天然气驱注气站泄漏风险研究

邹碧海 赵瑞 王臣 熊雅斓 石晨飞

摘 要：天然气驱注气站各种设备和装置易受到腐蚀、设备故障和其他风险的影响，从而导致泄漏。由于该介质为可燃气体且注气压力较高，一旦发生泄漏，后果十分严重。对注气站典型设备进行风险辨识、分析，从而对注气站的泄漏风险进行研究，可有效提高其运行的稳定性和可靠性。以国内某注气站为实例，通过辨识注气站泄漏风险因素，运用事故树分析各风险因素结构重要度，明确主要风险因素，提出针对性安全措施，确保注气站长期安全、可靠运行。

關键词：注气站 泄漏 事故树

中图分类号：TE88 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）10（c）-00-02

随着科技的快速发展，越来越多的油藏被发现、开发。针对低渗透储层、挥发性油藏等特殊油藏，注水开发难度大，依靠自然能源开发效果不佳。注天然气驱油提高采收率是这类油藏改善开发效果进行3次采油的重要手段[1-2]。天然气驱注气站是注天然气驱油系统中的重要环节，承担着将低压天然气计量、调压和外输的任务。然而，注气站的操作、运行过程面临着许多安全隐患[3-5]。例如，注气管道设计压力高达56.0MPa，且与压缩机相连，管道需要同时承受压缩机的机械振动和天然气的压力脉动。同时高温、高压的环境也使注气管道加速腐蚀。这些因素都会促使高压管道穿孔、破裂，造成泄漏。在我国，油气站场风险分析技术尚处在探索阶段，开展对注气站的风险研究有着重要意义。

1 注气站工程概况

本文选定国内某天然气注气站为研究对象，该注气站注气气源为临近气田经脱水、脱盐处理后的气井气。日注气量约15×10Nm3/d，注气压力约46.0MPa，站内主要功能区包括：低压天然气计量区、天然气压缩区、高压天然气外输区以及生产办公区。有站外低压天然气供气管线1条和高压注气管线3条。该注气站主要工艺流程为：低压天然气供气管线来的经处理后的天然气，经过旋风分离器净化处理后，经调压和计量进入压缩机，压缩机将天然气多级增压到 47.0MPa再由高压配气阀组配注、计量后进入高压注气管线送至各注气井[3]。

2 注气站泄露风险分析

2.1 注气站泄漏事故树模型

根据选定注气站的工程概况，对其存在的泄漏风险因素进行辨识，建立了注气站泄漏事故树模型大体框架，如图1所示。主要分为管道泄漏、压缩机泄漏及压力容器泄漏。对于管道泄漏，细分为破裂、腐蚀、第三方破坏及附件泄漏；对于压缩机泄漏，细分为密封失效、破裂以及气阀泄漏；压力容器泄漏细分为腐蚀及超压破裂[4-9]。该天然气注气站事故树模型中共包括1个顶上事件、19个中间事件以及26个基本事件，如表1所示。

2.2 注气站泄漏事故树分析

运用布尔运算法对注气站泄漏事故树进行简化，得到最小割集共26个，其中一阶最小割集为6个，二阶最小割集为19个，三阶最小割集为1个。分别为：{X14}，{X15}，{X21}，{X22}，{X15}，{X16}，{X1，X23}，{X1，X24}，{X1，X25}，{X1，X26}，{X1，X3}，{X1，X4}，{X1，X5}，{X10，X11}，{X10，X17}，{X18，X19}， {X2，X23}，{X2，X24}，{X2，X25}，{X2，X26}，{X2，X3}，{X2，X4}， {X2，X5}，{X18，X20}，{X8，X9}，{X10，X12，X13}。

各个基本事件的结构重要度排序为：I（X6）=I（X7）=I（X15）=I（X16）=I（X21）=I（X22）>I（X1）=I（X2）>I（X10）=I（X18）>I（X8）=I（X9）>I（X11）=I（X17）=I（X19）=I（X20）>I（X12）=I（X13）>I （X3）=I（X4）=I（X5）=I（X23）=I（X24）=I（X25）=I（X26）。

从以上计算结果中，可以直观地看到每个基本事件的结构重要度的比较情况，如在设备材质方面，材质本身有缺陷、超压、连接密封面失效以及密封填料老化对造成该注气站泄漏影响较大；在人为因素方面，恶意破坏对该注气站影响较大。此外，自然灾害也对引起该注气站泄漏起着重要作用。

3 结语

本文基于事故树分析法，分析了天然气注气站泄漏事故风险因素，将“天然气注气站泄漏”作为顶事件，选取26个基本事件构建了注气站泄漏事故树模型。通过确定其结构重要度，明确了重点风险因素、薄弱环节。为制定天然气注气站风险防范措施及安全管理决策奠定了基础。

对于具有较高结构重要度的风险因素，它对注气站的泄漏风险有着至关重要的影响，为确保注气站长期安全、可靠运行，应重点针对这些风险因素进行防范。具体措施如：增加检修维护次数，并按计划定期维护、检修，确保实效损坏零件及时维修、更换。同时加强注气站工作人员培训，避免维护及日常操作的失误带来的风险；应严格检查各类设备及管道的材质，避免使用缺陷材质，并控制施工质量；应重视日常生产数据搜集、管理，分析设备故障原因、发生频率，预测存在的风险。在数据库基础上建立站场安全风险评价系统平台，保证注气站安全运行。

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