左應(yīng)祥 冉豐華 王明泉 朱煥德 常嶺松

（1．中國(guó)石油西南油氣田公司阿姆河項(xiàng)目部 2．四川石油天然氣建設(shè)工程有限責(zé)任公司）

阿姆河右岸天然氣項(xiàng)目是中國(guó)和土庫(kù)曼斯坦兩國(guó)在能源領(lǐng)域合作的重大項(xiàng)目，也是中國(guó)石油迄今為止最大規(guī)模的境外天然氣勘探開(kāi)發(fā)合作項(xiàng)目。該項(xiàng)目合同區(qū)域——巴格德雷合同區(qū)域位于土庫(kù)曼斯坦列巴普州阿姆河右岸地區(qū)，分為A區(qū)塊和B區(qū)塊，A區(qū)塊先行實(shí)施。A區(qū)塊包括薩曼杰佩、麥捷讓、亞希爾杰佩、根基別克4個(gè)氣田，其中薩曼杰佩氣田于2009年12月14日正式投產(chǎn)，單井最高日產(chǎn)達(dá)120×104m3／d，氣田設(shè)計(jì)產(chǎn)能為 50×108m3／a［1］。

薩曼杰佩氣田位于阿姆河右岸合同區(qū)塊西北部，為阿姆河右岸最大的整裝生物礁型高含硫凝析氣田，天然氣中 H2S的體積分?jǐn)?shù)為1．97%～4．40%，CO2的體積分?jǐn)?shù)為3．69%～4．57%，并含凝析油，是典型的高含硫酸性氣田［2］。

薩曼杰佩氣田采用濕氣集輸工藝，集輸系統(tǒng)點(diǎn)多面廣，泄漏風(fēng)險(xiǎn)高，準(zhǔn)確快速監(jiān)控難度較大。一旦某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生重大泄漏或應(yīng)急事故，對(duì)上、下游的生產(chǎn)都會(huì)產(chǎn)生影響，從氣井生產(chǎn)、管道集輸、凈化處理到天然氣外輸?shù)母鱾€(gè)環(huán)節(jié)都要求具有良好的快速響應(yīng)和聯(lián)鎖關(guān)斷機(jī)制。而且，薩曼杰佩氣田地處土庫(kù)曼斯坦與烏茲別克斯坦交界處的卡拉庫(kù)姆大沙漠腹地，荒漠沙地，氣候惡劣，應(yīng)急救援難度大。因此，安全控制和應(yīng)急管理措施成為氣田開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)［3－5］。

1 安全控制措施

1．1 泄漏監(jiān)測(cè)

在氣井、集氣站場(chǎng)設(shè)置可燃?xì)怏w探測(cè)器、H2S氣體探測(cè)器、火焰探測(cè)器和視頻監(jiān)控系統(tǒng)。氣井的采氣樹(shù)位置和采氣管線位置設(shè)置有可燃?xì)怏w探測(cè)器、H2S氣體探測(cè)器，采氣樹(shù)頂部設(shè)置有易熔塞（95～105℃），集氣站內(nèi)設(shè)置視頻攝像頭，監(jiān)控氣井地面生產(chǎn)工藝設(shè)施。集氣站場(chǎng)易燃、易爆生產(chǎn)工藝區(qū)域設(shè)有可燃?xì)怏w濃度報(bào)警和H2S濃度報(bào)警，以及火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警和視頻監(jiān)視系統(tǒng)，并在站內(nèi)人行通道處設(shè)有多個(gè)火災(zāi)聲光報(bào)警按鈕，一旦發(fā)現(xiàn)災(zāi)情，能盡快發(fā)出報(bào)警；在站內(nèi)儀表控制室設(shè)有煙感檢測(cè)器、溫感檢測(cè)器、氣體自動(dòng)滅火設(shè)施，一旦發(fā)生火災(zāi)，自動(dòng)報(bào)警、噴淋滅火。

1．2 公眾H2S防護(hù)

通過(guò)對(duì)高含硫天然氣進(jìn)行泄漏擴(kuò)散模擬，計(jì)算出不同H2S毒性負(fù)荷下的天然氣擴(kuò)散影響距離，在風(fēng)速6．1m／s，大氣穩(wěn)定度F情況下，H2S體積分?jǐn)?shù)為100×10－6的毒性云團(tuán)將出現(xiàn)在距泄漏點(diǎn)下風(fēng)向1 759m處。由于薩曼杰佩氣田地處沙漠腹地，氣田內(nèi)無(wú)居民，且氣田上班員工的住宿營(yíng)地建在距主要生產(chǎn)場(chǎng)站20km外的地方，公眾得到有效保護(hù)。

1．3 自動(dòng)控制與聯(lián)鎖關(guān)斷

1．3．1 SCADA自動(dòng)控制系統(tǒng)

薩曼杰佩氣田集輸系統(tǒng)采用SCADA自動(dòng)控制系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)采用光纖網(wǎng)作為通訊網(wǎng)，采用三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。第一級(jí)為氣田SCADA調(diào)度控制中心（DCC），第二級(jí)為集氣站場(chǎng)的站控系統(tǒng)（SCS）、凈化處理系統(tǒng)DCS和天然氣外輸系統(tǒng)（SCS），第三級(jí)為單井站儀表及遠(yuǎn)程終端設(shè)備（RTU），RTU通過(guò)光纖通訊網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)傳輸至SCS和DCC，并接收SCS和DCC的指令；集氣站場(chǎng)SCS通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)傳輸至DCC，并接收DCC的指令。在每一個(gè)關(guān)鍵控制節(jié)點(diǎn)（集輸氣站場(chǎng)）均分別設(shè)置兩套子系統(tǒng)：PLC過(guò)程控制系統(tǒng)和ESD緊急停車系統(tǒng)，PLC主要負(fù)責(zé)正常的工藝流程控制和監(jiān)視，ESD則負(fù)責(zé)對(duì)生產(chǎn)裝置可能發(fā)生的危險(xiǎn)或不采取措施將繼續(xù)惡化的狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)響應(yīng)和聯(lián)鎖保護(hù)，使生產(chǎn)裝置進(jìn)入一個(gè)預(yù)定義的安全停車工況，從而使危險(xiǎn)降低到可以接受的最低程度，以保證人員、設(shè)備、生產(chǎn)和裝置的安全。

1．3．2 上下游聯(lián)鎖關(guān)斷系統(tǒng)

薩曼杰佩氣田根據(jù)生產(chǎn)流程可分為4大系統(tǒng)，即井口控制系統(tǒng)、集輸系統(tǒng)、凈化處理系統(tǒng)和天然氣外輸系統(tǒng)。這4大系統(tǒng)有各自獨(dú)立的安全控制體系：氣井采用井口控制單元，集輸系統(tǒng)采用SCADA＋ESD緊急停車系統(tǒng)，凈化廠采用DCS＋ESD緊急停車系統(tǒng)，外輸增壓站采用SCS＋ESD緊急停車系統(tǒng)。4大系統(tǒng)中任意一個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)重大泄漏或應(yīng)急事故，都將直接威脅到上下游的安全，因此要求4大系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖關(guān)斷，而且要求響應(yīng)及時(shí)，關(guān)斷可靠。為此，薩曼杰佩氣田采用調(diào)控中心（DCC）氣田緊急關(guān)斷、集輸氣站場(chǎng)控制參數(shù)自動(dòng)聯(lián)鎖緊急關(guān)斷控制、氣井井口安全截?cái)嘞到y(tǒng)聯(lián)鎖控制等三級(jí)命令方式，從調(diào)控中心總體控制和各站點(diǎn)逐級(jí)分區(qū)控制兩方面，形成了氣田上下游的整體綜合聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，大大提高了氣田的安全性。

（1）薩曼杰佩氣田緊急關(guān)斷三級(jí)命令：

ESD－1：一級(jí)關(guān)斷為最高級(jí)別，該級(jí)別關(guān)斷為全氣田緊急關(guān)斷并放空（包括：氣井、薩曼杰佩集氣總站、薩曼杰佩集氣站和外輸增壓站）。此級(jí)關(guān)斷需觸發(fā)調(diào)控中心ESD－1級(jí)關(guān)斷。

ESD－2：氣田內(nèi)部采集輸系統(tǒng)關(guān)斷。此級(jí)關(guān)斷為氣田氣井、薩曼杰佩集氣總站、薩曼杰佩集氣站緊急關(guān)斷并放空。此級(jí)關(guān)斷需觸發(fā)調(diào)控中心ESD－2級(jí)關(guān)斷。

ESD－3：氣田部分采集輸系統(tǒng)關(guān)斷。此級(jí)關(guān)斷為薩曼杰佩集氣站及所轄氣井緊急關(guān)斷并放空。此級(jí)關(guān)斷需觸發(fā)調(diào)控中心ESD－3級(jí)關(guān)斷。

（2）集輸氣站場(chǎng)ESD聯(lián)鎖緊急關(guān)斷控制。集輸氣站場(chǎng)ESD聯(lián)鎖緊急關(guān)斷控制分為緊急按鈕控制和壓力參數(shù)聯(lián)鎖控制兩種方式。緊急按鈕控制主要用于自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭(zhēng)因素、上級(jí)緊急命令等極端緊急情況；壓力參數(shù)聯(lián)鎖控制方式是根據(jù)上下游各區(qū)域不同生產(chǎn)壓力，以及各生產(chǎn)工藝設(shè)施的壓力等級(jí)，系統(tǒng)分析、整體布局，從而形成整體的綜合性聯(lián)鎖控制。

（3）氣井井口安全截?cái)嘞到y(tǒng)聯(lián)鎖控制。薩曼杰佩氣田單井采用了井口安全截?cái)嘞到y(tǒng)，有地面安全截?cái)嚅y和井下安全截?cái)嚅y，能根據(jù)事態(tài)的危險(xiǎn)程度選擇地面截?cái)鄽庠捶绞交虻叵陆財(cái)鄽庠捶绞?，系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程關(guān)井、就地手動(dòng)關(guān)井、井口火災(zāi)自動(dòng)關(guān)井、壓力超高和超低聯(lián)鎖關(guān)井，防止生產(chǎn)裝置可能發(fā)生的危險(xiǎn)或繼續(xù)惡化的狀態(tài)。

（4）氣田超高壓分批關(guān)井。鑒于薩曼杰佩氣田產(chǎn)量大、H2S含量高、采氣管線距離短的特點(diǎn)，集氣總站采用了氣田分批關(guān)井聯(lián)鎖控制。根據(jù)凈化裝置處理能力（450×104m3／d）將氣井分為3批，分批設(shè)置集氣總站出站壓力超高關(guān)井值，當(dāng)集氣總站出站壓力達(dá)到相應(yīng)設(shè)置值時(shí)，對(duì)應(yīng)批次氣井自動(dòng)關(guān)井，該控制方式延長(zhǎng)了突發(fā)事件的應(yīng)急處理時(shí)間，能有效防止事態(tài)擴(kuò)大，大大提高氣田生產(chǎn)安全。

2 應(yīng)急管理措施

2．1 應(yīng)急預(yù)案體系

建立了阿姆河天然氣公司應(yīng)急預(yù)案體系，編制了滿足生產(chǎn)實(shí)際需要的《阿姆河天然氣公司應(yīng)急預(yù)案》，同時(shí)結(jié)合崗位特點(diǎn)，編制完成了公司級(jí)、廠級(jí)和車間級(jí)三級(jí)應(yīng)急預(yù)案。

公司級(jí)包括1個(gè)綜合預(yù)案和10個(gè)專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案；廠級(jí)（采氣廠、處理廠、機(jī)修廠）分別包括1個(gè)綜合預(yù)案和10個(gè)專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案；各車間（站）針對(duì)所在區(qū)域存在的具體隱患及時(shí)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別并建立削減、控制措施或應(yīng)急處置方案上百個(gè)。初步形成了“一點(diǎn)一案、一事一案”，“橫向到邊、縱向到底”的應(yīng)急預(yù)案體系。

2．2 應(yīng)急指揮體系

薩曼杰佩氣田公司級(jí)應(yīng)急救援指揮中心成立在公司的調(diào)度控制中心，以下各廠級(jí)調(diào)度控制中心為各廠級(jí)應(yīng)急指揮中心。公司級(jí)及各廠級(jí)應(yīng)急指揮中心均配置了工業(yè)視頻監(jiān)控、氣體監(jiān)測(cè)、應(yīng)急預(yù)警、視頻傳輸、有線無(wú)線通訊等，特別是建成了覆蓋全氣田、遠(yuǎn)距離無(wú)線對(duì)講通訊系統(tǒng)，能夠全過(guò)程全方位支撐突發(fā)事件處置。

2．3 應(yīng)急救援裝備

為有效應(yīng)對(duì)各類突發(fā)事件，提高氣田內(nèi)部應(yīng)急救援能力及效率，保證應(yīng)急救援的順利實(shí)施，薩曼杰佩氣田配備了大量的應(yīng)急救援專用裝備或設(shè)備。

配置的專用應(yīng)急救援裝備有：水罐消防車、干粉消防車、泡沫消防車、高噴消防車、供氣消防車、搶險(xiǎn)救援車、醫(yī)療急救車以及各類大型專業(yè)應(yīng)急機(jī)具92臺(tái)（輛）。

配置的個(gè)人安全防護(hù)設(shè)備有：防爆對(duì)講機(jī)、便攜式防毒面具、便攜式H2S或可燃?xì)怏w檢測(cè)儀、空氣呼吸器等。

2．4 應(yīng)急救援專業(yè)隊(duì)伍

2．4．1 地方專業(yè)救援隊(duì)伍

公司聘請(qǐng)土庫(kù)曼斯坦專業(yè)消防、氣防隊(duì)伍進(jìn)駐薩曼杰佩氣田值班，同時(shí)公司組建了醫(yī)療急救人員常駐氣田。其中，氣防人員為土庫(kù)曼斯坦國(guó)內(nèi)一個(gè)專門從事于石油天然氣應(yīng)急救援的專業(yè)化隊(duì)伍，按照與公司簽訂的合同約定，氣防人員負(fù)責(zé)定期對(duì)氣田內(nèi)所有站場(chǎng)及單井定期巡查、員工安防器材使用監(jiān)督及定期檢測(cè)、事故及應(yīng)急狀態(tài)下的專業(yè)救援等。

2．4．2 公司搶險(xiǎn)隊(duì)伍

由于薩曼杰佩氣田地處沙漠腹地，外圍遠(yuǎn)端當(dāng)?shù)刭Y源匱乏、社會(huì)力量依托少，故在氣田內(nèi)部的機(jī)修廠配置了相應(yīng)搶維修機(jī)具和人員，在處理廠配置了化驗(yàn)分析機(jī)構(gòu)和人員，各級(jí)預(yù)案根據(jù)實(shí)際情況，重點(diǎn)立足于廠內(nèi)自救、廠間互救和專業(yè)消、氣防常駐氣田力量的救助或救援。

2．5 應(yīng)急預(yù)案演練

為做到在應(yīng)急救援之需時(shí)能各司其職，反應(yīng)迅速，就異常關(guān)井、超壓、泄漏、著火、中毒等較大安全風(fēng)險(xiǎn)，在編制專項(xiàng)預(yù)案的同時(shí)，開(kāi)展高密度針對(duì)性應(yīng)急處置、搶險(xiǎn)、疏散等預(yù)案演練，其中車間、站級(jí)每月一次，廠級(jí)每季度一次，公司級(jí)每半年一次，特殊時(shí)段和特殊情況增加密度，如針對(duì)投產(chǎn)初期多數(shù)井安系統(tǒng)不能有效遠(yuǎn)程關(guān)斷氣井的情況，一是及時(shí)編制“應(yīng)急關(guān)井處置措施”，二是對(duì)氣井進(jìn)行不同分組并按白天、黑夜和選擇不同關(guān)井線路進(jìn)行應(yīng)急關(guān)井演練，篩選出最優(yōu)應(yīng)急關(guān)井方案，為后續(xù)在投產(chǎn)初期的上100次應(yīng)急關(guān)井出動(dòng)提供有力支持。同時(shí)，針對(duì)投產(chǎn)初期異常事件頻發(fā)的現(xiàn)象，采取領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)管理人員分別在氣田生產(chǎn)第一現(xiàn)場(chǎng)夜間輪班應(yīng)急駐守，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)和組織處理包括應(yīng)急關(guān)井在內(nèi)的各類突發(fā)事件，確保安全。

2．6 安全培訓(xùn)

編制中、俄文對(duì)照版HSE培訓(xùn)通用教材，對(duì)全體員工開(kāi)展安全、消防理論和實(shí)際操作知識(shí)培訓(xùn)。重點(diǎn)包括：一是正壓式空氣呼吸器、可燃?xì)怏w檢測(cè)儀、H2S氣體檢測(cè)儀、防毒面具、滅火器等器材在正確使用、檢查、維護(hù)過(guò)程中的基本知識(shí)；二是各種特殊、危險(xiǎn)作業(yè)許可有關(guān)要求；三是日常生產(chǎn)安全中、俄文對(duì)照版指令集；四是中、俄文對(duì)照版安全管理制度、操作規(guī)程和操作卡；五是現(xiàn)場(chǎng)各類設(shè)備操作安全注意事項(xiàng)。同時(shí)對(duì)培訓(xùn)內(nèi)容組織統(tǒng)一考試考核，對(duì)考試考核不過(guò)關(guān)者將進(jìn)行再培訓(xùn)，直到人人過(guò)關(guān)，在培訓(xùn)期間不得獨(dú)立頂崗。

3 認(rèn)識(shí)與建議

（1）薩曼杰佩氣田建立了較完善的H2S防護(hù)和安全控制手段，結(jié)合氣田實(shí)際，建立了含硫天然氣泄漏監(jiān)測(cè)體系，構(gòu)建了SCADA自動(dòng)控制和井口－集輸－凈化－外輸聯(lián)鎖關(guān)斷系統(tǒng)，提高了氣田的安全生產(chǎn)水平。

（2）薩曼杰佩氣田構(gòu)建了較完善的應(yīng)急救援和應(yīng)急管理體系，應(yīng)急資源配置合理，能滿足和應(yīng)對(duì)氣田應(yīng)急救援的需要。

（3）在生產(chǎn)運(yùn)行階段，薩曼杰佩氣田的安全控制技術(shù)還需要進(jìn)一步完善。首先，隨著生產(chǎn)的運(yùn)行，集輸系統(tǒng)不同程度出現(xiàn)積液，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)積液的預(yù)防與控制，降低系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)。其次，要有計(jì)劃地開(kāi)展集輸管道智能檢測(cè)、腐蝕監(jiān)測(cè)、缺陷無(wú)損檢測(cè)以及管道安全性評(píng)價(jià)技術(shù)研究。此外，要對(duì)關(guān)斷系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，對(duì)聯(lián)鎖關(guān)斷邏輯進(jìn)行優(yōu)化。

（4）薩曼杰佩氣田地處沙漠腹地，氣候惡劣，應(yīng)高度重視風(fēng)沙、極度寒冷和酷暑天氣對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和人員的影響。

（5）土庫(kù)曼斯坦救援資源相對(duì)匱乏，社會(huì)力量依托少，為有效應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，還應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)公司應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)伍建設(shè)，組建公司應(yīng)急搶險(xiǎn)中心，增加搶維修機(jī)具和人員，大力開(kāi)展技術(shù)培訓(xùn)，提高氣田內(nèi)部應(yīng)急救援能力及效率。

［1］費(fèi)懷義，徐剛，王強(qiáng)，等．阿姆河右岸區(qū)塊氣藏特征［J］．天然氣工業(yè)，2010，30（5）：13－17．

［2］曹均，徐敏，賀振華，等．礁灰?guī)r儲(chǔ)層孔隙流體敏感性參數(shù)分析——以阿姆河右岸區(qū)塊生物礁儲(chǔ)層為例［J］．天然氣工業(yè)，2010，30（5）：37－40．

［3］楊宇，李明國(guó)，張艷珍，等．薩曼杰佩氣田運(yùn)行分析［J］．石油與天然氣化工，2011，40（S1）：24－29．

［4］余洋，薄偉，楊宇，等．薩曼杰佩氣田試生產(chǎn)情況分析［J］．石油與天然氣化工，2011，40（S1）：6－11．

［5］盧鄒，鄭周君，李明國(guó)，等．薩曼杰佩氣田采氣工藝適應(yīng)性分析［J］．石油與天然氣化工，2011，40（S1）：12－17．