白 剛，丁 寧，張文芊，鐘 琳，董全忠

(1.新疆油田公司采油一廠，新疆克拉瑪依 8340002.克拉瑪依紅山油田有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依 834000)

1 多元熱流體概況

多元熱流體項(xiàng)目在新疆油田現(xiàn)場應(yīng)用已有近2年時(shí)間，在國內(nèi)各大油田也有過較好的嘗試，是一項(xiàng)比較成熟的熱流體注入增產(chǎn)措施項(xiàng)目。由于項(xiàng)目實(shí)施油田的原油粘度較高，采出率較低，為了提高驅(qū)油效率，通過復(fù)合熱載體發(fā)生器將燃料(柴油、原油、天然氣)與高壓空氣、處理過的軟水混合燃燒加熱，經(jīng)地面管道注入油井增加油層溫度及壓力，來提高油田的采收率，達(dá)到增產(chǎn)的目的。

多元熱流體發(fā)生器利用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓燃燒噴射機(jī)理，將注入的燃料(天然氣、柴油、原油)和氧化劑(空氣)在燃燒室中密閉燃燒，依靠產(chǎn)生的高溫高壓氣體(體積系數(shù)二氧化碳15.27%、氮?dú)?4.19%、氧氣0.54%)將混合摻入的水汽化產(chǎn)生高壓混合汽體，主要成分是二氧化碳、氮?dú)?、水蒸?熱水，直接注入油層。多元熱流體驅(qū)油較以往鍋爐注蒸汽吞吐及蒸汽驅(qū)動(dòng)熱采效率高、環(huán)境友好，零碳排放、高度集成，裝置搬遷便利等優(yōu)勢。

多元熱流體現(xiàn)場裝置區(qū)主要包括天然氣壓縮機(jī)、空氣壓縮機(jī)、復(fù)合熱載體發(fā)生器、加藥裝置、供水泵及配套的供電、供水、供氣等系統(tǒng)，存在有火災(zāi)、爆炸、觸電、機(jī)械傷害、灼燙、中毒、窒息、車輛傷害、起重傷害等危險(xiǎn)，以及噪聲污染的職業(yè)健康風(fēng)險(xiǎn)，因此，對(duì)多元熱流體項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和管控，確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，明確重點(diǎn)控制部位，制定有效的控制措施，降低生產(chǎn)事故發(fā)生概率，杜絕安全生產(chǎn)責(zé)任事故是十分必要的。

2 主要危險(xiǎn)、有害因素辨識(shí)與評(píng)價(jià)

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)又稱為安全評(píng)價(jià)。根據(jù)SY/T6631-2005《危害辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)控制推薦辦法》可知，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)包括危險(xiǎn)性辨識(shí)和危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)兩個(gè)部分。危險(xiǎn)性辨識(shí)是指利用系統(tǒng)工程的理論和方法，分析系統(tǒng)及其各要素所固有的安全隱患，提示系統(tǒng)的各種危險(xiǎn)性。危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)是指根據(jù)危險(xiǎn)性辨識(shí)的結(jié)果，來定性或定量的判定危險(xiǎn)的大小及其可接受程度，同時(shí)采取各種措施減少或消除危險(xiǎn)，并與既定的安全指標(biāo)或目標(biāo)相比較，判明所具有的安全水平，直到達(dá)到社會(huì)所允許的危險(xiǎn)水平或規(guī)定的安全水平為止。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)不僅考慮系統(tǒng)內(nèi)的危險(xiǎn)物質(zhì)、危險(xiǎn)結(jié)構(gòu)，而且考慮到系統(tǒng)的安全保障體系及其與危險(xiǎn)物質(zhì)、危險(xiǎn)結(jié)構(gòu)之間的相互作用[1]。

2.1 主要物質(zhì)危險(xiǎn)有害因素辨識(shí)與分析

本項(xiàng)目是使用復(fù)合熱載體發(fā)生器將燃料與高壓空氣混合燃燒加熱軟水，經(jīng)地面管道注入油井。在注入的同時(shí)或之前依據(jù)油藏性質(zhì)從藥劑艙注入化學(xué)藥劑。復(fù)合熱載體產(chǎn)生物的主要成分是氮?dú)?、二氧化碳、水蒸氣和熱水等物質(zhì)。

本項(xiàng)目主要的危險(xiǎn)有害物質(zhì)：①原料：水；②輔料：原油、柴油、天然氣(主要成分甲烷)、化學(xué)藥劑(緩蝕劑HGY-710，主要成分季銨鹽)；③產(chǎn)物：氮?dú)?、二氧化碳、水；④燃料不完全燃燒可能產(chǎn)生的一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮，原油不完全燃燒可能產(chǎn)生的污油。

根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品名錄》(2015版)、《高毒物品目錄》(衛(wèi)法監(jiān)發(fā)【2003】142號(hào))、GB50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《首批重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化學(xué)品名錄》(安監(jiān)總管三【2011】95號(hào))及《易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品名錄》(2011版)等對(duì)本項(xiàng)目主要原輔料進(jìn)行分析和辨識(shí)，結(jié)果見表1。

表1 危險(xiǎn)物質(zhì)特性一覽

2.2 過程危險(xiǎn)有害因素分析

根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備設(shè)施及運(yùn)行工況，依據(jù)SY/T6631-2005《危害辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)控制推薦辦法》編制了現(xiàn)場檢查表，依次分析了以下6個(gè)過程的危害因素，見表2。

表2 其他危險(xiǎn)有害因素分布

3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工具的應(yīng)用

根據(jù)AQ8002-2007《安全預(yù)評(píng)價(jià)導(dǎo)則》要求，結(jié)合本工程生產(chǎn)工藝特點(diǎn)及項(xiàng)目的主要危險(xiǎn)、有害因素的特點(diǎn)，項(xiàng)目劃分為以下3個(gè)單元分別進(jìn)行評(píng)價(jià)(表3)。

本項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)采用定量評(píng)價(jià)-事故樹分析法(FTA)。

3.1 原油儲(chǔ)罐、柴油儲(chǔ)罐火災(zāi)、爆炸事故樹分析

儲(chǔ)罐火災(zāi)、爆炸事故樹見圖1。

3.1.1最小割集

得22個(gè)最小割集：K1={X1，X15，X17}，K2={X2，X15，X17}，K3={X3，X15，X17}，K4={X4，X15，X17}， K5={X5，X15，X17}，K6={X6，X15，X17}，K7={X7，X8，X15，X17}，K8={X7，X9，X15，X17}， K9={X10，X11，X15，X17}，K10={X12，X13，X15，X17}，K11={X12， X14，X15，X17}， K12={X1，X16，X17}，K13={X2，X16，X17}，K14={X3，X16，X17}，K15={X4，X16，X17}， K16={X5，X16，X17}，K17={X6，X16，X17}， K18={X7，X8，X16 ，X17}， K19={X7，X9，X16，X17}，K20={X10，X11，X16，X17}，K21={X12，X13，X16，X17}，K22={X12，X14，X16，X17}

3.1.2結(jié)構(gòu)重要度分析

因?yàn)閄17在每個(gè)基本事件中都出現(xiàn)，所以 I(17)最大。X1、X2、X3、X4、X5、X6在含有三個(gè)基本事件的最小徑集中出現(xiàn)2次，X7、X12 在含有四個(gè)基本事件的最小徑集中出現(xiàn)4次，X8 、X9、X10 、X13、X14 在含有四個(gè)基本事件的最小徑集中出現(xiàn)2次，X15、X16在含有三個(gè)基本事件的最小徑集中出現(xiàn) 6 次，在含有四個(gè)基本事件的最小徑集中出現(xiàn)5次。所以結(jié)構(gòu)重要順序?yàn)椋篒ф(17)>Iф(15)= Iф(16)>Iф(1)=Iф(2) =Iф(3)=Iф(4)=Iф(5)=Iф(6) =Iф(7)=Iф(12)>Iф(8)= Iф(9)= Iф(10) = Iф(11) =Iф(13) =Iф(14)。

圖1 儲(chǔ)罐火災(zāi)、爆炸事故樹分析

對(duì)策：引起儲(chǔ)罐火災(zāi)、爆炸的可能性有22種，易燃易爆物質(zhì)蒸氣達(dá)燃爆極限是最重要的環(huán)節(jié)，其余各基本事件要引起高度重視。儲(chǔ)罐應(yīng)罐體完好，密封優(yōu)良，同時(shí)應(yīng)采取切實(shí)有效的措施控制明火、電火花、撞擊火花、靜電火花、雷擊火花等激發(fā)能源的產(chǎn)生。

3.2 天然氣壓縮機(jī)系統(tǒng)事故樹分析

天然氣壓縮機(jī)出口壓力最大可達(dá)25 MPa，壓縮系統(tǒng)連接部位較多，壓縮機(jī)的震動(dòng)易造成這些部位松動(dòng)，從而造成天然氣泄漏，一旦壓縮機(jī)房通風(fēng)不良，會(huì)造成天然氣積聚，極易形成爆炸性蒸氣云。所以，天然氣壓縮系統(tǒng)具有壓力高、壓力變化頻繁、易發(fā)生泄漏和火災(zāi)爆炸事故等特點(diǎn)。其事故樹分析見圖2。

3.2.1求故障樹的最小徑集

利用布爾代數(shù)法求得該事故的樹的最小徑集如下： J1={X1，X2，X3，X4，X5，X6，X8} J2={X1，X2，X3，X4，X5，X7，X8} J3={X1，X2，X3，X4，X5，X6，X9，X10} J4={X1，X2，X3，X4，X5，X7，X9，X10} J5={X11，X12，X13} J6={X14} J7={X14，X15，X16，X17，X18，X19，X20，X21，X22，X23，X24，X25，X26，X27，X28}

3.2.2求故障樹基本事件的結(jié)構(gòu)重要度

故障樹的結(jié)構(gòu)重要度及重要程度排序如下： Iφ(14)>Iφ(1)=Iφ(2)>Iφ(3)=Iφ(4)=Iφ(5)>Iφ(11)=Iφ(12)=Iφ(13)> Iφ(6)=Iφ(7)>Iφ(8)>Iφ(9)=Iφ(10)>Iφ(14)=Iφ(15)=Iφ(16)=Iφ(17)=Iφ(18)=Iφ(19)=Iφ(20)=Iφ(21)=Iφ(22)=Iφ(23)=Iφ(25)=Iφ(26)=Iφ(27)=Iφ(28)

對(duì)策：①加強(qiáng)壓縮機(jī)管理，防止天然氣泄漏：正確選擇設(shè)備，使壓縮機(jī)及其管線和附件適用于天然氣介質(zhì)。完善壓縮機(jī)操作規(guī)程，并加強(qiáng)職工培訓(xùn)，避免發(fā)生誤操作，從而避免設(shè)備損壞和泄漏的發(fā)生；②加強(qiáng)泄漏檢測和通風(fēng)，避免天然氣泄漏積聚。在壓縮機(jī)房設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警探頭，每半年進(jìn)行一次檢驗(yàn)，保證其完好備用。保證通風(fēng)良好，避免天然氣微量泄漏時(shí)形成積聚；③加強(qiáng)電氣設(shè)備管理，防止因電氣失效形成的火災(zāi)；④加強(qiáng)動(dòng)火管理，杜絕違章作業(yè)。

圖2 天然氣壓縮機(jī)火災(zāi)、爆炸事故樹分析

4 結(jié)語

本項(xiàng)目存在火災(zāi)、爆炸、容器爆炸、觸電、機(jī)械傷害、灼燙、車輛傷害、起重傷害等危險(xiǎn)有害因素。通過相關(guān)HSE工具的使用，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)后提出防范措施，對(duì)本項(xiàng)目消除或降低潛在危險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)十分重要，對(duì)后續(xù)該項(xiàng)目工業(yè)化推廣意義重大。

[1] 李清，曲作明，王剛.二氧化碳驅(qū)油風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)的篩選與應(yīng)用[J].吉林勞動(dòng)保護(hù)，2011(S1)：394-398.