城市天然气管道泄漏区域危害程度分析

3 8 油 气 田地 面 工 程 第 2 7卷第 4期 ( 2 0 0 8 4 ) 城市天然气管道泄漏区域危害程度分析 蒋宏业 姚 安林 ( 西南石油大学) 廖开贵 ( 中国 石化西南分公司勘探开发 研究院) 车现 红 ( 重庆科技学院) 摘 要 ：风 险评价 主要 包括 下述 几个 方面 的内容：辨识各类危险因素、潜在事故原 因 和机 制 ；评价 危险 事件发 生 的可能性 和 引发 事故的后果；评价事故后果发生可能性和事 故后 果 的联 合 作 用 。研 究管道 气体 泄漏 的后 果 ，其 目的是在 于定量描 述和评 价 一个 可能 发 生的重 大 事故对公 众和 环境 造成 危 害的严 重程 度 。分析城 市燃 气管道 气体泄 漏后发 生 火灾事故的各种后果危害，并对各种危害进 行 了详 细的定 量分 析 。结合 国 内外 的 实际现 状 ，提 出 了较 为 完善 的 管道燃 气泄 漏的评 价 方 法 ，并 采 用实例验 证 了方 法的可行 性 。 关键词 ：输气管 道 ；气体泄漏 ；风 险评价 1 天然气泄漏扩散分析 因燃气 管道 系统 的腐蚀 穿孔 、管道 接 E l 及 阀门 密封材 料老化 、安装质 量不 良、机 械振 动 、管道 的 热 胀冷 缩等原 因 ，会使 管道 产生 穿孔 、裂缝 或 断裂 从 而造 成燃 气泄 漏 ，在 周 围环境 一定 范 围内产 生燃 烧 或爆 炸性 气体 的积 聚 ，以致有 引起燃 烧 或爆炸 的 可 能 。泄漏物 质 的特性 多种 多样 ，而且 还受 原有 条 件 的强 烈影 响 ，但 天然 气等 物质 从管 道 中泄 漏 出来 后 ，都 将发 展成 弥散 的气 团 向周 围空 间扩 散 。通 常 情 况下 ，加压 气 体 瞬 时 泄漏 时 ，首先 是 绝 热 扩散 ， 然后是气体喷射扩散。 2 火 灾 后果 分 析 易 燃 、易爆 的气体 泄漏 后遇 到 引火源 就会被 点 燃 而燃 烧 ，燃 烧 方 式 有 喷 射 火 、火 球 和 突 发 火 3 种 。加 压 的可燃 物质泄 漏时 形成 射流 ，如 果在 泄漏 裂 口处 被点燃 ，则形成 喷射 火 。对于 喷射 火 ，主要 分 析热 辐射强 度 、热辐 射通 量 。低温 可燃 气体 由于 过 热 ，释放 并被 点燃 发生剧 烈 的燃烧 ，产 生强 大的 火球 ，造成强 烈 的热辐 射 。火球后 果 主要 分析火球 开窗点 离靶 点距 离较 近 ，势 必导致 造斜 率增 加 ，井 斜角增 大 ，既增 加 了钻井施 工 的难 度 ，又为 后期 测 井 、作 业带 来不 便 ，一般 最大井 斜不 超过 3 5 。 。 ( 3 )应 用扩 眼新技 术 ，提 高固井 质量 。应用 该 项新技 术 ，能够 修 正井壁 不规 则 的部 分 ，使 电测 一 次成 功率 大大增 加 ，缩短 建井 周期 ，减轻钻 井 液对 油层 污 染 ，并 且 使 固 井 水 泥 环 增 厚 ，提 高 固井 质 量 ，有效 防止管 外 水窜 。 2 效果分析 截止 2 0 0 7年 1 2月 ，纯 化 、梁家 楼油 田 已成功 利用老井 侧 钻 3 0口，初 期 日油增 加 2 3 0 t ，目前 已 累计产 油 1 0 3 1 0 t ，大大 改善 了油 田的开 发效果 ， 注采井 网进一 步完 善 ，水 驱 效果 明显 变好 ，新 增 水 驱可采 储量 1 6 5 6 1 0 t ，提 高采收率 3 8 。 该技术在 纯化 、梁家 楼 油 田的应用 取 得 了可 观 的经济 效 益 ，侧 钻 井 投资 为 常 规井 的 1 3 ，效 果 与 常规井 相近 ，因此 经济 效益 显著 。吨油售 价按 1 2 3 4 元 ， 。 吨油操 作 成本 按 1 2 0 0元计 算 ，则 ：新 增 产 值 1 2 7 1 0 2 x1 0 元 ，新增利 税 8 5 9 0 2 1 0 元 。 3 结 语 选 择合 适 的油藏类 型 是侧 钻井挖 潜取 得好效 果 的基础 ，明确剩余 油分 布 规律是 侧钻 井挖 潜取 得好 效果 的关键 ，优 化地 质设 计是侧 钻井 取得 好效 果 的 保 证 。为 此 ，要 尽量选 择 中、高渗 透油藏 进行 侧钻 井挖 潜 ，精 细 油藏地 质研 究是 基础 ，须通 过 扎实细 致 的地 质 研 究 ，从 静 态 到 动 态 ，精 细 刻 画油 藏 特 征 ，以 明确 油藏 开发后 期 剩余 油的分 布规 律 ，为侧 钻井挖潜做好前期研究准备。做好侧钻前的陀螺测 斜工作 ，优 化靶 点设 计 ，要合 理选 择侧钻 开 窗的位 置 ，尽量 避免在 水层 开 窗 ，侧 钻投 后 ，要 分 阶段优 化侧 钻井 及相应 注 水井 的工作 参数 。 参考 文献 E l i张兆林， 潘 晓霞 安丰油 田开发后期挖潜技术 E J 油气地质与 采油率， 2 0 0 4 ， 1 1 ( 3 ) ： 5 1 5 3 E 2 冈秦麟 高含水 油E l 改善水 驱效果新 技术 M 北京 ： 石油工 、 I H 版社 ， 1 9 9 9 ( 栏 目主持杨军) 维普资讯 油气 田地 面 工 程 第 2 7卷 第 4期 ( 2 0 0 8 4 ) 3 9 半径 、辐射 热通 量 、入射 热 辐 射 强度 等 。总 之 ，火 灾通 过辐射 热 的方式 影 响周 围环境 ，当火 灾 产 生 的 热辐 射 强 度 足 够 大 时 ，可 使 周 围 的 物 体 燃 烧 或 变 形 ，强烈 的热辐 射可 能烧 毁 设 备 ，甚 至造 成 人 员 伤 亡等 。 3 火 灾后 果 评 价 方法 3 1 热辐 射对 人员 影 响的定 量评 价 热辐射 对人 员 的影 响不但 与 热辐 射 强 度 、持 续 时 间有关 ，还 与人 的 年 龄 、性 别 、皮 肤 暴 露 程 度 、 身体健 康状 况等 有关 。为 了方便 估 计 危 害 后果 ，可 根据 其 严 重 度 将 危 害后 果 划 分 为 四个 区 域 ：死 亡 区、重伤 区 、轻伤 区 、安全 区 。 根据风 险评 价原 理 ，定量 评 价 可 采用 下 面 的步 骤进行 ： ( 1 )计 算任 意点 的热 辐射 强 度 。 q 一 ( A ) 。 ( 1 ) 式 中 t 为 人体暴 露 于热辐 射 的时 间( s ) ； q为 人体 吸 收 的热 辐 射 强 度( W m ) ； A、 B 为 热 辐 射 实 验 参 数。死 亡 区 A 一4 1 3 8 ，B 一 2 5 6 ；重 伤 区 A 一 4 8 1 4 ， B 一 3 0 2 ；轻 伤 区 A = 4 4 8 3 ，B 一 3 0 2 ； 安 全 区 A 一4 4 8 3， B 一3 O 2 。 ( 2 )计 算热 辐射 的伤 害半 径 。 。： ： ： ： 二 ： ( 2) 0= = 。 一 L J ( R + D ) 亏 式 中 D 为 目标 到 火球 中心 的水平 距 离( m) ； q 。 为火 球 表面 的辐 射 强 度 ， q 。的 取 值 与 泄 漏 源 形 状 有 关 ， 一 般 取 q 。 一2 4 0 k w m 。伤害 半径 的求 解 借助计 算 机 完成 。 ( 3 )计算作 用 长度 。作 用 长度 是 管 道 失效 对 位 于 管道一 定 距 离 的个 人 会 产 生 特 定 危 害 的 管道 长 度 。不 同热辐射 源 的作用 长 度 也有 不 同 ，作 用 长 度 的大小 取决 于 目标 到危 险物 的距 离 及危 险物 的外 部 形状 。通 常的计算 公 式如 下 L fh 一 ( R 一D ) 一 ( 3) 式 中 D为 目标 到火球 中心 的水 平 距离( m) ； R 为 伤 害 半径( m) 。 ( 4 )计算 风险 值 。 R 一 Lf h (4 ) 式 中 P为事 件发 生 的概率 ； f 为 管道破 裂频 率 。 3 2 热 辐射对 建 筑物等 影 响的 定量 评价 热辐 射对建 筑 物 的破坏 直接 取 决 于 热辐 射 强 度 及 作用 时 问长 短 。定量 计算 过程 如 下 ： ( 1 )计 算 任意 点 的热辐 射 强度 。 q一 6 7 3 0 t + 2 5 4 0 0 (5) ( 2 )计 算 热辐 射 的伤 害半径 。 ( 3 )计算 作用 长 度 。 ( 4 )计算 风 险值 。 其 中步骤( 2 ) ( 4 )计 算 方法 与 热 辐 射对 人 员影 响 的定量评 价 计算 方法 相 同 。 4 算例 某城 市 燃 气 管 道 主 干 线 发 生 燃 气 管 道 泄 漏 事 故 ，管道 内燃 气压 力 较 大 ，大约 为 2 MP a ，泄漏 气 体 以射流 形式 向外 扩散 。则 可作 如 下分 析 ：燃 气 管 道泄漏 事 故主 要是 火灾 型 事 故 和爆 炸 型事 故 ，在 所 有 的事 故 中其 他事 故发 生 的概 率 很 小 ，甚 至可 以忽 略 ，则 假设 在 总 的 事故 中火 灾 型 事故 的概 率 P 和 爆 炸 型事 故 的概率 P： 满 足 P + P ： 一 1。 实际情 况 下 ，火 灾 型事 故 的概 率 P 大 于 爆 炸 型事故 的概 率 P。，假设 取 P 一0 6 7 。根据 管道 事 故 统计 分 析 ，每 米 管 道 破 裂 频 率 厂 相 当小 。若 一 年 内发 生 的 管 道 事 故 数 小 于 1 ( ) ( 次 ，则 厂 小 于 2 0 e 。在 此计 算 中 ，令 f 一2 0 ，计 算 风 险 值 R 。具 体评 价结 果见 表 1 。 表 1 燃气 管道泄漏事故后果评价 5 结 论 ( 1 )燃 气 泄漏 后 ，危 险源 周 围可 分 为 几个 不 同 的伤害 区域 ，其 伤 害破 坏 半 径 划 分 为 死 亡 半 径 、 重 伤半 径 、轻伤 半 径及 财产 破坏 半径 。 ( 2 ) 同一 区域 风险值 不 同 ，随 伤