伍編制的試氣投產(chǎn)應急預案進行嚴格審查。按中石化川東北指揮部要求，應急預案在鄉(xiāng)、縣政府備案，使政府人員熟悉應急預案內(nèi)容，更加明確需協(xié)助的工作。

    組織相關(guān)部門組成開工前驗收檢查組，對試氣井場標準化、動力設備、高壓管匯、測試高壓流程、消防氣防配備、壓井材料、井控內(nèi)防噴工具、報警設備及其他安全技術(shù)措施等方面進行檢查驗收。先后開展試氣作業(yè)開工驗收檢查9次，督促整改問題210余項，確保了試氣過程安全措施的落實。

4.5.1 重點工序的監(jiān)督檢查

    對于射孔起下管柱、下氣井酸壓生產(chǎn)聯(lián)作管柱、放噴測試施工等危險工序?qū)嵭旭v井監(jiān)督，要求施工隊伍嚴格按照審批的地質(zhì)設計、工程設計、施工設計和壓井液設計以及相關(guān)標準落實施工過程安全措施。試氣過程中涉及含硫的壓力容器、管線拆裝時，必須進行通風和專人監(jiān)護。

4.5.2 試氣放噴過程的周邊環(huán)境檢測

    對2000m范圍內(nèi)重點區(qū)域的農(nóng)戶、學校、醫(yī)院，普光、土主等兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行了清查；對長時間試氣的二氧化硫的產(chǎn)生量、最大落地濃度、擴散距離、環(huán)境影響范圍進行了模擬，根據(jù)二氧化硫?qū)θ思稗r(nóng)作物的危害(見表1、表2)，明確了需保護的環(huán)境敏感目標和范圍。

酸壓放噴階段，以主放噴池為中心重點考慮300m范圍內(nèi)的H₂S、SO₂和可燃氣的監(jiān)測。以主放噴口為中心的100m、200m和300m的3條弧線上布置了45個檢測點，并在距主放噴口和副放噴口100m的范圍內(nèi)布置了7個無線氣體濃度數(shù)據(jù)檢測儀。通過在井場100～500m范圍進行有害氣體安全檢測，能夠使現(xiàn)場人員準確掌握試氣投產(chǎn)井場有害氣體濃度及分布，為井場施工及周邊群眾人身安全提供保證。

    針對集輸場站建設與試氣過程中交叉施工的實際情況，制訂了《試氣交叉作業(yè)安全管理規(guī)定》。要求明確管理主體，作業(yè)區(qū)域應布局合理，并采取有效的警戒、隔離措施；要求對井口、試氣流程等的關(guān)鍵設備和重要設施重點采取防護措施，明確試氣作業(yè)施工存在的危險因素及安全措施、逃生路線、報警信號。

    試氣隊負責制訂交叉作業(yè)應急預案。預案中明確各交叉作業(yè)單位的職責、預警信號及應急處置程序，由試氣隊按照有關(guān)規(guī)定組織演練，各交叉作業(yè)單位必須組織施工人員參加。交叉作業(yè)單位人員在進入平臺施工前，要進行HSE和硫化氫防護知識等必要的安全教育培訓，其中各施工隊主要負責人、安全員、技術(shù)員必須取得硫化氫防護證，確保防硫措施落到實處。

    普光氣田屬于高含硫復雜地質(zhì)條件下的氣田，氣井的完井是具有很大風險性和挑戰(zhàn)性的工程，做好試氣投產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全防范措施至關(guān)重要。普光氣田已完成的試氣投產(chǎn)作業(yè)是一次大膽而又積極的探索，將為高含硫氣田的試氣投產(chǎn)作業(yè)的安全運行提供參考和借鑒。

[1] 國家發(fā)展和改革委員會.含硫化氫油氣井安全鉆井推薦作法SY/T5087-2005[S].北京：石油工業(yè)出版社，2005.

[2] 《21世紀議程》編輯委員會.21世紀議程：環(huán)境保護與綜合治理[M].北京：科學技術(shù)文獻出版社，2000.

 

(本文作者：羅瑞振 韓建紅 李國平 周培立 尹峰 中國石化中原油田普光分公司)