含硫氣田安全距離標準分析

洪 祥，馮 逍，肖永發

(中國石化中原油田普光分公司，四川達州 636156)

含硫氣田安全距離通常泛指防火距離、公眾安全防護距離和衛生防護距離，事故狀態下的應急撤離距離也屬于安全距離的范疇，安全距離設計是安全評價、政府監管的重點。在含H2S氣田開發生產過程中，由于H2S有毒介質的存在，安全距離防護措施具有無可替代的作用[1]，比如井場發生了井噴事故，地下的含H2S氣體從地下噴涌而出，若在H2S擴散范圍內分布有大量的民居、學校，一旦疏散不及，必然會造成大量的人員傷亡事故。因此，在含H2S氣田開發生產過程中，必須嚴格落實安全距離防護要求。

1 含硫標準簡介

梳理與含硫氣田安全距離相關的國家標準、行業標準，涉及防火安全距離主要由GB50183-2004確定，涉及防H2S中毒的安全距離主要參考AQ2018-2008、SY/T5087-2017等標準。見表1。

表1 與含硫氣田安全距離有關的標準

2 標準規定的安全距離分析

目前，國家一些行業標準和企業標準明確了含硫氣井、火炬、集輸管道公共防護距離、員工宿舍安全距離，鉆井作業過程中設備設施距井口的安全距離以及在應急處置過程中的應急撤離距離，如SY/T6277-2017，通過分析標準條款，發現存在個別行業標準條文不滿足國家AQ標準要求、個別企業標準條文制定不符合行業標準要求問題，同時標準制定還存在空白點。

2.1 員工宿舍距井口的安全距離

a) SY/T 0612-2014《高含硫化氫氣田地面集輸系統設計規范》要求，“倒班宿舍距井口的距離應符合現行行業標準AQ2018的規定，距含硫化氫工藝裝置區邊緣的距離應符合現行行業標準SY/T6779的規定”。

AQ2018-2008標準規定，含硫氣井井口距民宅應不小于100 m；SY/T6779-2010《高含硫化氫氣田集氣站場安全規程》規定，“硫化氫平均含量為13%～15%的天然氣集氣站搬遷距離，距裝置區邊緣宜不小于200 m”;“硫化氫平均含量低于13%或高于15%的天然氣集氣站搬遷距離，在組織專家技術論證后，可適當減小或增大搬遷距離”。按該標準要求，高含硫氣田倒班宿舍距井口的距離應不小于100 m，距工藝裝置區邊緣的距離應不小于200 m。

b) SY/T6610-2017規定，作業隊職工宿舍距離井口應不小于100 m。

c) SY/T5087-2017規定，鉆井隊職工宿舍距離井口不小于300 m。

d) Q/SH0033-2009《川東北天然氣井鉆井與井下作業安全技術規范》規定，職工生活區距離井口不小于300 m。

從以上標準要求分析，SY/T5087-2017對鉆井隊職工宿舍距離井口的安全距離要求最高，為300 m；SY/T 6610-2017明確了作業隊職工宿舍距離井口的安全距離為100 m，但沒有明確距離工藝裝置區的安全距離；SY/T 0612-2014規定集氣站倒班宿舍距離井口的安全距離為100 m，硫化氫含量在13%～15%的高含硫集氣站宿舍距工藝裝置邊緣200 m；相對而言，中國石化企業標準Q/SH0033-2009規定鉆井、作業職工生活區離井口不小于300 m的距離是嚴格的。

2.2 鉆井、作業內外部安全距離

2.2.1鍋爐房與氣井的安全距離

SY/T6610-2017規定，“井場施工用的鍋爐房、發電房與井口的距離宜大于30 m”。SY/T 5087-2017規定，“發電房距井口30 m以上，鍋爐房距井口50 m以上”；Q/SH0033-2009規定“鍋爐房距井口不小于25 m”。

從以上標準條文分析，鉆井過程中的安全距離要求高，Q/SH0033-2009標準不能滿足最新行業標準要求。

2.2.2放噴池與氣井的安全距離

AQ2012-2007要求，“含硫化氫天然氣放噴管線出口應接至距井口不小于100 m的安全地帶”；SY/T 5087-2017規定，“含硫化氫天然氣井放噴管線出口應接至距井口100 m以外的安全地帶”；SY/T 6610-2017規定，“放噴管線出口應接至距井口30 m以外安全地帶,地層氣體介質硫化氫含量大于和等于30 g/m3油氣井，出口應接至距井口75 m以外的安全地帶”;Q/SH0033-2009標準規定，“放噴排污池、火炬、燃燒筒距井口不小于100 m”。

分析以上標準，SY/T6610-2017對于含硫放噴管線的安全距離要求低，不符合AQ2012-2007含硫化氫天然氣放噴管線出口應接至距井口不小于100 m的安全地帶”的要求。

2.3 氣井與公共設施的安全距離

SY/T 5087-2017規定，“油氣井口(含硫)距鐵路、高速公路不小于200 m；距學校、醫院和大型油庫等人口密集性、高危性場所不小于500 m?！?/p>

對于含硫氣井公共安全防護距離，AQ2018-2008做出了規定，應依據氣井的公眾危害程度等級確定防護距離,見表2。含硫氣井的公眾危害程度等級由標準AQ2017-2008《含硫化氫氣井公眾危害程度分級方法》確定，見表3。

表2 氣井公眾危害防護距離

表3 含硫化氫天然氣井公眾危害程度等級

SY/T 5087-2017地質設計中確定的含硫氣井距安全敏感目標(鐵路、高速公路)、高敏感場所(學校、醫院、大型油庫)、高密度場所(場鎮中心)距離僅適用于氣井公眾危害程度等級為三級(最低)的氣井，如國內普光氣田高含硫氣井，公眾危害程度多為一級，如按此標準布設井位，源頭上即可能存在不符合國家法律法規的要求。

2.4 火炬安全距離

GB50183-2004規定，“火炬的防火間距應經輻射熱計算確定，對可能攜帶可燃液體的火炬的防火間距，尚不應小于表4.0.4的規定”，該表明確，“火炬離100人以下的散居房屋不小于120 m”。第5.2.1條規定，“一、二、三、四級石油天然氣站場內總平面布置的防火間距除另有規定外，應不小于表5.2.1的規定?；鹁娴姆阑痖g距應經輻射熱計算確定，對可能攜帶可燃液體的高架火炬還應滿足表5.2.1的規定”。該表規定，一、二、三、四級站場可能攜帶可燃液體的高架火炬除與有明火的加熱爐、鍋爐房距離為60 m外，均為90 m。同時規定，可能攜帶可燃液體的火炬與相關設施的安全間距不得折減。高含硫氣田集氣站場屬五級站場，火炬安全距離沒有標準依據。

2.5 集輸管道安全距離

SY/T 6780-2010《高含硫化氫氣田集輸管道安全規程》規定，“硫化氫平均含量為13%～15%天然氣埋地集輸管道的搬遷距離宜不小于管道兩側40 m，裸露集輸管道的搬遷距離宜不小于管道兩側各200 m”；該標準被SY/T 6277-2017整合，但原標準要求未列入，管道安全距離“應經過模擬計算或安全評價，確定搬遷區域”。

在國外，部分政府組織對含硫氣田公眾安全防護距離分級制訂了相關的標準，例如，負責監管加拿大絕大部分含硫化氫天然氣生產的Alberta省政府下的獨資準司法機構ERCB，制定的含硫氣田生產設施公眾安全防護距離分級標準得到廣泛參考和引用。ERCB規定輸送硫化氫含量超過10 mol/ kmol的天然氣管道需建立公眾安全防護距離,并針對管道泄漏硫化氫擴散毒害事故,根據管段間最大硫化氫泄漏體積將公眾安全防護距離分為4級，對不同等級,規定了管道距單座固定民宅、居民散居區、城鎮中心和公眾設施的最小距離[2],見表4。

表4 加拿大ERCB含硫天然氣管道公眾安全防護距離

國內含硫標準目前沒有明確規定含硫集輸管道與單座固定民宅、居民散居區、城鎮中心、公共設施的安全距離，此項內容是空白。

2.6 應急撤離距離

a) SY/T6779-2010、SY/T6780-2010最早定義了高含硫氣田“應急撤離距離”，即“含硫化氫天然氣發生泄漏時，空氣中硫化氫濃度可能達到危險臨界濃度150 mg/m3,需要進行人員疏散的距離”。該標準規定了硫化氫含量13%～15%的高含硫天然氣集輸管道和集氣站場應急撤離距離宜不小于1 500 m;

b) SY/T 6277-2017提出了“應急撤離區域”的定義：即“當空氣中硫化氫濃度達到安全臨界濃度時，無任何人身防護的人員應進行撤離的區域；當空氣中硫化氫濃度達到危險臨界濃度時，有人身防護的現場人員，經應急處置無望，可進行撤離的區域”。有人身防護的現場人員應為企業現場工作人員和應急處置人員，本標準對應急撤離區域的定義實質可以理解為：“空氣中硫化氫濃度達到安全臨界濃度(30 mg/m3)時公眾應進行撤離的區域”。該標準規定，“硫化氫體積分數為13%～15%的天然氣集氣場站，應急撤離區域邊緣距最近的裝置區邊緣宜不小于1 500 m”；

3 結論

a) 相關行業標準制修訂時關于安全距離的確定應慎重，應充分調研相關國標、行業標準的規定，不能低于GB、AQ標準要求，標準審核應嚴格。

b) 含硫氣井試氣投產作業施工工序多，程序復雜，作業時間長，不但有常規氣井的安全風險，還有含硫氣井特有的安全風險，如H2S的泄漏、放噴點火失敗、SO2排放擴散等。起下管柱、長井段射孔、大型酸壓、長時間試氣放噴以及更換井口、防噴器作業安全風險都屬于高風險。作業過程危險因素和施工風險不亞于鉆井過程，SY/T 6610-2017規定作業隊職工宿舍距離井口100 m的安全距離明顯低于SY/T5087-2017鉆井隊生活區離井口不小于300 m的要求。

c) SY/T 5087-2017降低了公共疏散的濃度條件，確定應急撤離的濃度要求由危險臨界濃度150 mg/m3下降為安全臨界濃度30 mg/m3，疏散濃度降低，但13%～15%的天然氣集氣場站(管道)30 mg/m3應急撤離區域卻與SY/T 6779-2010和SY/T 6780-2010的150 mg/m3應急撤離區域保持一致，該標準規定值得商榷。

d) 含硫氣井在設計階段就應確定氣井公眾危害程度等級，確定公共防護距離，源頭管控公共風險。

e) 含硫集輸管道安全距離“應經過模擬計算或安全評價，確定搬遷區域”彈性較大，應對含硫集輸管道與單座固定民宅、居民散居區、城鎮中心、公共設施的安全距離進行研究、確定。

f) 應研究確定含硫火炬安全距離。常規的放空火炬防火間距應經輻射熱計算，但高含硫氣田集氣站放空火炬安全距離不僅要考慮輻射熱，同時還應考慮燃燒產物SO2有毒氣體的擴散以及火炬因放空攜液熄滅H2S氣體直接放空排放情況下的H2S氣體擴散距離[3]。

g) 收發球筒與水套爐防火安全距離在GB50183-2004中未明確，收發球筒頻繁升卸壓，高含硫介質易使密封圈失效泄漏，密封材料有效期短，同時收發球作業打開球筒時有可燃氣體溢出，應對收發球筒與加熱爐爐頭安全距離進行研究確定。五級站場收發球筒如按照水套爐與露天油氣密閉設備與閥組5 m的安全距離顯然是不合適的。