蒸汽吞吐現(xiàn)場泄露安全管理探討

余天創(chuàng)

摘要：蒸汽吞吐法開采稠油需往井內(nèi)注入高溫高壓水蒸汽，若注汽中途發(fā)生泄露，會造成較嚴重的HSE事故，本文從安全生產(chǎn)角度分析造成水蒸汽泄露的幾種因素，提出防范措施。

關(guān)鍵詞：高溫高壓水蒸汽；泄露；HSE危害；防范

一、引言

八面河油田稠油產(chǎn)量約占全油田的30%左右，其中面138、面120區(qū)塊為主力稠油區(qū)塊，蒸汽吞吐是稠油開采的主要方式，也叫注蒸汽熱力采油。原理是通過地面鍋爐設備對軟化水加熱加壓，將高溫高壓濕水蒸汽（溫度高于300度，壓力20MPa左右，干度70-80%）通過油井注入油層，對油井周圍地層加溫降粘，燜井換熱后放噴再下泵開采。近幾年每年的吞吐工作量在80口井左右。因工作量大，且注入介質(zhì)是高溫高壓的熱水和水蒸汽的混合物，不同于常溫下的液體性能，一旦注汽過程中發(fā)生高溫高壓水蒸汽泄露，輕則造成前期注汽量無效浪費，生產(chǎn)成本增加。重則造成較嚴重的HSE事故：人員致死、重傷，環(huán)境污染嚴重，社會影響惡劣等等。注汽鍋爐系統(tǒng)因自動化程度較高，有相應的安全報警防范裝置，安全性能相對穩(wěn)定，而注汽管線、注汽井口全部是人工連接，安裝頻次高，地點多變，安全穩(wěn)定性差，現(xiàn)場安全的重心在預防高溫高壓水蒸汽泄露造成工作危害。

二、泄露類型及危害分析

1、注汽管線（含補償器）泄露：主要是管線損壞壁厚變薄，連接油壬變形，密封圈損壞等原因，在注汽過程中，如果管線爆裂而沒有控制措施，管線會在極短時間內(nèi)甩起來，同時，大量高溫水蒸汽泄露，若管線碰到人員或牲畜會造成嚴重身體傷害，打擊致死或者高溫燙死燙傷，高溫高壓蒸汽刺到農(nóng)田，也會使農(nóng)作物大面積燙毀，引起較大工農(nóng)糾紛。

2、注汽井口泄露：一種情況是連接部位不密封刺漏，如各個法蘭盤連接處、套管接箍絲扣處等，一旦刺漏，因是高溫高壓濕水蒸汽，必須停鍋爐、管線泄壓為0后方可整改，有時還要動井下管柱，整改時間長會造成前面注入的蒸汽失效。

3、油表套環(huán)空泥漿泄露：注入井內(nèi)的高溫高壓水蒸汽會使井下油層套管受熱變形，必須要在注汽前將井口油表套環(huán)形鋼板割開讓油層套管處于自由伸縮狀態(tài)，若井口油表套環(huán)空處有泥土堵塞形成封閉區(qū)，油層套管會在受到高溫后，將油表套環(huán)空鉆井殘余泥漿加熱沸騰噴出，造成井口噴出泥漿，嚴重污染井場環(huán)境。

三、現(xiàn)場案例

1、2010年5月面19-斜10井注汽過程中，注汽壓力19MPa，因注汽管線在連接油壬處崩裂，大量高溫高壓水蒸汽外泄，造成附近棉田近650平米棉花苗受損，所幸無人員傷亡，主要原因是連接注汽管線的油壬卡箍質(zhì)量有欠缺，高壓注汽時斷裂造成，該管線由東營某家公司提供，后終止了與該公司的供應合同。

2、2016年11月，面137-平3井注汽井口總閘門在注入過程中因法蘭盤連接處刺漏，造成停爐整改，前期注入的700方蒸汽浪費。后經(jīng)技術(shù)監(jiān)督部門和廠家共同分析，原因是廠家在檢修熱采井口時，沒及時發(fā)現(xiàn)鋼圈槽有細微損傷，在注汽過程中，隨著壓力增高，先出現(xiàn)輕微刺漏，后越刺越大，只好停爐整改。

3、2014年4月面120-2-平5井注汽前割完環(huán)形鋼板，為方便施工，將井口堆的泥土填入油表套環(huán)空內(nèi)，環(huán)空形成封閉區(qū)域，注汽過程中因油套溫度升高，將油表套環(huán)空內(nèi)泥漿加熱沸騰，致使井口噴出大量泥漿，將井口防護房掀翻，泥漿大面積污染井場。所幸無人員傷亡。

四、防范措施

1、嚴格按照相關(guān)標準檢修、檢測、使用注汽管線、熱補償器和熱采井口，執(zhí)行的標準參照：（1）中國石化勝利油田Q/SH1020 1895-2008 DH型注汽管線報廢技術(shù)條件標準 （2）中國石化勝利油田Q/SH1020 1894-2013 稠油熱采用井口熱脹補償器報廢技術(shù)條件標準 （3）中國石油 SY/T5328-1996標準 熱采井口裝置。嚴禁使用不合格品。

2、注汽管線現(xiàn)場安裝要求做到：

（1）注汽管線每隔50米應加裝一個補償器；

（2）注汽流程跨越溝渠時應設置支撐，轉(zhuǎn)彎處應安裝補償器；

（3）注汽流程與熱采井口連接應采取消除張力影響的措施；

（4）注汽流程接頭外露部分應進行保溫；

（5）注汽流程直線段每隔10m應鉆螺旋地錨進行固定，轉(zhuǎn)彎處應鉆螺旋地錨進行固定，地錨鉆入深度≥1.5m；

（6）注汽流程應由鋼絲繩纏繞后固定在地錨上，預留補償器伸縮空間，鋼絲繩直徑≥15.5mm；

（7）注汽流程安裝結(jié)束后，應對安裝情況檢查登記，試壓合格并記錄；

（8）注汽流程及井口應進行警示隔離，并設置警示標志；

（9）注汽管線不應通過鄉(xiāng)鎮(zhèn)級以上公路。通過其他道路時應采用設置護管、護坡、增設警示標志等措施；

3、熱采井井口安裝應做到：

（1）環(huán)形鋼板必須提前割開使油層套管處于自由狀態(tài)；

（2）油表套環(huán)空應處于敞開狀態(tài)，且在井口挖好泥漿溢流溝，當泥漿受熱溢出后能匯聚在一處，便于統(tǒng)一處置。

（3）熱采350井口全套由廠家安裝好試壓合格后送到井場安裝，安裝前要仔細檢查不得有損壞，安裝過程中不得再次拆開安裝。

（4）與350型井口連接的套管底法蘭盤必須及時檢查更新，并按要求試壓。

（5）井口裝置必須用3根120°夾角且直徑不小于19mm的鋼絲繩固定在地錨上，地錨鉆入深度≥1.5m；鋼絲繩固定松緊適度，滿足井口熱脹伸長要求。

（6）熱采井口必須設置有井口房屏蔽，防止泄露時傷人或污染擴大，必須用4根以上直徑不小于19mm的鋼絲繩固定在地錨上，地錨鉆入深度≥1.5m。

（7）高壓區(qū)域必須設置警戒帶且有警戒標志，且安裝有視頻監(jiān)控井口、注汽管線。

4、熱采選井應做到：

（1）套管應試壓合格，無水泥堵漏、套補貼等施工井史，水泥返高需至地面。

（2）對相同地層的臨近井，須經(jīng)論證后，對存在汽竄風險的，要加大巡檢力度，確保注汽安全。

5、應急演練：現(xiàn)場有井口刺漏、注汽管線刺漏的應急處置預案，經(jīng)常性開展演練。

五、建議

1、注汽現(xiàn)場泄露的雖然是水蒸汽，但因是高溫高壓，其HSE危害性并不遜于常規(guī)油、氣泄露，管理人員應高度重視。

2、增加必要的安全投入，將注汽現(xiàn)場封閉管理，安裝遠程操作系統(tǒng)，嚴禁高壓區(qū)域有人活動。

參考文獻：

[1]中國石化勝利油田Q/SH1020 1895-2008 DH型注汽管線報廢技術(shù)條件標準.

[2]中國石化勝利油田Q/SH1020 1894-2013 稠油熱采用井口熱脹補償器報廢技術(shù)條件標準.

[3]中國石油 SY/T5328-1996標準 熱采井口裝置.

[4]勝利油田分公司稠油熱采注汽運行管理辦法.

（作者單位：江漢油田分公司釆油氣技術(shù)服務中心清河經(jīng)理部）