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1、7 环境风险评价莫北油气田区域开发建设过程中，地质勘探、钻井、试油、采油、井下作业及油气集输等环节均接触到易燃、易爆危险性物质，而且生产工艺多种多样，所处自然环境和作业条件又比较恶劣，因此为避免和控制事故的发生，对莫北油气田在开发建设、运行过程中可能发生的事故进行分析、预测、评价就愈显重要。本项目事故风险评价的主要工作是对油气田开发、油气集输等工艺过程中存在的各种事故风险因素进行识别，并针对可能发生的主要事故对环境（包括自然环境和社会环境）可能造成的影响进行分析、评价，以此有针对性地提出切实可行的事故应急处理计划和应急预案，以指导设计和生产，减少或控制本工程的事故发生频率，减轻事故风险对环境的
2、危害。7.1 同类事故调查分析莫北油气田区域开发主体工程为钻井、油气集输、集输站场，因此主要针对以上三个方面进行同类事故调查分析。7.1.1 钻井事故风险类比调查钻井、射开油气层及井下作业过程中发生的主要风险事故是井喷，井喷失控将导致油气资源的严重破坏，极易酿成火灾、爆炸事故，造成人员伤亡、设备损坏、油井报废和自然环境的污染。据不完全统计，各油气田在油气勘探开发建设过程中，累计发生井喷失控230多井次，占完井总数的2.41，其中井喷失控又着火的井78口，占失控井的34%，从事故原因分析表明，多数井喷的发生是由于操作人员直接原因造成。由于起钻抽吸不浇灌泥浆或灌泥浆不认真，不能发现溢流或处理不当，
3、占井喷井的51%；由于井口未按防喷器或防喷器按装不符合要求，以及泥浆密度过低，占井喷失控的40.5%；其它原因占8.5%。类比调查新疆油田近几年来所有的生产事故中，发生于钻井阶段的占65.9%，发生于油气生产过程中的仅占10.6%，其它的23.5%发生于服务部门，可见，钻井阶段是油气田开发建设的事故多发阶段。类比调查新疆油田井喷事故统计分析见表71。表71 新疆油田井喷事故统计表时间地点原因后果1996.07.17YH104井井喷属人为责任事故。射孔完井工程设计时没有井控要求；替喷时违章作业，井口无任何井控措施和安全要求。本次事故共污染面积120.1万m2，赔偿金额447万元。1996.07.
4、28DW105井井喷属人为责任事故。勘探队虚报泥浆密度使泥浆密度偏低，起钻抽吸引起溢流；发生溢流后，起钻在岗人员素质差，未发现溢流，从而发展到井喷失控。直接经济损失43万元，该井地处戈壁，未进行赔偿和环境污染补偿。1997.01.27塔中四油田176井在进行油井替喷时发生火灾属特大责任事故。施工前期准备、组织工作不严密，违章作业；职工技术素质差，缺乏应急能力；进行原油替喷时，因一根高压耐油胶管刺漏爆裂发生火灾。直接经济损失419万元。1997玛4井井喷着火属设计施工责任事故。没有装防喷器是井喷后导致失控并失火的直接原因。因地层的复杂多变，勘探钻井过程中存在井喷事故发生的可能性，但由表71可见，
5、设计和操作失误等人为因素在钻井事故中占有很大比例。 7.1.2 油气集输事故风险类比调查管道集输作为一种既经济又安全的运输方式，正被越来越多的油气运输所采用，但管道建设运行所带来的环境、安全问题正受到越来越多的关注。我国已建管道在几十年的运行经验中，遇到过各种类型的安全问题及环境问题。这些问题的出现，既反映了管道设计、施工、运行方面的技术水平，也反映了自然、社会环境条件对管道运行安全的影响。更重要的是，除满足工程技术经济要求外，无论是在输气管道，还是在输油管道上，所具有的突发性泄漏事故的风险，正越来越引起环境保护部门的注意。虽然管道集输油气仍被认为是既安全又可靠的输送方式，且每吨公里的事故率远
6、低于水运、铁路或公路运输方式。但是，由于管线运行系统受到内外因素制约，如一些腐蚀环境、地质、气象和水文灾害，操作失误甚至人为破坏等，每年各地管道都要发生事故，不仅在经济上造成产品损失，停输损失，在安全上导致生命伤亡及财产损失，而且往往也带来环境上的灾难。我们收集整理了美国管道安全规划管理局发表的总结报告和西欧输油管道的事故资料，并且对四川天然气输气管线19851994年间管道事故进行了统计。统计结果列于表72、表73、表74。表72 美国管道事故主要原因统计表事故因素事故发生次数比例%腐蚀外腐蚀91932.1内腐蚀1655.7人为因素第三者破坏70024.4操作失误2657.2机械失效5832
7、0.7焊缝缺陷2243.8自然灾害652.3其它因素2243.8总 计2861100注：统计资料时间为1968年1976年间。表73 西欧管道事故主要原因统计表事故因素人为因素自然灾害机械失效及施工缺陷操作失误第三者破坏腐蚀事故总次数1947485310比例%10.726.627.129.95.7原油泄漏次数132046比例%30.246.59.314.0注：统计资料时间为1966年1978年间。表74 四川天然气管道事故原因统计表事故原因发生次数所占比例（%）腐蚀穿孔10571.4偷盗打孔2315.6爆管106.9其它96.1从表72、表73和表74可以看出，事故原因中人为因素造成的占了绝大
8、部分，人为因素包括人为破坏和违章操作，这说明人为的破坏、偷盗行为和操作人员素质不高、违章操作、麻痹大意仍是事故发生的主要原因，尤其是违章检修和违章操作。其次，管线腐蚀和管材质量在事故原因中也占有一定比例，说明预防腐蚀及正确选材并把好质量关也是预防事故发生的重要条件。另外，从表中资料中还可以看出，自然灾害、雷击和静电火花也是造成事故的不可忽视的因素，因此，在工程运行过程中防自然灾害、防雷和防静电也是确保工程安全运行的重要环节。此外，从以往国内外油气管道事故的统计资料中还可以发现，油气管道系统事故的发生与油气管道的运行年限有密切关系。从总体情况看，运行初期基本上是由于管材缺陷、施工质量和误操作造成
9、的泄漏。随着管理水平和自动化程度的提高，操作人员素质的加强及各项操作、施工规程的建立，加之管道的逐年老化，运行后期基本上是管道腐蚀造成的泄漏（尤其是对于投产运行10年以上的管道）。7.1.3 站场事故风险类比调查油气田集输站场工艺设备集中、操作条件要求严格、处理介质均属易燃易爆物质，因此存在火灾、爆炸的事故风险性。根据世界石油化工企业的事故调查统计资料（详见表75），在100起特大事故中，阀门、管线泄漏占首位，达35%，其次是设备故障，占18%。可见，设备因素是导致火灾爆炸事故的主要因素，加强设备的维护与检修是预防事故的重点。表75 世界石油化工企业100起特大事故原因统计序号事 故 原 因事
10、 故 比 例 (%)1阀门、管线泄漏352泵、设备故障183操作失误164仪表、电器失灵135反应失控106雷击、自然灾害8国内石油化工系统所发生的事故类型及引发原因的统计结果列于表76。石油化工系统所发生的事故中，火灾爆炸事故占28.5%，而引发事故的原因中明火占66%，由此可以确定，火灾爆炸事故是石油化工系统潜在危险性较大，需要进行重点防范的事故，而明火是导致事故发生的主要因素。表76 国内石油化工系统事故类型及原因统计序号事故类型比例（%）引发事故原因比例（%）1火灾爆炸事故28.5明火662人身伤亡事故20.8电气及设备133设备损坏事故24.0静电84跑、冒油事故15.7雷击45其它
11、11.0其它9另外，根据石油化工典型事故汇编（中国石油化工总公司安全监督办公室编，中国石化出版社）的统计，19831993年石油化工系统共发生典型事故293例，其中发生在各类生产装置内的事故149例，占50.85%（主要是开停工及检修时发生）贮运系统74例，占25.26%，辅助系统70例，占23.89%。从事故类别来看，人身事故92例，占31.4%，火灾、爆炸事故55例，占18.77%，设备事故55例，占18.77%，生产事故91例，占31.06%。从事故的原因来看，属于违章指挥违章作业的97例，占33.11%，属于管理、组织不善发生事故的93例，占31.74%，属于技术业务不熟练或安全基本知
12、识较差的96例，占32.76%，属于其它原因的7例，占2.39%。违章作业、组织管理不善等是发生事故的主要风险因素。结合本项目的具体情况，本工程油田采出的是常压油气原料，各工艺部分存在压力容器设备，在设计阶段就引起了足够的重视，对于一些不成熟的技术和设备，没有经过验证的材料和产品严禁在设计中采用，为消除事故隐患作了大量的工作，因此，发生事故的原因和概率将会和类比调查统计结果相类似。7.2 本工程事故原因分析通过类比事故调查及国内外油气田勘探开发的类比资料分析，结合本气田开发建设的气藏情况、开发工艺、管理水平及自然灾害等因素，事故风险主要来自于钻井、井下作业、采油、油气集输管线以及集输站场等工艺
13、环节，危害其安全的潜在危险因素主要有自然灾害、腐蚀环境、误操作、设备缺陷、设计及施工问题，因油田开发区域周围均为固定、半固定沙垄和沙丘，无固定的人群活动，人为破坏因素较小。7.2.1 钻井事故风险因素分析7.2.1.1 事故风险类型分析根据本区域已探明的地质状况和油藏特征，地下油藏储量丰富，莫北油气田油气层的地层压力为36.2MPa38.5MPa，地层属正常压力系统的油藏，因些，当钻井作业进入含气层后，存在发生井喷事故的可能性。另外，完井和井下作业过程中也有发生井喷的可能性。井喷时大量的油气从井口喷出，喷出的油气流可高达数十米，喷出气体几万到几十万方，原油数百以至上千吨，并且井喷发生时，当烃类
14、气体在空气中的浓度达到爆炸极限时，遇火可形成爆炸，而在爆炸浓度范围以外，则极易发生火灾，无论是火灾还是爆炸均会造成灾难性的后果及影响。除井喷外，钻井过程中的其他事故，如卡钻、井壁坍塌及油井报废等，一般不会造成显著的环境污染。7.2.1.2 事故风险因素分析钻井是为揭开油气层，获得有开采价值的天然气流或石油，因此，当钻井进入高压油气层后，如井控措施不当可能发生井喷事故；完井和修井时技术不过关、措施不利也会导致井喷事故的发生。发生井喷最根本的原因是井内液柱压力低于地层孔隙压力，使井底压力不平衡，防止井喷的关键是及时发现溢流和及时控制溢流。大量实例表明，由于操作者直接的责任而引起的井控措施不当、违反操作规程、井控设施故障是造成井喷失控事故的主要因素，通常井喷可由以下因素引起。（1）进入油气层钻井泥浆的密度偏低，使泥浆液柱压力达不到抑制地层压力的要求，或泥浆密度附加值不够；（2）起下钻未及时灌满井筒内的泥浆，或起钻速度过快抽喷；（3）对地质情况掌握不够，地质差异认识不足，地层实际压力比预计值大得多；（4）井口设备装置、井身结构、油层套管、技术套管等存在内在质量问题；（5）井口未安装防喷器或防喷器的安装不符合要求；（6）完井固井质量出现问题；（7）钻井设备受地面、地下流体的侵蚀，而长期生产维护不及时，而出现损坏、破裂渗漏；（8）井下工具、封隔器胶皮失灵，解封不开，起钻时造成抽汲油气层；（9
