应急管理系统在高含硫气田开发过程中的应用

刘盛兵 徐旭 贾长青 刘坤 古冉 赵松 余清秀

1.中国石油西南油气田公司安全环保与技术监督研究院 2.中国石油西南油气田公司国际事业合作部

四川某高含硫气田具有气藏压力高、H2S含量高、气藏埋藏深等特点，勘探开发难度大，加之气藏位于地形条件复杂、人口稠密、交通不便的地方，一旦出现采(集)气管线泄漏或超出厂(场)区范围，其响应时间和处置能力将面临巨大挑战，安全风险极高[1]。如何能够在突发事故灾害后第一时间做出科学的判断和有效的决策，是企业安全管理人员和应急指挥员面临的一大挑战。因此，建立高效安全的应急管理系统是应对突发事件的一项重大举措。

1 应急管理系统构成

为了保证高含硫气田的安全平稳运行，能及时预防事故、发现事故、处置事故，建立了气田行业专用的基于空间GIS平台的安全控制中心，以空间关系作为数据关联分析的应急管理系统，实现风险控制数字化管理，提升安全管控能力。该应急管理系统通过对气田安全控制中心、应急预案体系、安全预警系统、社区应急报警系统、社区应急疏散系统以及生产、气象、地理、人居等数据集成，实现了气田生产可视化、异常可视化、应急可视化，定期开展安全培训和应急演练，使人员应急处置能力提升与系统应急支撑数据更新互为促进。

2 应急管理系统的应用

2.1 安全控制中心

安全控制中心是气田应急管理的应急指挥中心，起着前线应急指挥部的作用，紧急情况下应急指挥人员集合到控制中心开展应急指挥。

安全控制中心集成了三维地形建模、工艺管道及设备建模、生产/安全实时数据、实时大气数据计算模型等专业类型数据。安全控制中心可通过生产工艺管道及设备数据实现过程建模，对事故点上下游工艺查询分析，快速分析确定应急控制方案，并由关联的SCADA系统实现远程控制，可在事故发生后第一时间实现气田远程截断、放空；在应急处置过程中实时获取气象参数以及生产运行参数，结合事故计算模型与推演模型快速分析事故趋势，通过系统快速通知应急处置人员与疏散人员，同时在开展现场应急抢险时可调阅设备信息，快速制定抢修方案；在厂(场)外应急过程中可通过系统联系地方政府及各类应急队伍，并使用系统通报灾情协调救援[2]。

安全控制中心针对潜在风险和已发生的危险情况的早期势态检测进行监控，为作业者及时提供实时生产信息。监控资源主要包括作业者内部热线电话和社区应急热线电话、无线对讲机、管线巡逻人员、管线泄漏探测人员、工艺火气系统、工业电视监控摄像机、防入侵探测警报系统、现场步行巡逻队位置跟踪、车辆跟踪、生产设施内现有人员的门禁控制实时清单、管线泄漏和防入侵探测系统。

安全控制中心负责核实潜在风险并激活作业者初始响应程序，以掌控确认风险情况。安全控制中心激活响应包括：应急响应小组和医疗团队、老弱群体、学生、安保部封锁区域、应急管理团队和政府应急响应团队。初始响应激活后，控制中心可向应急响应团队提供工业电视录像、气体建模、过程控制网络图像以及未进入集合区域的人员名单，并向政府机构和当地政府说明情况。

2.2 应急预案体系

气田应急预案体系包括应急预案和应急管理组织机构。

气田作业者依据相关法律法规的规定，结合自身特点，从自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件等方面编制形成了总体综合预案、专项预案和现场处置预案3个层次应急预案，并与应急管理团队相对应，形成应急预案体系[3]。气田作业者共编制了1项综合应急预案、17项专项应急预案和20多项现场处置应急预案，所有文本应急预案在安全控制中心形成电子版本。

应急管理组织机构由现场应急团队、应急管理团队以及危机管理团队组成。现场应急团队由现场负责人、消防、气防、HSE、安保及作业人员组成；应急管理团队由生产经理、HSE、作业、检维修、公用工程、施工、工程设计、服务、安保、社区应急及相关职能部门的人员组成；危机管理团队由气田总经理负责，主要是应对影响气田运营能力的事故和事件。应急预案体系见图1。

2.3 安全预警系统

气田作业者根据GB 50183-2004《石油天然气工程设计防火规范》、AQ 2018-2008《含硫化氢天然气井公众安全防护距离》、SY/T 0612-2014《高含硫化氢气田地面集输系统设计规范》、SY/T 6779-2010《高含硫化氢气田集气站场安全规程》、SY/T 6780-2010《高含硫化氢气田集输管道安全规程》、SY/T 6781-2010《高含硫化氢天然气净化厂公众安全防护距离》等国家和行业相关标准及定量风险评估结果，在站场(包括井场、阀室、集气站、天然厂)周边设置了安全隔离区和限制居住区，在管道周边设置了限制居住区[4-5]。根据该气田天然气气质和H2S含量，推荐该气田安全隔离区和限制居住区界限见表1。安全隔离区和限制居住区信息在安全控制中心应急信息系统里可视化标注，有利于应急响应。

表1 安全隔离区和限制居住区边界Table 1 Border of the safe separation area and restricted residence areasm设施安全隔离区边界限制居住区边界备注井场(距井口中心)250～340500阀室(距阀室中心)100400集气站(距井口中心)280～340500天然气净化厂(厂界围墙)140～340400含井管道(管道两侧)40

安全隔离区围栏上安装有防入侵探测警报系统，站场设置F&GS系统，管道沿线设置了管道泄漏检测系统，监测预警信号通过光纤传输给安全控制中心，由安全控制中心对站场和管道进行管理和监控[6-10]。

2.3.1站场

气田各井场、集气站、天然气净化厂设置各自相对独立的F&GS系统，并借助冗余光纤通信系统建立了一套面向整个气田的独立F&GS系统。阀室围墙设置了H2S泄漏探测器，并设置了社区应急声光报警器。

在装置区设置固定点式有毒及可燃气体探测器，在边界区设置开路式可燃气体及火灾探测器、声光报警器等。开路式(对射式)可燃气体探测器可探测H2S或CH4，可用于潜在爆炸性环境，可在5～60 m的距离内检测H2S或CH4。

2.3.2管线

气田作业者在管道沿线设置了管道泄漏监测/检测系统，由多个泄漏和入侵检测系统组成，分别为：分布式光纤声波感应技术(DAS)、分布式光纤温度感应技术(DTS)、负压波泄漏监测技术、气体云成像仪、无线点式H2S/LEL监测技术[4-5]。多种检测方式同时运行，互为补充，互相验证，提高了泄漏监测/检测的可靠性和准确性。在管道泄漏检测系统上可激活社区报警系统，拉响社区警报。管道泄漏检测系统的监视和操作平台设置在安全控制中心。管道泄漏检测系统监视和操作平台及气体云成像仪捕捉画面见图2。

2.4 社区报警系统

为了保护站场和管线周边人员的安全，气田作业者建立了社区警报系统。社区警报系统覆盖管道两侧各1500 m范围为应急计划区，共约100 km2，10万人左右，跨4个乡镇，设立20个社区警报区域，35个警报站。

社区警报系统覆盖了气田管道两侧1500 m范围的高精度三维地形地貌，将井站、站场与集输管线1500 m范围内的居民和敏感目标输入安全控制中心应急管理系统。

警报站为自给式装置，由发电机、控制面板和警笛组成；社区警报将由安全应急控制中心根据管线检测系统传来的数据进行激活，根据需要分别对20个社区警报区域鸣响；保安24 h现场值守，以备远程启动或关停失效时根据指令现场启动/关停警报。应急计划区和社区报警站分布见图3。

2.5 社区应急疏散系统

作业者在管道沿线1500 m应急计划区外设立了31个紧急集合点，确定了疏散路线，安装了400多个通往集合点的方向指示牌，每个集合点均设有应急方舱或应急标志杆，配置集合点标识、照明和无线电通讯设备，所有集合点均有指定社区培训和应急人员负责管理。安全控制中心应急管理系统可与集合点及时进行数据交换，确定紧急情况下需联系的村社干部和地方政府部门联系人。

2.6 安全培训和应急演练

社区应急团队针对政府机构、村庄/街道、学校、医院等敏感点编制了一系列培训材料，分别对其进行安全培训，建立了多方高效联动的应急协调机制，实现了企地之间的应急联动。气田作业者与当地政府建立了县、乡(镇)、村三级应急联动管理模式，并在当地政府备案。

为保证应急管理系统的实时性和有效性，检验应急联动程序的合理性，应急指挥系统的可靠性、稳定性和协调性，企地联动疏散方案的可操作性，气田作业者利用该应急管理系统多次在乡镇、社区、学校进行桌面演练和实战演练,根据演练结果对应急管理系统数据进行修订或更新；每年在所有集合点和敏感点开展年度复训/演练，进行社区应急预案审核和更新，及时更新应急联系人信息。

3 结语

基于高含硫气田开发高风险特征，建立健全应急管理系统，对提高气田开发风险管控水平，最大程度地确保风险影响区域内人民群众生命财产安全，实现高含硫气田的安全开发具有重要意义。本研究对四川某高含硫气田开发的应急管理系统从安全控制中心、应急预案体系、安全预警系统、社区报警系统、社区应急疏散系统以及安全培训和应急演练等方面进行了详细介绍，该系统在安全控制中心实现了气田生产可视化、异常可视化、应急可视化，可为类似气田开发和应急管理系统的建立提供借鉴。