天然氣開采過程的安全因素分析

韓景業(yè)

【摘 要】天然氣作為重要的低碳能源資源，在現(xiàn)在以及未來的能源開采中，對于天然氣開采和利用仍然是重中之重。本文介紹了天然氣采氣生產(chǎn)工藝，對天然氣開采過程的安全因素進行了較詳細的分析。

【關(guān)鍵詞】天然氣；開采；安全因素

能源開發(fā)存在一定的危險因素，尤其是天然氣的開發(fā)。由于天然氣是氣體能源，其開采的方式以及運輸方式都必須考慮周全，并且在很大程度上與其他方式不同。天然氣的采氣安全是目前的主要問題，并且直接影響著采氣的效率和質(zhì)量。在運輸方面，由于氣體的原因，需要對天然氣進行壓縮處理，并且需要專門的運輸工具以及裝載設(shè)備等。在這些問題上，都是與天然氣的安全問題息息相關(guān)的。因此，在采氣的過程中不僅需要設(shè)備方面的安全，更需要人員方面的監(jiān)督工作，從而保證其安全性。因此，對于采氣而言，人為的影響因素也在一定程度上決定著采氣的安全性。

1、天然氣采氣生產(chǎn)工藝介紹

集氣站采用天然氣加熱、節(jié)流、分分離、脫水、計量的流程對采集回來的天然氣進行處理。采用高壓集氣、多井加熱、天然氣發(fā)電等工藝。通過SCADA系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)，并利用一點多址的方式將數(shù)據(jù)傳播到氣田調(diào)度中心，最終達到集中式管理的目的。從井口采集的高壓天然氣經(jīng)采氣管道輸送到集氣站內(nèi)，通過多井式加熱爐加熱已達到提高節(jié)流前天然氣溫度的目的，這樣可以避免節(jié)流之后天然氣溫度過低，而引起的水化物堵塞。天然氣經(jīng)過加熱后通過針型閥進行節(jié)流，使壓力降到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值，此時再經(jīng)過總閥門的合理分配之后，輸送到生產(chǎn)分離器或計量分離器，分離高壓天然氣中所含有的多種雜質(zhì)，最后使用脫水撬將三甘醇與天然氣接觸，利用三甘醇的親水性將去除天然氣上的水分，最后生產(chǎn)出能夠供用戶使用的天然氣。

2、采氣安全中涉及的要點分析

2.1天然氣及甲醇安全性

天然氣中主要構(gòu)成部分為低分子甲烷的氣體混合物，除此之外，還含有大量的硫化氫。未經(jīng)處理的天然氣在自然狀態(tài)下呈無色無臭的氣態(tài)，并具有易燃的化學(xué)特性，并被國家安全部門歸位甲類火宅危險性物質(zhì)。下面就對天然氣中幾種重要主要成分的安全特性進行分析。

（1）甲烷。甲烷是天然氣中最重要的構(gòu)成部分物質(zhì)，在常溫下呈氣態(tài)，比空氣要輕，且具有易燃易爆的特性，被歸類于甲類火宅危險性物質(zhì)，在與空氣進行混合之后會產(chǎn)生具有爆炸危險性的混合物，在接觸熱源或明火時有可能會發(fā)生爆炸，甲烷燃燒后會產(chǎn)生氮化碳和二氧化碳。

（2）硫化氫。硫化氫也是天然氣的重要組成部分，它在自然狀態(tài)下是無色的，有臭雞蛋味，同時也具有易燃易爆的特性，和甲烷同樣屬于甲類火宅危險性物質(zhì)。在與空氣相混合后能產(chǎn)生爆炸性混合物，在接觸熱源或明火時會發(fā)生爆炸，將其燃燒所產(chǎn)生的物質(zhì)為氧化硫。除此之外，硫化氫還屬于劇毒類物質(zhì)，它然后會生成二氧化硫，硫化氫和二氧化硫均具有毒性，不僅會導(dǎo)致鋼材等物質(zhì)的腐蝕，更嚴重時會危害人體健康。

（3）甲醇。甲醇也被國家相關(guān)部門歸納為甲類危險性有毒物質(zhì)。在與空氣進行混合之后會產(chǎn)生具有爆炸危險性的混合物，在接觸熱源或明火時有可能會發(fā)生爆炸。與甲烷和硫化氫不同的是，它的密度要比空氣更大，因此在較低處能擴散到非常遠的距離，且再次遇明火后會發(fā)生回燃現(xiàn)象。

2.2生產(chǎn)設(shè)備的安全性

在相關(guān)部門頒布的《石油化工企業(yè)實際防火規(guī)范》中對石油化工中設(shè)計的工藝設(shè)備進行了火災(zāi)危險性分類，其中集氣站中的所有生產(chǎn)設(shè)備均為甲類火宅危險性工藝設(shè)備，這些設(shè)備的使用不當(dāng)均可能會造成火災(zāi)事故的發(fā)生。

2.3生產(chǎn)過程的安全性

對油氣進行集中輸是在不同的環(huán)境中進行作業(yè)的。它具備以下幾個特點：油田多、輸送線長、輸送線廣。除此之外，還具有易燃易爆、工藝繁瑣、壓力容器較多、生產(chǎn)間隔時間短、火災(zāi)發(fā)生概率大等生產(chǎn)特性。在生產(chǎn)過程中，任何一個工序出現(xiàn)問題或者失誤，都會引起嚴重的火災(zāi)事故，嚴重時還會引起人員傷亡，天然氣的化學(xué)特性是無色無味的，當(dāng)它泄露在空氣中時不易被發(fā)現(xiàn)，因此引起火災(zāi)的可能性較大。由于天然氣是易燃物質(zhì)，若在常溫中于高溫明火接觸，極易產(chǎn)生燒燒現(xiàn)象并發(fā)生爆炸，同時釋放出大量的熱量。再者，由于天然氣的密度比空氣要小，一旦發(fā)生泄漏，它能在空氣中廣泛地發(fā)散，這樣容易引起大范圍的火災(zāi)事故。最后，在天然氣的的集中生產(chǎn)過程中，需要通過加熱爐和重沸器等設(shè)備進行生產(chǎn)加工，這些設(shè)備都屬于明火裝置，這就進一步增加了生產(chǎn)過程中發(fā)生火災(zāi)的可能性。

2.4天然氣開采過程安全隱患分析

天然氣開采的方式一般有兩種。第一種是通過鉆井，然后利用排水采氣法進行開采，從而獲得天然氣資源。第二種則是在海上利用液態(tài)分離法，將可燃冰與海水進行分離，從而獲得液體形態(tài)的天然氣。不管是采用那種形式的開采方式，其開采過程中都要注意以下幾點問題：

第一，開采設(shè)備一定要符合開采要求。鉆井設(shè)備需要經(jīng)過監(jiān)理工程師的檢驗以及監(jiān)督才能夠進行開采作業(yè)。

第二，排水采氣是一種比較方便安全的采氣方式，但是需要對水壓以及地下的氣壓等進行測量，從而保證排水采氣的正常工作。此外，對于存儲的設(shè)備而言，需要進行負壓處理，方便天然氣能夠順利進入管道。

2.5天然氣運輸?shù)陌踩[患分析

天然氣由于是氣體能源，所以在使用之前需要進行液化處理。液化之后，需要將液化的天然氣進行封裝，然后通過運輸貨車進行運輸。在運輸?shù)倪^程中，需要注意以下幾點安全問題：

天然氣的儲存設(shè)備一定要滿足高壓測定系數(shù)。也就是說，天然氣由于經(jīng)過了液化處理，其壓力比較大。因此，需要保證天然氣的存儲設(shè)備一定要是抗高壓的。

在運輸?shù)倪^程中，需要保證其運輸?shù)姆€(wěn)定性。高溫天氣以及大風(fēng)天氣不宜進行運輸，主要原因在于會影響液態(tài)天然氣的物理性質(zhì)，從而造成危險。

2.6人為因素對采氣的安全影響

對于一項工程而言，其工程監(jiān)督是必須的，天然氣的開采也同樣如此。在采氣工程中，一定要擁有第三方的監(jiān)理機構(gòu)。需要注意的是，監(jiān)理機構(gòu)一定要是第三方的機構(gòu)，這樣才能夠在最大程度上保證其工程質(zhì)量。對于采氣安全隱患，在上文中已經(jīng)做了具體分析。因此，對于監(jiān)理人員而言，需要做到的就是要把采氣以及運輸?shù)倪^程中容易出現(xiàn)疏漏的細節(jié)進行強調(diào)并加以監(jiān)督。尤其是開采的過程中，采用的排水采氣的方式。其中，對水壓的控制以及氣體的儲存設(shè)備都要進行嚴格的審查，保證在開采的過程中不出現(xiàn)任何泄漏以及水壓不足的問題。此外，在運輸?shù)倪^程中，一定要保證其天然氣進行液化處理。液化是需要將氣體經(jīng)過高壓處理，從而使其形成液體狀態(tài)。因此，對于監(jiān)理工程師而言，需要對高壓設(shè)備進行壓力的控制管理，并保證高壓存儲設(shè)備是合格的。在高壓存儲罐的表面，一定要經(jīng)過危險標(biāo)志的注明處理。

3、結(jié)語

采氣作業(yè)通常情況下要保證采氣的安全性。安全第一的理念必然應(yīng)該存在于能源生產(chǎn)的過程中。在天然氣的采集過程中，涉及了天然氣甲醇安全性、生產(chǎn)工藝安全性、生產(chǎn)過程安全性等多種安全要素。采集工作者應(yīng)加強在天然氣集中生產(chǎn)過程中的安全預(yù)防措施，避免在生產(chǎn)過程中由于氣體泄漏，設(shè)備故障等事故而引起的火災(zāi)和爆炸事件。任何一個工作環(huán)節(jié)的操作失誤都可能導(dǎo)致危險的發(fā)生，本文通過對天然氣采氣過程中可能涉及到的安全要素進行分析，對采氣工作人員的日常工作敲下了深刻的警鐘。

【參考文獻】

[1]陳武，鐘水清.油田單井最低產(chǎn)量分析方法研究[J].鉆采工藝，2005（2）

[2]陳武，鄧川南.油氣田開發(fā)單井經(jīng)濟產(chǎn)能界限模型研究[J].鉆采工藝，2007（4）

[3] 趙地順，周二鵬，王建龍，尹繼豐.離子液體脫除汽油中含硫化合物的研究[J].化學(xué)工程，2010（01）：1-4