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LPG压裂技术面临的风险需要采取积极措施应对,加强安全可靠性。
液化石油气(LPG)压裂技术属于新型非常规油气增产技术。石油气在常温常压状态下是气态,加压后变为液态,具有较强的造缝能力,并具备低黏度、高扩散性特点。
该技术利用LPG的特性改造储层。在压裂施工中,LPG被注入地层。随着压力逐渐释放,LPG快速气化膨胀,形成裂缝,可以有效改善储层渗透率,提高油气产量。与传统水基压裂液相比,LPG压裂技术具有绿色环保以及反排率较高等优点,比较适合在缺水地区以及环保要求较高的油气开采作业中应用。
LPG压裂技术面临的风险
LPG压裂技术有独特优势,也存在短板。
LPG属于易燃易爆物质,存在火灾爆炸危险,爆炸极限范围较宽。LPG易泄漏,与空气混合,达到爆炸极限浓度后,遇到火源或静电火花等能量源,极易发生严重火灾爆炸事故。在LPG压裂施工中,设备连接处密封失效、管道破裂等,都可能导致LPG泄漏。
2018年,新疆某地在进行LPG压裂作业时,因为压力车的管道阀门密封垫片老化,导致LPG泄漏。泄漏的LPG和空气混合,形成了可燃混合气。现场正在进行焊接维修作业,混合气遇到焊接火花后发生爆炸,造成3人重伤,多台压裂设备损毁,经济损失高达数百万元。
LPG具有毒性,存在中毒窒息危险。如果空气中LPG浓度过高,就会使作业人员面临缺氧窒息的危害。同时,LPG不完全燃烧会产生有毒气体,也会威胁作业人员的生命安全。在LPG压裂施工的密封或半密封空间内,一旦发生泄漏,LPG聚集在一起,不容易扩散。
2020年,四川某地进行LPG压裂作业时,现场的LPG储罐区因为阀门故障出现泄漏。两名作业人员在没有配备防护设备的情况下,进入储罐区检查,吸入高浓度LPG气体后,出现头晕、恶心及呼吸困难等症状。
LPG压裂作业需要大量专业设备,例如储罐、压裂车等。这些设备长期处于高压低温的恶劣工况下,出现故障的概率不断提升。设备故障不仅会影响压裂作业的正常推进,而且可能产生严重的安全事故。
2019年,在鄂尔多斯盆地某LPG压裂施工现场,压裂车在作业中因为液压系统油管破裂,导致高压液压油喷射而出,击中操作人员身体,造成其严重骨折。调查发现,设备液压系统存在设计缺陷,并且维护保养不到位,最终导致了安全事故。
LPG压裂技术安全对策
在应用LPG压裂技术时,需要加强设备管理与维护。在施工中形成完善的设备管理制度,定期对LPG压裂设备进行全面检查、维护及保养。对于关键的设备,例如压裂车、储罐等,要制定更加详细的维护计划,按照计划展开维护作业。
需要加强对设备的质量管控。在设备采购环节选择质量可靠并达标的设备。对于易损部件要建立备件库,确保在设备出现故障时,可以第一时间更换,减少设备停机时间。涪陵页岩气田在LPG压裂设备管理中,引进了设备检测技术,如红外热成像监测、振动监测等,掌握设备运行状态,提前发现设备潜在故障。例如,通过振动监测可以分析设备轴承、齿轮等部件的磨损状况。如果振动监测系统捕捉到压裂车的轴承振动数据出现异常,需要及时安排维修人员做好检查及处理,更换受损轴承,避免因设备故障引发严重安全事故。
需要引进创新技术及先进工艺。例如,四川盆地威远页岩气田在推进LPG压裂设备管理中,创新性地引进了大数据+人工智能监测技术。通过在设备关键部位安装振动、温度、压力等多种类型的传感器,将采集的数据信息实时传输到智能监测平台。平台借用机器学习算法深度分析设备运行数据,构建设备健康度评估模型,提前预测设备故障。例如,通过持续分析压力泵轴承振动数据,系统可成功预判轴承即将失效,并安排维护,避免设备突发故障。此外,威远页岩气田开发了设备维护知识图谱,将历史故障数据和专家经验有效结合,为维修人员提供智能化故障诊断及维修指导,提高了设备管理效率以及安全水平。
需要制定更加严格的现场安全操作规程。强化现场安全管理,明确LPG压裂作业不同环节的安全要求及操作规范。做好现场安全管理,严禁在作业区域内出现吸烟、动火等违规行为。在危险作业前严格审批,采取安全防护措施,如在作业区域进行通风置换或检测可燃气体浓度等。设置安全警示标志,在LPG储罐区、压裂设备操作区等危险区域,设置明显的“禁止烟火、注意通风”等警示标志,提醒作业人员注意施工安全。加强现场巡视检查,及时发现并处理LPG泄漏、设备异常等安全隐患。例如,某油田在LPG压裂现场实施了网格化巡检制度,将作业区域划分为不同网格,每个网格安排专人负责巡检,提高了发现安全隐患以及处理安全隐患的效率。
需要保障通风效果。设置通风设备,安装通风系统,确保作业区域空气流通,及时排出泄漏的LPG气体。在作业现场安装各种传感器,如泄漏传感器、压力传感器、温度传感器等。借助传感器采集相关数据,工作人员实时整理分析这些数据,及时发现异常状况,快速采取措施应对处理,避免事故扩大。例如,现场泄漏传感器检测到LPG泄漏时,会立刻向工作人员发出警报,提醒工作人员立刻处理。对操作间、储罐区等密闭空间,需安装强制通风系统,避免危险气体浓度升高,影响作业安全。
总的来说,LPG压裂技术在不断发展进步,在石油开采领域的应用将不断增加。未来相关企业及机构应该深入研究,不断改进LPG压裂技术,加强其安全可靠性,促使其在石油行业中发挥出更积极的作用与价值。
责任编辑:陆晓如