蒸汽吞吐現場泄露安全管理探討

余天創

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

關鍵詞：高溫高壓水蒸汽；泄露；HSE危害；防范

一、引言

八面河油田稠油產量約占全油田的30%左右，其中面138、面120區塊為主力稠油區塊，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，生產成本增加。重則造成較嚴重的HSE事故：人員致死、重傷，環境污染嚴重，社會影響惡劣等等。注汽鍋爐系統因自動化程度較高，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，安全穩定性差，現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田，也會使農作物大面積燙毀，引起較大工農糾紛。

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、油表套環空泥漿泄露：注入井內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形鋼板割開讓油層套管處于自由伸縮狀態，若井口油表套環空處有泥土堵塞形成封閉區，油層套管會在受到高溫后，將油表套環空鉆井殘余泥漿加熱沸騰噴出，造成井口噴出泥漿，嚴重污染井場環境。

三、現場案例

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。后經技術監督部門和廠家共同分析，原因是廠家在檢修熱采井口時，沒及時發現鋼圈槽有細微損傷，在注汽過程中，隨著壓力增高，先出現輕微刺漏，后越刺越大，只好停爐整改。

3、2014年4月面120-2-平5井注汽前割完環形鋼板，為方便施工，將井口堆的泥土填入油表套環空內，環空形成封閉區域，注汽過程中因油套溫度升高，將油表套環空內泥漿加熱沸騰，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、嚴格按照相關標準檢修、檢測、使用注汽管線、熱補償器和熱采井口，執行的標準參照：（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鎮級以上公路。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）環形鋼板必須提前割開使油層套管處于自由狀態；

（2）油表套環空應處于敞開狀態，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）高壓區域必須設置警戒帶且有警戒標志，且安裝有視頻監控井口、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：現場有井口刺漏、注汽管線刺漏的應急處置預案，經常性開展演練。

五、建議

1、注汽現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，將注汽現場封閉管理，安裝遠程操作系統，嚴禁高壓區域有人活動。

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服務中心清河經理部）