曙光采油厂杜66断区块空气注气开采安全风险分析

摘要

辽河油田曙光采油厂杜66断块区主力层段已进入蒸汽吞吐开发后期，周期产油量、单井日产油、油汽比低，继续吞吐开发经济效益差。随着开发深度的不断延伸，近年来开展了注空气火驱采油。注空气开采的气源十分丰富，不受自然、社会条件影响，适用于稠油等多种品质的石油开采，能够极大的提高油田的产量并有效降低空气油比。但由于设备繁多、工艺复杂、管理缺陷等原因，注空气火驱采油工艺过程极易发生危险事故，比如注气井（或生产井）燃爆事故和硫化氢泄漏事故。因此对注空气火驱采油工艺进行风险分析，辨识出该工艺流程中的危险源并进行定性、定量风险评估对辽河石油开采的安全进行具有重要意义。 本文广泛调研国内外关于油田注空气开采过程及安全风险分析相关资料，并进行分析总结。结合课题实际研究区块，掌握曙光采油厂杜66断区块的自然条件、地质状况及开发现状，调研注空气火驱采油过程中点火工艺、注气工艺、举升工艺等工艺的内容及相关参数，为风险因素的辨识与分析提供依据。从物料、工艺过程、环境、安全管理及职业危害等五个方面对危险有害因素进行辨识，确定主要危险因素。采用预先危险性分析的方法，对曙光采油厂杜66断区块注空气开采工艺系统内潜在的危险因素进行定性评估。明确可燃气体燃烧爆炸理论基础，温度、压力、可燃气体浓度、惰性气体介入等工况发生变化时对爆炸极限的影响。基于CFD理论，建立井筒燃爆风险评估模型，对不同点火位置、不同可燃爆炸气体浓度、不同起爆环境温度等工况下的燃爆风险进行定量评估。建立泄漏硫化氢扩散规律研究的CFD定量评估模型，分析不同风向下泄漏硫化氢的扩散规律，确定指导应急疏散的危险半径并对硫化氢监测报警系统和应急联动系统的建立提出相应的建议。最后从注空气开采过程的设备、职业伤害、安全管理和应急预案等多个方面对风险管控措施进行了设计和建议，取得良好的工程应用效果。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 选题的目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 注气开采研究

1.2.2 风险评估

1.2.3 注空气驱安全评估风险分析

1.3 研究内容和技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 研究方法和设计方案

1.3.3 拟解决的关键问题

第2章 杜66断区块空气注气开采开发状况及工艺

2.1 杜66断区块开发现状况

2.1.1 自然条件简况

2.1.2 区域地质情况

2.1.3 开发历程及现状

2.2 杜66段区块开发工艺

2.2.1 点火工艺

2.2.2 注气工艺

2.2.3 举升工艺

2.3 注空气火驱效果分析

2.4 本章小结

第3章 杜66断区块空气注气开采危险有害因素分析

3.1 物料危险有害因素

3.1.1 高压空气

3.1.2 原油

3.1.3 天然气

3.1.5 氮

3.2 工艺过程危害因素

3.2.1 火灾、爆炸

3.2.2 中毒、窒息

3.2.3 高空落物及人员高空坠落

3.2.6 烫伤、冻伤

3.2.7 机械伤害

3.2.8 噪声

3.2.9 腐蚀

3.3 环境危害因素

3.3.1 自然环境

3.3.2 社会环境因素

3.4 安全管理危害因素

3.4.1 人的不安全行为

3.4.2 制度方面的危害因素

3.5 职业病危害因素

3.6 本章小结

第4章 杜66断区块空气注气开采风险评价

4.1 注气采油工艺危险性分析

4.1.1 预先危险性分析

4.1.2 燃爆危险因素具体分析

4.2 注气采油工艺燃爆风险分析基础

4.2.1 爆炸机理

4.2.2 爆炸数学模型

4.2.3 爆炸极限的理论计算

4.2.4 安全氧含量的理论计算方法

4.2.5 爆炸危险性判断标准

4.3 注气采油工艺燃爆风险分析

4.3.1 火灾爆炸风险模拟方法

4.3.2 注气采油井燃爆风险模拟

4.4 硫化氢泄漏扩散风险分析

4.4.1 采油站场数值模型建立

4.4.2 泄漏工况及危害评价标准

4.4.3 泄漏硫化氢扩散规律研究

4.4.4 硫化氢扩散风险控制

4.5 本章小结

第5章 杜66断区块空气注气开采风险控制研究

5.1 注气设备安全防护措施

5.1.1 空气压缩机安全措施

5.1.2 注气管线安全措施

5.1.3 注气井、生产井安全措施

5.1.4 其他注气安全措施

5.2 安全管理防护措施

5.2.1 注气现场过程管理

5.2.2 职业危害防护措施

5.2.3 应急预案

5.3 风险控制措施效果

5.4 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 主要创新点

6.3 研究展望

参考文献

致谢