煤層氣開采過(guò)程安全風(fēng)險(xiǎn)及其管理策略

＊楊 勇

（中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司晉城分公司 山西 048000）

引言

如何在煤層氣開采中準(zhǔn)確的把握各種危險(xiǎn)因素，識(shí)別出潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，掌握安全生產(chǎn)的客觀規(guī)律，這是煤層氣開采企業(yè)在經(jīng)營(yíng)管理中需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題。只有做好了開采過(guò)程中的安全管理工作，最大程度的保證了開采安全性，才能真正將煤層氣作為一種重要的能源來(lái)使用。

1.煤層氣物理、化學(xué)屬性分析

要想做好煤層氣開采過(guò)程中的安全管理工作，首先需要了解煤層氣的物理、化學(xué)性質(zhì)。根據(jù)《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50183-2004）中有關(guān)可燃物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的分類標(biāo)準(zhǔn)，煤層氣屬于甲B類，具有明顯的易燃性、易爆性等特點(diǎn)。之所以有這樣的特點(diǎn)，一個(gè)非常重要的原因是煤層氣的主要成分是甲烷，這是一種常見的易燃、易爆化學(xué)物質(zhì)，其閃點(diǎn)為-188℃，最小點(diǎn)火能僅為0.28mJ，引燃溫度可以達(dá)到538℃，泄漏到空氣中以后與空氣中的一些物質(zhì)結(jié)合，可以行程爆炸性混合物，明火或者高熱都可能引起燃燒。由于煤層氣的主要成分是甲烷，其密度僅僅為空氣的的0.55倍，所以相對(duì)于空氣煤層氣有更快的擴(kuò)散性。可以看出，煤層氣的這種物理化學(xué)性質(zhì)，決定了其開采過(guò)程中的安全管理工作異常重要，稍有不慎就可能引起嚴(yán)重的安全事故，這就要求煤層氣開采企業(yè)必須重視和加強(qiáng)安全管理工作，根據(jù)煤層氣存儲(chǔ)特點(diǎn)，制定詳細(xì)的開采安全管理方案。

2.煤層氣開采過(guò)程中安全風(fēng)險(xiǎn)分析

(1)鉆井工程安全風(fēng)險(xiǎn)

鉆井工程施工是煤層氣開采中一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，也是最容易出現(xiàn)安全問(wèn)題的環(huán)節(jié)，鉆井技術(shù)方法對(duì)安全管理工作的影響非常明顯。鉆井過(guò)程中涵蓋的環(huán)節(jié)比較多，包括鉆井、測(cè)井和固井等，安全風(fēng)險(xiǎn)也主要集中在這3個(gè)環(huán)節(jié)上。第一，煤層氣的鉆井與石油鉆井非常相似，都是先鉆進(jìn)至目的層、再下套管，然后再進(jìn)行固井、測(cè)井，在這一過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)比較多，比如高處墜落或物體打擊、機(jī)械傷害、頂天車、井塌、井漏、火災(zāi)等，這都些都是潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。第二，固井。固井是鉆井工程中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，其目的是保護(hù)和固定井內(nèi)的套管，封隔地層，這樣才能為煤層氣的開采創(chuàng)造良好的條件，固井的環(huán)節(jié)比較復(fù)雜，包括下套管、注水泥漿、井口安裝等多個(gè)環(huán)節(jié)，其中的任何環(huán)節(jié)操作不當(dāng)都會(huì)出現(xiàn)安全事故，常見的安全風(fēng)險(xiǎn)主要包括車輛傷害、觸電、井噴、機(jī)械傷害、高壓傷害等等。第三，測(cè)井。測(cè)井過(guò)程中也可能發(fā)生一些安全風(fēng)險(xiǎn)，這因?yàn)樵跍y(cè)井的過(guò)程中使用的工具可能導(dǎo)致一些安全事故發(fā)生，比如測(cè)井使用的放射性工具，操作不當(dāng)可能會(huì)導(dǎo)致輻射污染，除此之外還可能出現(xiàn)的觸電、車輛傷害等事故。從上面的分析中可以看出，煤層氣開采中的鉆井安全風(fēng)險(xiǎn)比較多，主要是因?yàn)殂@井工程環(huán)節(jié)多，涉及到的安全風(fēng)險(xiǎn)因素比較多，安全管理相對(duì)比較復(fù)雜。

(2)完井工程安全風(fēng)險(xiǎn)

完井工程涵蓋的環(huán)節(jié)及風(fēng)險(xiǎn)因素也比較多，所以對(duì)安全管理工作的要求也比較高。第一，射孔。射孔是完井工程中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，其安全風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)源于其作業(yè)過(guò)程，因?yàn)樯淇滓话愣际鞘褂秒娎|輸送，射孔槍彈送到射孔層位后引爆，將射孔層打通后才能與地層聯(lián)通開采煤層氣，這一過(guò)程中操作不當(dāng)很容易引起孔彈爆炸，電纜輸送的過(guò)程中也容易出現(xiàn)觸電及其它電氣火災(zāi)事故，另外物體打擊、車輛傷害也是潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)因素。第二，壓裂。這也是煤層氣開采中的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，在這一環(huán)節(jié)中主要解決的是煤層裂縫行成，只要形成了裂縫，才能采集到更多煤層中所含有的煤層氣，壓裂使用的各種機(jī)械設(shè)備比較多，常見的有砂罐車、混砂車等，這些機(jī)械設(shè)備在使用的過(guò)程中操作不當(dāng)很容易出現(xiàn)車輛傷害和物體打擊等風(fēng)險(xiǎn)。其中，壓裂過(guò)程中的高壓，是存在的主要風(fēng)險(xiǎn)。在設(shè)備安裝、試壓等環(huán)節(jié)也存在很多風(fēng)險(xiǎn)，除此之外，火災(zāi)、爆炸等也是潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)因素。

(3)輸氣管網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)

煤層氣輸氣管網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)也應(yīng)該引起人們的廣泛重視，雖然目前的管網(wǎng)建設(shè)技術(shù)和管材技術(shù)水平有了明顯的進(jìn)步，但是煤層氣輸氣管網(wǎng)在運(yùn)維過(guò)程中仍然可能存在一些安全風(fēng)險(xiǎn)。比如山西“12·21”煤層氣管道爆炸著火事故，此次事故造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失雖然沒有造成人員安全事故，但此次安全事故發(fā)生的主要原因是由輸氣管道內(nèi)部腐蝕導(dǎo)致的，腐蝕后的實(shí)際管道厚度的低于安全運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)和要求，不能承受煤層氣輸氣的壓力要求，導(dǎo)致此次安全事故的發(fā)生。當(dāng)然，導(dǎo)致輸氣管道安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的原因有很多，比如焊接的過(guò)程中出現(xiàn)了漏焊，防腐涂層存在漏涂，焊接點(diǎn)位置、熱彎位置沒有做好防腐措施，或者因?yàn)榈刭|(zhì)變化及人為因素導(dǎo)致的管道出現(xiàn)的變形、破裂等，這些都是導(dǎo)致輸氣管道安全風(fēng)險(xiǎn)的主要因素，焊接施工如圖1，直接影響著輸氣管網(wǎng)安全。

圖1 輸氣管網(wǎng)焊接施工

(4)排采工程風(fēng)險(xiǎn)

除上述安全風(fēng)險(xiǎn)之外，在煤層氣開采中還存在其它方面的安全風(fēng)險(xiǎn)，其中地面排采集輸與增壓處理是一個(gè)比較突出的環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)的技術(shù)比較復(fù)雜，在建設(shè)和運(yùn)行的過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)因素比較多。比如在建設(shè)過(guò)程中的電氣設(shè)備安裝及維護(hù)不當(dāng)可能引發(fā)火災(zāi)，在運(yùn)行過(guò)程中因?yàn)槊簩託庑孤?dǎo)致的火災(zāi)、爆炸等。另外，由于相關(guān)設(shè)備比較多，在運(yùn)行的過(guò)程中也可能出現(xiàn)車輛傷害等。還有一點(diǎn)就是環(huán)境是需要重點(diǎn)考慮的因素，煤層氣管道經(jīng)過(guò)區(qū)域的環(huán)境也比較復(fù)雜，比如河流、工業(yè)園區(qū)等，這些區(qū)域的環(huán)境比較復(fù)雜，所以環(huán)境因素也會(huì)對(duì)輸氣管道工程產(chǎn)生一定的安全影響。如果煤層氣開采企業(yè)在開采的過(guò)程中，沒有考慮輸氣管道建設(shè)上因素的影響，在建設(shè)和運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)受影響，甚至可能因?yàn)橥庠谝蛩貙?dǎo)致嚴(yán)重的安全事故發(fā)生，如何控制這些外在的風(fēng)險(xiǎn)因素，成為煤層氣開采企業(yè)在過(guò)程中需要注意的一個(gè)重要問(wèn)題。

3.煤層氣開采過(guò)程安全風(fēng)險(xiǎn)管理策略

(1)制定詳細(xì)的安全風(fēng)險(xiǎn)管理方案

要想做好煤層氣開采過(guò)程中的安全管理工作，在煤層氣項(xiàng)目建設(shè)之初就應(yīng)該制定詳細(xì)的安全管理方案，在詳細(xì)了解煤層氣所在區(qū)域的地質(zhì)條件及其特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，在制定具體的開采方案應(yīng)用開采技術(shù)的過(guò)程中，需要制定與之配套的安全管理方案，針對(duì)煤層氣開采過(guò)程中的安全管理進(jìn)行細(xì)致科學(xué)的設(shè)計(jì)，圖2為安全風(fēng)險(xiǎn)管理流程。在這一過(guò)程中，所制定的安全管理方案必須詳細(xì)針對(duì)開采過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)可能發(fā)生的安全風(fēng)險(xiǎn)，制定與之對(duì)應(yīng)的安全防范措施，確保每一個(gè)安全風(fēng)險(xiǎn)因素都在可控的范圍之內(nèi)。同時(shí)，在建設(shè)和開采的過(guò)程中應(yīng)該將安全管理責(zé)任落實(shí)到人，明確每一個(gè)工作人員的安全管理責(zé)任范圍，以及具體的安全管理工作標(biāo)準(zhǔn)，要求所有的員工在工作當(dāng)中，嚴(yán)格貫徹公司的安全管理要求，規(guī)范自己的生產(chǎn)行為和操作規(guī)范，最大程度的減少人為因素對(duì)煤層氣開采安全生產(chǎn)的負(fù)面影響，確保每一個(gè)環(huán)節(jié)都處在安全管理可控的范圍之內(nèi)。另外，煤層氣開采企業(yè)也應(yīng)該制定與之對(duì)應(yīng)的安全管理責(zé)任體系，針對(duì)每一個(gè)員工的工作范圍做出明確的安全責(zé)任及其工作標(biāo)準(zhǔn)，以及在工作當(dāng)中所要承擔(dān)的具體的責(zé)任形式，用完善的責(zé)任體系督促每一個(gè)干部職工嚴(yán)格落實(shí)公司所制定的安全管理方案。

圖2 安全風(fēng)險(xiǎn)管理流程

(2)建立企業(yè)安全管理標(biāo)準(zhǔn)及其體系

從煤層氣開采安全管理的角度來(lái)講，由于我國(guó)的煤層氣開采尚處在一個(gè)初始階段，煤層氣開采安全管理技術(shù)還有待于進(jìn)一步的完善。國(guó)家雖然已經(jīng)頒布了兩個(gè)煤層氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也就是《煤層氣地面開采防火防爆安全規(guī)程》《煤層氣集輸安全規(guī)程》，但是這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)并不能覆蓋煤層氣開采的全過(guò)程，尤其是鉆井工程和完井工程，目前的相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)還處在空白狀態(tài)。在實(shí)際的工作當(dāng)中，具體的標(biāo)準(zhǔn)是由煤層氣開采企業(yè)制定的，而煤層氣開采企業(yè)在制定的過(guò)程中一般都是借鑒天然氣開采的相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范。但是，天然氣開采與煤層氣開采相比存在明顯的技術(shù)差異，因?yàn)檫@是兩種不同的能源，在開采的過(guò)程中開采技術(shù)以及與之對(duì)應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)該存在一定的差異。在這種情況下，要想更好的做好煤層氣開采過(guò)程中的安全管理工作，煤層氣開采企業(yè)必須收集和整理相關(guān)煤層氣開采資料，結(jié)合公司自身在煤層氣開采安全管理中的一些經(jīng)驗(yàn)，制定適合公司經(jīng)營(yíng)發(fā)展需要的相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然公司所制定的安全管理標(biāo)準(zhǔn)也能夠?qū)?guó)家相關(guān)行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)的制定和完善提供有益的借鑒。

(3)強(qiáng)化煤層氣開發(fā)過(guò)程中安全事故的預(yù)防與控制

煤層氣開采過(guò)程中的安全事故預(yù)防與控制是非常重要的一項(xiàng)工作，這項(xiàng)工作貫穿于煤層氣開采和輸送的全過(guò)程。在此項(xiàng)工作當(dāng)中，煤層氣開采企業(yè)應(yīng)該制定詳細(xì)的安全事故預(yù)防與控制方案。第一，煤層氣開采、輸氣管道建設(shè)與運(yùn)行管理，應(yīng)該成為安全管理的重中之重，從最近幾年相關(guān)油氣開采過(guò)程中的安全事故來(lái)看，主要集中在井下和輸氣管道上，尤其是輸氣管道的安全事故比較多，不管是天然氣還是煤層氣，輸氣管道的建設(shè)和運(yùn)行的過(guò)程中，都應(yīng)該將安全管理作為重心，針對(duì)可能發(fā)生的安全事故做好相應(yīng)的預(yù)防控制措施。第二，制定詳細(xì)的安全事故應(yīng)急處置方案，從煤層氣開采安全管理的角度來(lái)講，從理論上來(lái)說(shuō)任何一個(gè)煤層氣開采企業(yè)，即便是制定了非常完善的安全管理制度，在開采的過(guò)程中都不可能做到100%的安全，所以煤層氣開采過(guò)程中必須制定安全事故應(yīng)急預(yù)案，一旦出現(xiàn)安全事故，能夠在第一時(shí)間啟動(dòng)預(yù)案應(yīng)對(duì)安全事故，使安全事故能夠得到及時(shí)合理的處置，降低各類安全事故給公司帶來(lái)的損失。

(4)針對(duì)潛在的風(fēng)險(xiǎn)制定針對(duì)性的預(yù)防控制措施

從煤層氣開采的角度來(lái)講，既要完善風(fēng)險(xiǎn)管理制度，優(yōu)化風(fēng)險(xiǎn)管理機(jī)制，又要針對(duì)潛在的各種風(fēng)險(xiǎn)因素，做好相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，尤其是其針對(duì)可能存在安全風(fēng)險(xiǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，一定要采取針對(duì)性的預(yù)防控制措施。比如針對(duì)輸氣管網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)行中可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，要制定相應(yīng)的預(yù)防控制機(jī)制，例如針對(duì)因?yàn)楣艿涝陂L(zhǎng)期使用過(guò)程中因?yàn)殇P蝕導(dǎo)致的煤層氣泄露的安全隱患，在安全管理工作當(dāng)中，要明確輸氣管道的安全檢查內(nèi)容和方式，安全檢查的具體責(zé)任人員，安全檢查過(guò)程的監(jiān)督，可以在每一個(gè)區(qū)域內(nèi)設(shè)置安全檢查標(biāo)示，在安全檢查的過(guò)程中，要求每一個(gè)安全檢查人員在檢查完畢以后都要在標(biāo)示區(qū)域進(jìn)行錄像等。從中可以看出，在制定的預(yù)防控制措施中，必須從細(xì)節(jié)入手，從控制好每一個(gè)潛在的安全因素入手，這樣才能達(dá)到預(yù)期的效果。當(dāng)然，在安全檢查工作當(dāng)中，強(qiáng)調(diào)安全檢察人員的責(zé)任意識(shí)也非常重要，每一項(xiàng)安全檢查工作都要做到責(zé)任刀刃，檢查過(guò)程和結(jié)果可以追溯，這樣一旦發(fā)生安全事故，可以快速確定安全責(zé)任，避免安全管理工作中相互推諉，對(duì)安全管理工作的造成負(fù)面影響。

4.結(jié)束語(yǔ)

層氣開采過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)比較多，任何一個(gè)煤層氣開采企業(yè)，在開采過(guò)程中都應(yīng)該評(píng)估潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，認(rèn)真做好各類安全風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別、預(yù)防和控制工作，最大程度的降低各類安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率，確保煤層氣開采的安全與穩(wěn)定。其中，在煤層氣開采中，關(guān)鍵是要做好的各種開采標(biāo)準(zhǔn)的落實(shí)和控制，這是安全管理工作的前提和基礎(chǔ)，只要開采過(guò)程達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，就能夠有效的預(yù)防和減少安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。同時(shí)，還要完善全生產(chǎn)制度與責(zé)任體系，明確安全生產(chǎn)與管理具體責(zé)任，真正將安全生產(chǎn)責(zé)任到人，這樣才能構(gòu)建一個(gè)緊密安全生產(chǎn)管理體系，增強(qiáng)各類安全因素的管理控制能力。