SYT 7645-2021 储气库井风险评价做法

中华人民共和国石油天然气行业标准储气库井风险评价推荐做法2021—11-16发布2022-02—16实施国家能源局发布I Ⅱ 12规范性引用文件 13术语、定义与符号 13.1术语和定义 14总体要求 35风险评价方法与流程 45.1方法 45.2流程 4 46.1概述 46.2井设计与建设期资料 46.3运行期资料 56.4其他资料 5 57.1危害因素识别 57.2泄漏可能性分析 67.3泄漏后果分析 67.4风险估算 78风险判定和风险控制建议 78.1风险判定 78.2风险控制建议 79风险评价报告编制 7附录A(资料性)基于井屏障完整性的储气库井定性风险评价方法 8附录B(资料性)基于风险指数的储气库井半定量风险评价方法 9附录C(资料性)基于故障树的储气库井定量风险评价方法 Ⅱ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的本文件起草单位：中国石油天然气集团公司管材研究所、中国石油天然公司、中国石油集团工程技术研究院有限公司、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司、国家管网集团西气东输公司、中国石油天然气股份有限公司勘探与生产分公司公司石油工程技术研究院、中国石油天然气股份有限公司新疆油本文件主要起草人：李丽锋、罗金恒、郭凯、袁光杰、武刚、李力民、孙建华、李彬、王建军、1储气库井风险评价推荐做法本文件规定了储气库井运行过程中风险评价要求、流程与方法，包括总下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适GB36894危险化学品生产装置和储存设施风险基准AQ/T3046化工企业定量风险评价导则符号见表1,表1中符号适用于本文件。符号说明A灾害对建筑影响区域总面积热辐射强度门槛值下限值(15.7kW/m²)里的总面积2表1(续)符号说明热辐射强度门槛值上限值(31.5kW/m²)里的总面积G泄漏模式S下失效事件f产生的后果元C元灾害引起的财产损失费用元服务中断费用元天然气损失费用元设施维修费用元环境影响费用元泄漏位置的维修费用元G单位面积建筑复原费用元D油管直径md泄漏孔直径f失效事件编号，取1、2,代表泄漏到大气、泄漏到地层8建筑总面积占灾害影响区域总面积百分比天然气的燃烧热h可渗透性地层的高度mI热辐射强度缅ij危害因素编号K割集编号k1m主事件对应的编号PP由危害因素J引起的基本事件i的发生概率P天然气扩展前缘的气水界面压力P泄漏位置处的井内压力3表1(续)符号说明2泄漏位置处的外界压力F随时间变化的气体从井筒向外扩展的距离mmST泄漏位置处的井内温度Kt泄漏持续时间d服务中断时间hRRXX点热源到目标点的距离myγ天然气的比热容比天然气比重n喷射火的效率因子μm³/元4a)环空异常带压；b)注采运行工况发生重大变化；c)进行重大维修改造；5.1.3储气库井风险评价常用方法见表2,但不限于此。示例附录Aa)资料收集；c)泄漏可能性分析；d)泄漏后果分析；e)风险估算；f)风险判定；5b)地质设计、工程设计、施工设计等设计资料；a)注采运行方案、调整方案、历次作业方案及总结、设备维护保养记录等管理资料；c)井口温度及压力、井底温度及压力、流体组分数据、监测井资料等监与储气库井风险评价相关的其他资料包括但不限于：a)临近监测井、矿井分布、附近的人口分布、公共建筑物、道路设施、风速和风向信息、大气b)储气库运营单位的危害因素与隐患排查台账、失效分析报告等；c)井相关的风险评价报告；d)同类行业的历史失效数据；b)构造法，如泄漏模式和影响分析；c)逻辑分析法，如事件树分析和故障树分析等。7.1.3应对储气库井的危害因素进行分类识别和评价，常见的危害因素见表3。表3储气库井危害因素类别1 内腐蚀 2制造缺陷管体缺陷管焊缝缺陷井口组装缺陷井口阀门缺陷施工缺陷管柱磨损6表3(续)类别234误操作5机械疲劳、振动6自然灾害气候/外力作用极端温度雷电7.2.2储气库井泄漏可能性采用定性、半定量或定量表示。定性表示采用“经常”“可能”“很完好程度对其修正。历史失效数据可采用储气库运营单位的数据库或者公开发表的行业数据，工程评a)储气库井的类型，如注采井、监测井和封堵井b)储存介质的性质，如易燃性和毒性等；c)泄漏位置，如通过井口泄漏或通过地层迁移泄漏等；d)泄漏速率；e)减小泄漏量的控制措施，如远程关断等；f)着火的可能性；g)热辐射、爆炸、中毒或窒息等灾害类型；7h)周围环境；i)应急响应措施。7.3.3储气库井泄漏后果采用定性、半定量或定量表示。定性表示采用“重大”“较大”“一般”等级别；半定量采用泄漏后果指数表征；定量采用泄漏速率、伤亡人数或经济损失表征。储气库井风险估算应综合泄漏可能性和后果分析的结果来评价。常用的方法包括风险矩阵法、风险指数法和概率分析方法等。8风险判定和风险控制建议8.1风险判定8.1.1在进行风险判定时，应考虑的因素包括但不限于以下几点：a)储气库井泄漏后果的严重性；b)储气库井泄漏可能性；c)储气库井泄漏风险对经济效益的影响；d)降低储气库井泄漏风险的成本。8.1.2风险判定的依据包括：a)国家法规、强制性技术标准；b)已经被认可的活动或事件的风险；c)风险可接受准则或考虑国内外其他工亚先例；d)通过长时间运行经验积累，可有效判断储气库井风险严重程度的准则；e)不同储气库井相对风险。8.2风险控制建议8.2.1应根据风险判定的结果给出控制风险的措施建议。8.2.2应对高风险因素、高泄漏可能性事件、高泄漏后果事件、高风险井提出控制建议。9风险评价报告编制评价报告至少应包括以下内容：a)评价的目的和范围；b)评价数据及来源说明；c)风险评价方法，包括软件使用；d)危害因素识别结果；e)泄漏可能性分析；f)泄漏后果分析；g)风险估算；h)风险判定；i)结论和风险控制建议。8(资料性)基于井屏障完整性的储气库井定性风险评价方法储气库井分级原则与风险等级见表A.1,风险等级可接受性及相应措施见表A.2。风险等级1红色井高风险23中等风险4风险等级管理原则1高风险立即开展半定量或定量风险评价；2计划开展风险评价；3中等风险4正常监控和维护9本附录提供了基于风险指数的储气库井半定量风险评价方法，可实现储失效可能性采用油管腐蚀程度和A环空压力大小表征，失效后果采用无阻流量和井口到设施的相对风险值按公式(B.1)计算：R=(q×R+₂×R)×(o₃×Rog×O×R)计算前，先将油管腐蚀度、环空压力、无阻流量和到设施的距离进行标准化转换，赋予0～1的相对等级低中等高基于故障树的储气库井定量风险评价方法本附录提供了基于故障树的储气库井定量风险评价方法，可评估出储气库井的高危害因素，可对储气库井风险高低排序，实现储气库井风险分级管理。C.2数据类型储气库井风险评价所需收集的数据见表C.1,但不限于此。类型内容几何数据注采管套管规格、壁厚、螺纹扣型；井口设备尺寸；与相全阀材质；固井水泥类型及性能；环控保护开钻时间、并身结构、上卸扣记录、螺纹气密封性能测试、测井评价、注、采气数据；压力和温度数据；天然气组分；采出油、水组分；监测数据维护检测数据形检测；套管外水泥环胶结质量检测；库区地面沉降监测向信息；大气状况C.3危害因素识别储气库井运行过程中危害因素主要考虑腐蚀、设备失效、冲蚀、操作相关、机械损伤、自然力等。C.4失效概率分析储气库井泄漏故障树模型以井泄漏作为顶事件，泄漏次级事件包括通过采气树泄漏、通过A环空泄漏、通过B环空泄漏、通过C环空泄漏和通过地层泄漏，基本事件为各屏障部件失效。注采井泄漏总故障树和通过采气树泄漏故障树如图C.1和图C.2所示。储气库井泄漏模式可按以下原则确定：a)对于泄漏，泄漏模式可按油管直径的百分比来确定。注采井泄漏注采井泄漏通过C环空泄漏通过A环空泄漏通过地层泄漏通过采气树泄漏通过B环空泄漏图C.1注采井失效总故障树通过采气树泄漏从主阀泄漏分外漏井下安全阀主阀外漏气体流动到采气份采气树以上外漏井下安全阀主阀内溺生漏测压阀外漏油压阀外漏采气树本体图C.2通过采气树泄漏子故障树b)对于含多个基本事件的割集，泄漏模式由最后发生的基本事件控制，并将该基本事件定义为该割集的主事件。c)不同的危害因素对泄漏模式发生的占比是不同的，表C.2为危害因素引起泄漏模式发生的相对概率分布推荐值小泄漏大泄漏P=1-II(1-P)………P=1-II(-PA)………………(C失效事件包括泄漏到大气和泄漏到地层两类。失效事件的发生概率可根据其对应的割集按公C.5.3计算天然气泄漏速率和/或泄漏量泄漏速率与泄漏模式、泄漏位置、泄漏孔尺寸和约束条件等因素相对泄漏到大气和泄漏到地层两种情况进行分析，并考虑小泄漏、大泄漏和破裂三种模式。对于大泄漏泄漏到地层的小泄漏模式泄漏率按公式(C.5)计算。泄漏到地层的大泄漏和破裂模式的泄漏速率计算方法相同。由于天展半径是与时间相关的函数，气体泄漏速率也随时间变化。对于盐穴井，应评价盐穴压力随泄漏持续时间变化而下降的过程。当不考虑储气库压力随泄漏持续时间变化而下降的过程时，泄漏到地层的大天然气泄漏到大气直接被点燃而发生的喷射火热辐射强度计算时，按公式(C.7)计算目标点处热辐射强度，kW/m²C.5.3.6.1泄漏经济损失基本模型泄漏造成的经济损失应包括灾害引起的财产损失费用、天然气损失费用、设施维修费用、服务中考虑泄漏到大气的情况需考虑灾害引起的财产损失费用，包括更换损伤建筑及其附属设施的费用灾害对建筑影响的区域总面积按公式(C.11)计算：C.5.3.6.3天然气损失费用Grod=6%……注采井设施维修费用与泄漏位置、泄漏模式、泄漏类型及可维修性相关，公司的维修历史数据确定。如数据缺乏或为新建储气库，可参考如下简化方法：设施维修费用只考虑Gnt=4nterruption×product×p…C.6.1.1储气库井泄漏到大气的情况应评价个体风险评价，个体风险计算方法见AQ/T3046。经济风险由失效事件发生概率(Cl4)C.7风险判定个体风险可接受准则参见GB36894。安全后果等级失效可能性等级非常低低中等高10⁴~10-³10~³~10~²10~²~10~¹ⅡⅡⅢVVI