枯竭油气藏型地下储气库事故分析及风险识别

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1、天然气工业2009年l1月枯竭油气藏型地下储气库事故分析及风险识别谢丽华张宏李鹤林(中国工程院院士)1．中国石油大学(北京)机电工程学院2．中国石油天然气集团公司管材研究所谢丽华等．枯竭油气藏型地下储气库事故分析及风险识别．天然气工业，2009，29(n)：116—119．摘要目前世界上76．2％的地下储气库是利用枯竭油气藏改建而成的，影响该类储气库安全问题的风险因素很多，机理复杂。为此，在储气库事故资料统计分析的基础上，借鉴输气管道风险评价方法，归纳总结出了枯竭油气藏型地下储气库存在注采井或套管损坏、

2、注气过程中气体迁移和储气库地面设施失效的三类主要事故类型，对储气库系统中的潜在风险因素进行12大类、33小类的初步分类，并根据风险因素与时间的关系将风险分为依赖时间、稳定不变以及随机出现三种类型，进而采用事故树分析的风险评价方法，排查并分析了造成主要事故类型失效的风险因素，对主要事故风险因素进行了识别，提出了相应的风险评价程序，为制订枯竭油气藏型地下储气库事故防范措施和安全管理决策提供了依据。关键词枯竭油气藏地下储气库事故分析分类风险识别事故树D0I：10．3787／j．issn．1000—0976．2

3、009．11．034枯竭油气藏型地下储气库能切实解决天然气的与其地理位置及历史有着密不可分的关系。自19季节调峰和应急供气问题[1]，但储气库系统容易受世纪后半叶至20世纪早期，该地区油气勘探开发活到地质灾害、腐蚀、设备故障等风险的不良影响，降动密集，仅洛杉矶盆地就有7O余个油田，并且大多低其稳定性和可靠性。储气库的安全问题至关重数油井井位紧密相邻。以PDR枯竭油田为例，改建要，然而目前关于枯竭油气藏型地下储气库的风险而成的地下储气库距洛杉矶盆地大约64km，其间研究未见报道。为此，以统计资料为基础，开

4、展了枯遍布数百口油井。如今大多数油井已废弃，但未经竭油气藏型地下储气库事故分析及风险识别评价研妥善处理，位置亦难以探明，从而为储气库气体迁移究，有助于切实维护储气库的安全运行。提供了有利条件，埋下安全隐患。油田进行新井开发或二次开采时提高了该区块的地层压力(或者储1枯竭油气藏型地下储气库事故统计气库运行压力过高时)迫使地下储气库气体迁移离根据文献报道_3。，全球枯竭油气藏型地下储气开储层，沿着固井不良或套管锈蚀的老井上升，最终库共发生过16起事故，如表1所示。泄漏到地表。这些老井周边大多新建了住宅，因此

5、第一起被报道的枯竭油气藏型地下储气库人员气体迁移事故极易造成人身伤亡或财产损失等严重受伤事故发生在1997年，而气体迁移事故自20世后果。此外，加利福尼亚州正处于地震活动期，该区纪40年代起在美国加利福尼亚州的储气库就已存域承受板块构造引起的挤压力，其大小通常与构造在。全球枯竭油气藏型地下储气库的事故发生率约作用力有关。在此过程形成的背斜使得大片地层发为3，且全部发生在天然气储存和注气环节。由表生断裂。众多断层为地下储气库气体提供了良好的1可知：造成人员受伤或疏散的事故有3起，约占事泄漏通道，是除了废弃

6、老井之外，造成气体迁移事故故总数的19。美国为储库事故高发区，共计14的另一主因。起，约占事故总数的88，而发生在加利福尼亚州的2枯竭油气藏型地下储气库事故类型事故高达l1起，占总数的69。美国加利福尼亚州地下储气库事故频繁发生，文献报道的16起事故中，除1起事故原因不明*本文受到中国石油天然气股份有限公司科学研究与技术开发项目的资助。作者简介：谢丽华，女，1980年生，博士研究生；主要研究方向为油气储运系统安全。地址：(102249)北京市昌平区府学路18号中国石油大学246信箱。电话：1521004

7、0154。E—mail：xielihual980@126．tom·116·第29卷第11期天然气工业外，按照失效机理，枯竭油气藏型地下储气库事故类层存在废弃老井或断层等。此类事故所占比例最大型可分为3大类，如下所述。(约43．8)，且大多发生在美国加利福尼亚。注气量2．1注采井或套管损坏超负荷为工作人员操作失误所致，属于管理问题；而此类事故共计5起，约占事故总数的31。事储层存在废弃老井或断层等则属于地质构造原因。故发生地分别在美国加利福尼亚(3起)，美国科罗拉2．3储气库地面设施失效多(1起)以及德国

8、巴伐利亚(1起)。美国加利福尼此类事故共计3起，约占事故总数的18．8。亚2起事故是套管维修环节操作失误导致注采井损气体脱水处理装置失效爆炸导致的事故有2起，均坏，另一起则是地震导致注采井变形损坏。补救措造成了严重后果。1993年1O月发生在美国加利福施均是采取水泥塞封堵损坏井段，而后定向钻井绕尼亚的事故爆炸波及范围达1．6km，造成车、船等开该段，联通下部井段。美国科罗拉多发生的事故财产损失5万美元，储气库损失近200万美元；而是储气库2