含硫气田安全距离标准分析

洪 祥，冯 逍，肖永发

(中国石化中原油田普光分公司，四川达州 636156)

含硫气田安全距离通常泛指防火距离、公众安全防护距离和卫生防护距离，事故状态下的应急撤离距离也属于安全距离的范畴，安全距离设计是安全评价、政府监管的重点。在含H2S气田开发生产过程中，由于H2S有毒介质的存在，安全距离防护措施具有无可替代的作用[1]，比如井场发生了井喷事故，地下的含H2S气体从地下喷涌而出，若在H2S扩散范围内分布有大量的民居、学校，一旦疏散不及，必然会造成大量的人员伤亡事故。因此，在含H2S气田开发生产过程中，必须严格落实安全距离防护要求。

1 含硫标准简介

梳理与含硫气田安全距离相关的国家标准、行业标准，涉及防火安全距离主要由GB50183-2004确定，涉及防H2S中毒的安全距离主要参考AQ2018-2008、SY/T5087-2017等标准。见表1。

表1 与含硫气田安全距离有关的标准

2 标准规定的安全距离分析

目前，国家一些行业标准和企业标准明确了含硫气井、火炬、集输管道公共防护距离、员工宿舍安全距离，钻井作业过程中设备设施距井口的安全距离以及在应急处置过程中的应急撤离距离，如SY/T6277-2017，通过分析标准条款，发现存在个别行业标准条文不满足国家AQ标准要求、个别企业标准条文制定不符合行业标准要求问题，同时标准制定还存在空白点。

2.1 员工宿舍距井口的安全距离

a) SY/T 0612-2014《高含硫化氢气田地面集输系统设计规范》要求，“倒班宿舍距井口的距离应符合现行行业标准AQ2018的规定，距含硫化氢工艺装置区边缘的距离应符合现行行业标准SY/T6779的规定”。

AQ2018-2008标准规定，含硫气井井口距民宅应不小于100 m；SY/T6779-2010《高含硫化氢气田集气站场安全规程》规定，“硫化氢平均含量为13%～15%的天然气集气站搬迁距离，距装置区边缘宜不小于200 m”;“硫化氢平均含量低于13%或高于15%的天然气集气站搬迁距离，在组织专家技术论证后，可适当减小或增大搬迁距离”。按该标准要求，高含硫气田倒班宿舍距井口的距离应不小于100 m，距工艺装置区边缘的距离应不小于200 m。

b) SY/T6610-2017规定，作业队职工宿舍距离井口应不小于100 m。

c) SY/T5087-2017规定，钻井队职工宿舍距离井口不小于300 m。

d) Q/SH0033-2009《川东北天然气井钻井与井下作业安全技术规范》规定，职工生活区距离井口不小于300 m。

从以上标准要求分析，SY/T5087-2017对钻井队职工宿舍距离井口的安全距离要求最高，为300 m；SY/T 6610-2017明确了作业队职工宿舍距离井口的安全距离为100 m，但没有明确距离工艺装置区的安全距离；SY/T 0612-2014规定集气站倒班宿舍距离井口的安全距离为100 m，硫化氢含量在13%～15%的高含硫集气站宿舍距工艺装置边缘200 m；相对而言，中国石化企业标准Q/SH0033-2009规定钻井、作业职工生活区离井口不小于300 m的距离是严格的。

2.2 钻井、作业内外部安全距离

2.2.1锅炉房与气井的安全距离

SY/T6610-2017规定，“井场施工用的锅炉房、发电房与井口的距离宜大于30 m”。SY/T 5087-2017规定，“发电房距井口30 m以上，锅炉房距井口50 m以上”；Q/SH0033-2009规定“锅炉房距井口不小于25 m”。

从以上标准条文分析，钻井过程中的安全距离要求高，Q/SH0033-2009标准不能满足最新行业标准要求。

2.2.2放喷池与气井的安全距离

AQ2012-2007要求，“含硫化氢天然气放喷管线出口应接至距井口不小于100 m的安全地带”；SY/T 5087-2017规定，“含硫化氢天然气井放喷管线出口应接至距井口100 m以外的安全地带”；SY/T 6610-2017规定，“放喷管线出口应接至距井口30 m以外安全地带,地层气体介质硫化氢含量大于和等于30 g/m3油气井，出口应接至距井口75 m以外的安全地带”;Q/SH0033-2009标准规定，“放喷排污池、火炬、燃烧筒距井口不小于100 m”。

分析以上标准，SY/T6610-2017对于含硫放喷管线的安全距离要求低，不符合AQ2012-2007含硫化氢天然气放喷管线出口应接至距井口不小于100 m的安全地带”的要求。

2.3 气井与公共设施的安全距离

SY/T 5087-2017规定，“油气井口(含硫)距铁路、高速公路不小于200 m；距学校、医院和大型油库等人口密集性、高危性场所不小于500 m。”

对于含硫气井公共安全防护距离，AQ2018-2008做出了规定，应依据气井的公众危害程度等级确定防护距离,见表2。含硫气井的公众危害程度等级由标准AQ2017-2008《含硫化氢气井公众危害程度分级方法》确定，见表3。

表2 气井公众危害防护距离

表3 含硫化氢天然气井公众危害程度等级

SY/T 5087-2017地质设计中确定的含硫气井距安全敏感目标(铁路、高速公路)、高敏感场所(学校、医院、大型油库)、高密度场所(场镇中心)距离仅适用于气井公众危害程度等级为三级(最低)的气井，如国内普光气田高含硫气井，公众危害程度多为一级，如按此标准布设井位，源头上即可能存在不符合国家法律法规的要求。

2.4 火炬安全距离

GB50183-2004规定，“火炬的防火间距应经辐射热计算确定，对可能携带可燃液体的火炬的防火间距，尚不应小于表4.0.4的规定”，该表明确，“火炬离100人以下的散居房屋不小于120 m”。第5.2.1条规定，“一、二、三、四级石油天然气站场内总平面布置的防火间距除另有规定外，应不小于表5.2.1的规定。火炬的防火间距应经辐射热计算确定，对可能携带可燃液体的高架火炬还应满足表5.2.1的规定”。该表规定，一、二、三、四级站场可能携带可燃液体的高架火炬除与有明火的加热炉、锅炉房距离为60 m外，均为90 m。同时规定，可能携带可燃液体的火炬与相关设施的安全间距不得折减。高含硫气田集气站场属五级站场，火炬安全距离没有标准依据。

2.5 集输管道安全距离

SY/T 6780-2010《高含硫化氢气田集输管道安全规程》规定，“硫化氢平均含量为13%～15%天然气埋地集输管道的搬迁距离宜不小于管道两侧40 m，裸露集输管道的搬迁距离宜不小于管道两侧各200 m”；该标准被SY/T 6277-2017整合，但原标准要求未列入，管道安全距离“应经过模拟计算或安全评价，确定搬迁区域”。

在国外，部分政府组织对含硫气田公众安全防护距离分级制订了相关的标准，例如，负责监管加拿大绝大部分含硫化氢天然气生产的Alberta省政府下的独资准司法机构ERCB，制定的含硫气田生产设施公众安全防护距离分级标准得到广泛参考和引用。ERCB规定输送硫化氢含量超过10 mol/ kmol的天然气管道需建立公众安全防护距离,并针对管道泄漏硫化氢扩散毒害事故,根据管段间最大硫化氢泄漏体积将公众安全防护距离分为4级，对不同等级,规定了管道距单座固定民宅、居民散居区、城镇中心和公众设施的最小距离[2],见表4。

表4 加拿大ERCB含硫天然气管道公众安全防护距离

国内含硫标准目前没有明确规定含硫集输管道与单座固定民宅、居民散居区、城镇中心、公共设施的安全距离，此项内容是空白。

2.6 应急撤离距离

a) SY/T6779-2010、SY/T6780-2010最早定义了高含硫气田“应急撤离距离”，即“含硫化氢天然气发生泄漏时，空气中硫化氢浓度可能达到危险临界浓度150 mg/m3,需要进行人员疏散的距离”。该标准规定了硫化氢含量13%～15%的高含硫天然气集输管道和集气站场应急撤离距离宜不小于1 500 m;

b) SY/T 6277-2017提出了“应急撤离区域”的定义：即“当空气中硫化氢浓度达到安全临界浓度时，无任何人身防护的人员应进行撤离的区域；当空气中硫化氢浓度达到危险临界浓度时，有人身防护的现场人员，经应急处置无望，可进行撤离的区域”。有人身防护的现场人员应为企业现场工作人员和应急处置人员，本标准对应急撤离区域的定义实质可以理解为：“空气中硫化氢浓度达到安全临界浓度(30 mg/m3)时公众应进行撤离的区域”。该标准规定，“硫化氢体积分数为13%～15%的天然气集气场站，应急撤离区域边缘距最近的装置区边缘宜不小于1 500 m”；

3 结论

a) 相关行业标准制修订时关于安全距离的确定应慎重，应充分调研相关国标、行业标准的规定，不能低于GB、AQ标准要求，标准审核应严格。

b) 含硫气井试气投产作业施工工序多，程序复杂，作业时间长，不但有常规气井的安全风险，还有含硫气井特有的安全风险，如H2S的泄漏、放喷点火失败、SO2排放扩散等。起下管柱、长井段射孔、大型酸压、长时间试气放喷以及更换井口、防喷器作业安全风险都属于高风险。作业过程危险因素和施工风险不亚于钻井过程，SY/T 6610-2017规定作业队职工宿舍距离井口100 m的安全距离明显低于SY/T5087-2017钻井队生活区离井口不小于300 m的要求。

c) SY/T 5087-2017降低了公共疏散的浓度条件，确定应急撤离的浓度要求由危险临界浓度150 mg/m3下降为安全临界浓度30 mg/m3，疏散浓度降低，但13%～15%的天然气集气场站(管道)30 mg/m3应急撤离区域却与SY/T 6779-2010和SY/T 6780-2010的150 mg/m3应急撤离区域保持一致，该标准规定值得商榷。

d) 含硫气井在设计阶段就应确定气井公众危害程度等级，确定公共防护距离，源头管控公共风险。

e) 含硫集输管道安全距离“应经过模拟计算或安全评价，确定搬迁区域”弹性较大，应对含硫集输管道与单座固定民宅、居民散居区、城镇中心、公共设施的安全距离进行研究、确定。

f) 应研究确定含硫火炬安全距离。常规的放空火炬防火间距应经辐射热计算，但高含硫气田集气站放空火炬安全距离不仅要考虑辐射热，同时还应考虑燃烧产物SO2有毒气体的扩散以及火炬因放空携液熄灭H2S气体直接放空排放情况下的H2S气体扩散距离[3]。

g) 收发球筒与水套炉防火安全距离在GB50183-2004中未明确，收发球筒频繁升卸压，高含硫介质易使密封圈失效泄漏，密封材料有效期短，同时收发球作业打开球筒时有可燃气体溢出，应对收发球筒与加热炉炉头安全距离进行研究确定。五级站场收发球筒如按照水套炉与露天油气密闭设备与阀组5 m的安全距离显然是不合适的。