石油开采中的安全技术

摘 要：本文探讨了石油开采方式有自喷采油和机械采油,在石油开采中主要存在井喷事故、火灾事故、爆炸事故、中毒事故,污染事故,只要掌握其危险特性、事故类型及事故成因,采取相应的安全技术措施,加强对危险化学品的管理,事故是可以防范和控制的.

关 键 词：石油开采；事故类型；防范；控制

【分类号】：TE357.6

下面我们重点说说石油的和开采过程中的安全事故类型.

一、石油开采方式

石油开采方式有自喷采油和机械采油,自喷采油是由于地下含油层压力较高,凭其自身压力就可以使原油从井口喷出的采油方式.机械采油则是利用各种类型的泵把原油从井中抽出,目前我国石油开采以机械采油为主.不同的地质情况不同的油品性质采用不同的机械开采方式.对粘度小于50毫帕斯卡.秒,密度小于0.934的原油（称为稀油）,一般用常规开采.对粘度大于50毫帕斯卡.秒,密度大于0.934的原油（称为稠油）,一般用热力采油,即采用热蒸汽吞吐、掺稀油及伴热的采油方式.

二、石油开采过程的安全事故与预防

1井喷事故

油气井井喷是油田开发过程中的一种工程事故.由于地质及工程技术人员对地层岩性、物性、压力等认识不清,设计及施工安全措施不当,应急抢险不及时,往往会造成强烈井喷或无控制井喷.

发生井喷的原因是多方面的,往往是多种因素共同作用的结果.多数油气井有高压层和漏失层,作业施工时井筒内压井液受油气层高压流体的影响其密度逐步降低,以及漏失层的严重漏失,造成井筒液柱压力小于地层压力,致使液柱与地层压力失去平衡,若无及时的补救措施,易引发井喷；井口设备装置、井身结构、油层套管、技术套管等内在的质量问题、完井固井质量问题,以及受地面、地体的侵蚀和长期生产维护不及时等诸多因素的影响,造成设备破坏,破裂渗漏,也能引起井喷；井下工具、分隔器胶皮失灵,解封不开,起钻时抽吸地层,同样会引起井喷.这是井喷发生的客观原因.

由于地质、工程设计的失误,导致施工的盲目性；无预防措施或措施不当；规章制度不健全或执行不严；误操作以及在施工中使用的压井液质量不合格；不按设计施工；防喷设备、工具不配套,设备故障；未制定突发事故抢险应急预案或未演练,应急能力差；采油过程中井口人为破坏等,是导致井喷事故的人为责任原因.还有一些如地震自然灾害等不可预见的因素,也能引起井喷.

2火灾事故

在油田开发过程中石油、天然气等泄漏后,一旦遇明火或火花,达到其最小点火能量时即被点燃,扑救不及时就造成火灾事故.火灾事故是油田开发过程中最常见的事故.

不同燃烧形成的火灾危险性不同.可燃气体的燃烧包括混合燃烧和扩散燃烧.可燃气体与空气混合后,发生的燃烧为混合燃烧,混合燃烧反应迅速,温度高,火焰传播速度快,危险性大.可燃性气体由管中喷出,与周围空气接触,可燃性气体分子与氧分子相互扩散,一边混合一边燃烧,即扩散燃烧.在扩散燃烧中,只是部分氧进入反应带参加反应,燃烧不完全.

可燃液体的燃烧分为蒸发燃烧和分解燃烧.发燃烧是可燃液体本身不燃烧,而只是由液体蒸发产生的蒸气进行燃烧.这种形式的燃烧蒸气被点燃起火后,形成的火焰温度进一步加热了可燃液体表面,从而加速可燃液体的蒸发,使燃烧继续蔓延和扩大.可燃液体的分解燃烧是可燃液体受热分解而产生可燃气体的燃烧.

点火源是燃烧的基本要之一,明火、静电放电、电火花和雷电火花、摩擦或使用非防爆工具、车辆产生的火花,都可能成为易燃液体及易燃气体的点火源,都能引发火灾事故.

石油、天然气易燃性与燃烧极限、最小点火能、闪点、自燃点、燃烧速度、火焰蔓延速度以及燃烧温度等有关,也与沸点、导电率、密度、粘度、与水混合性等有关.特别是石油的沸溢、爆喷特性和静电聚集特性,决定了石油火灾的易发生、发展,很难控制与扑灭.

3爆炸事故

石油、天然气、液化石油气、轻质油的爆炸,以爆炸性混合物爆炸为主要形式.其爆炸虽然发生于瞬间,但也存在一个发展过程.一是爆炸性混合物的形成阶段,即可燃物质与助燃物质扩散形成爆炸性混合物,遇明火或火花后开始燃爆；二是连锁反应阶段,爆炸性混合物与点火源接触后便有自由原子基生成而成为连锁反应的作用中心,热和连锁载体向外传播,促使邻近一层爆炸混合物起化学反应,然后这一层又成为热和连锁载体的源泉,从而引起另一层爆炸混合物的反应.火焰是以一层层同心圆球面的形式向各方面蔓延.若在火焰的扩散线路上有遮挡物,燃烧热的积聚导致气体温度上升,连锁反应急剧加速引起压力的急剧增加,使爆炸威力升级；三是完成爆炸阶段,爆炸力造成破坏,甚至造成灾难.

影响石油爆炸危险性的主要因素有闪点、爆炸极根、电阻率、粘度、受热膨胀系数等,闪点越低、爆炸极限越宽、电阻率越大、粘度越低、受热膨胀系数越大,则爆炸危险性越大.影响天然气爆炸危险性的主要因素自燃点、爆炸极限、密度、扩散系数、爆炸威力指数等,自燃点越低、爆炸极限越宽、与空气密度越相近、扩散系数越大、爆炸威力指数越高,爆炸危险性越大.

4中毒事故

石油、天然气及其蒸气具有一定的毒性.石油蒸气石油气经入的消化道和呼吸道进入人体,而产生急性及慢性中毒.当空气中含量为0.28%时,人在该环境下经过12～14min便会有头晕感；当含量达到1.13%～2.22%时,人将难以支持；含量更高时,人会立即晕倒,失去知觉,造成急性中毒,并可能导致窒息死亡.若皮肤经常与油品接触,则会产生脱脂、干燥、裂口、皮炎或局部神经麻木等症状；油品进入口腔、眼睛时,会使粘膜枯萎,有时还会引起局部充血.

当天然气中含有硫化氢时,其毒性即危险性更大.硫化氢为无色具有臭鸡蛋味的气体,比空气重,在空气中易聚焦,不易飘散.当空气中达到0.035mg/m3时,人即可嗅到；当空气中含量超过10.00mg/m3时,由于神经麻痹,味道反而不是嗅到,人可在数秒钟内突然昏迷,呼吸和心跳骤停,往往出现闪电型死亡.硫化氢是强烈的神经毒物,对粘膜有强烈刺激作用,短期内吸入高浓度硫化氢后出现流泪、眼痛、眼内异物感、畏光、视物模糊、流涕、咽喉部灼热感、咳嗽、胸闷、头痛、头晕、乏力、意识模糊等,部分人员可有心肌损害,重者可出现脑水肿、肺水肿.长期低浓度接触,引起神经衰弱综合征和植物神经功能紊乱.

5污染事故

油气田开发过程中,因管理不善、操作失误、人为破坏,或因油气工艺设施设备维护维修不及时、存在隐患带病运行等原因,会发生油气泄漏污染事故.天然气等气体泄漏主要危害是对大气环境造成污染,当含有硫化氢时,易发生人员中毒事故.石油及其产品泄漏排放,会对生态环境造成危害.石油、含油污水经土壤进入水体后,将漂浮在水面上形成一层油膜,阻止大气中的氧气溶解于水,从而造成缺氧影响到水体的自净作用.鱼虾等长期生活在污水中,将导致肉内油味增多甚至死亡.含有硫化物的含油污水灌溉农田,往往会引起农作物根系腐烂.

三、结论

总之,石油开采过程中生产的危险化学品具有易燃易爆、有毒有害等危险特性,在油田开发过程中易引发井喷、火灾、爆炸、中毒和环境污染等事故.但只要掌握其危险特性、事故类型及事故成因,采取相应的安全技术措施,加强对危险化学品的管理,事故是可以防范和控制的.