绪论和基本理论

第一章绪论

1.1研究背景和研究现状

1.1.1含硫油气处理的安全现状

石油工业是国家综合国力的重要组成部分，石油对于任何一个国家都是一种生命线，它对于经济、政治、军事和人民生活的影响极大。石油系统工程分布在相当大的范围内，线面结构，相连成网，“采集输储炼”连续运行，由此发生的灾害和次灾害，有突发性、广泛性、联锁性及严重性的特点，灾情一旦发生，不仅使石油系统本身受到损失，还容易牵连到整个城市甚至导致城市的瘫痪。

采油生产，从采油(采气)井口到计量站(集气站)、联合站，各个环节都有机地联合在一起整个生产过程具有机械化、密闭化和连续化的特点，生产介质为易燃、易爆的石油和天然气，对人和环境都有较高的要求。

油气集输系统将开采出来的原油和天然气进行收集、储存、输送和初步加工及处理，既具有油田生产点多、线长、面广的生产特点，又具有化工炼制企业高温高压、易燃易爆、工艺复杂、压力容器集中、生产连续性强、火灾危险性大的生产特点。

随着我国国民经济的迅速发展,国内对能源的需求量急剧上升,显然,加快开发高含硫油气田的全套技术,是中国石油天然气集团公司一项有远见的战略措施,不但十分必要,而且是当务之急。

高含硫气田的勘探开发一直是天然气工业面临的重大难题之一，在我国广泛分布的天然气资源中含硫气田占相当大的比例，如河北省赵兰庄气田油层伴生气中

H 2S含量63%，四川相继发现的卧龙河气田（H

2

S含量5%~7.28%）、中坝气田（H

2

S

含量6.75%~13.3%）、威远气田（H

2S含量1.22%）、四川磨溪气田（H

2

S含量1.8%）、

长庆下古气田（低含量），尤其是大气田四川东北罗家寨高含硫气藏（H

2

S含量

6.7%~16.6%）的发现，使中国高含硫气田储量大大上升，已达到上千亿立方米的储量[1-2]。

然而，在引起酸性油气田设施腐蚀的众多因素中，硫化氢是最危险的，特别是

对油套管以及其它井下设备造成严重腐蚀，同时H

2

S的剧毒性也直接威胁着人

身安全[3-5]。研究抗H

2

S腐蚀管材就显得非常有必要了，因为其对于延长管道使用寿命、防止事故的发生以及提高经济效益都有着十分重要的意义[6]。

硫化氢对钢材的腐蚀分为“氢脆”和“化学腐蚀”两类,而“氢脆”是开发高硫气田过程中更为突出的问题。在石油工业中“氢脆”的表现形式是硫化物应力断裂,影响因素有：

（1）金属的化学成分强度热处理条件和金相结构；

（2）液相的值；

（3）总的拉应力；

（4）温度；

（5）H

2

S浓度和总压力；

（6）时间。

化学腐蚀是潮湿的H

2S、CO

2

、等气体与金属发生化学反应或电化学反应,

使金属表面产生蚀坑、变薄或发生晶间腐蚀。通常的解决办法是向井内注入缓蚀剂,常用的缓蚀剂为胺类或吡啶类有机物。

国内缓蚀剂研究已有一定基础。如我国所开发的CT

2-1气井缓蚀剂,曾用到H

2

S

含量高达7%的气井。在卧龙河地区投井试验,油管腐蚀由0.1624一0.6173mm/a 降至0.0010mm/a,套管环形空间腐蚀由0.1302一0.3080mm/a降至0.0430一0.0123mm/a,具有良好的缓蚀性能。可根据各油气田的具体情况开展研究工作,开发新的缓蚀剂用以解决该油田开采中的腐蚀问题[7]。

1.1.2 国内外研究现状

在国际石油勘探开发建设项目规划、可行性研究中，风险分析内容占有相当地位，多数发达国家石油勘探开发项目采用美国评估行业的一些标准和风险分类方法。美国特里顿能源公司将石油勘探风险因素划分为“地质技术条件、项目经济性、国家和工业环境”三大类、三个层次共62个参数。美国APEX技术公司把石油项目风险划分为四大类：地质、技术、经济和财务。当前的中美合作区块EDC 项目就是采用的此方法。

目前国内油气田开发项目的评价系统多数是以对项目财务指标进行不确定性分析为主的预测系统，在项目经济评价中采用的基础数据(如投资、成本费用、产品销售价格、建设工期等)大部分来自对未来情况的预测与估算，评价体系和系统只能按照固定的未来预测基础数据单纯的完成预测期内的主要经济指标的

推算，对项目的技术风险和经济风险缺乏评价，由此得出的评价指标及做出的决策具有很大程度的风险，容易导致对经济效益结果相近的项目产生错误决策，也使项目操作过程中没有较为明确和准确的风险控制方向。

1.1.3 存在的主要问题

主要存在对待安全的社会问题：生产和安全的优先地位顺序。通过统计资料显示，许多企业往往过高强调或重视生产性和经济性，忽略安全性。安全设备与生产设备投资分离，安全设备和生产设备都是重要的，然而，必须把安全关联设备及其相关的软硬投资放在优先地位。安全法规出台缓慢，与经济发展、技术进步不适应。因此，总结国外的先进经验，探讨国外依然存在的问题，健全我国石油天然气行业的安全管理，提升我国石油天然气行业的安全管理和技术水平，发展我国的工业安全管理的软硬件产业，将是一件有意义的管理和技术问题。

第二章安全风险评价与控制基本理论

2.1 安全风险评价概述

2.1.1 基本概念

风险的定义：风险是指特定事件发生的概率与可能危害后果的函数_It一，即：R=P×D。式中，R为风险水平(值)；P为事件发生概率(或机率)；D为事件发生后可能危害后果。

风险评价是指确定危害事件发生概率(机率)和模拟事件的危害程度，计算其风险值的大小，对其可接受性作出评价，提出风险预防和减控措施及应急预案等，为风险管理提供依据和保障。

安全风险评价是利用系统工程方法对拟建或已有工程、系统可能存在的危险性机器可能产生的后果进行综合评价和预测，并根据可能导致的事故的风险的大小，提出相应的安全对策措施，以达到工程、系统安全的过程。

2.1.2 风险评价的原理和原则

a.危险源理论

危险源是指可能引发或导致事故发生因素的存在点、位置或设备设施。按照在事故发生、发展过程中的作用提出了两类危险源理论。危险源的特性决定其危险性。

第一类危险源是指作用于人体的过量能量或干扰人体与外界能量交换的危险物质。它是固有的，也是事故发生的前提，并决定事故的后果。第二类危险源是指导致能量或危险物质的约束或限制措施破坏或失效的各种不安全因素。它是事故发生的必要条件，决定事故发生的几率，且其危险性随技术、管理水平及人员素质的不同而不同，是可变的。通过提高第二类危险源的控制技术水平，实现对第一类危险源的控制，能够大幅降低系统风险事故的发生概率，降低风险值水平。

b.系统相关性原理

风险评价是建立在系统工程基础上的，系统结构的特征和事故的因果关系是相关性原理的基本体现。系统的基本特征是系统结构具有普遍性、整体性、相关性