陈兵替 王建中 谢友友 刘 杰

(中联煤层气有限责任公司,北京 100011)

煤层气开发属新兴行业,其作业程序复杂,工序较多,对其在开发中的危险因素和安全风险进行分析,找出其安全生产的客观规律,对如何进行安全管理有着重要的意义。

1 煤层气物理、化学属性分析

根据《石油天然气工程设计防火规范》(G B50183-2004)中可燃物质火灾危险性分类,煤层气的火灾危险等级为甲B类,其危险性主要表现为易燃性、易爆性、易扩散性等。

煤层气中的主要成份为甲烷,闪点为-188℃,最小点火能0.28mJ,引燃温度538℃。其爆炸极限范围为5.0%～15.0%(体积比),爆炸下限较低,泄漏到空气中易形成爆炸性混合物,遇明火或高热极易燃烧。

甲烷的密度比空气轻,是空气的0.55倍,故煤层气有较好的扩散性。

2 煤层气开发关键流程介绍及安全风险分析

煤层气的开发有一套与常规天然气开发有明显区别的钻井、采气、增产等专门技术。煤层气在煤层中的存在状态有三种：吸附态、溶解态和游离态,其中吸附态所占比例最大,煤层气的产出机理即排水-降压-解析-扩散-渗流,而天然气主要是靠自身的正压产出。因此,在煤层气开发过程中各作业环节发生井喷的概率相当小,安全风险也小。煤层气开采作业由钻前工程、钻井、测井、固井、射孔、压裂、排采、集输等诸多生产作业构成的一个大的产业体系,其作业流程图见图1,其大部分工作在野外分散进行,环境条件和工作条件都较为恶劣。

图1 煤层气开发流程图

2.1 钻前工程

钻前工程指开钻前的准备工程,包括踏勘井位、修筑道路、井架安装、钻机搬迁与安装、土方工程施工等,是整个钻井施工的基础工作。……