SY∕T 7645-2021 储气库井风险评价推荐做法(石油天然气).pdf

ICS 75 200 CCS E 16 s 中华人民共和国石油天然气行业标准SY厅7645-2021储气库井风险评价推荐做法Recommende-d practice for risk assessment on gas storage well 2021-11-16发布2022 -02 -16实施国家能源局发布SYff 7645-2021 目次前言1 范围z规范性引用文件3 术语、定义与符号3.1 术语和定义3.2符号4 忌体要求5 风险评价方法与流程5.1 方法口流程6资料收集6.1概述6.2 井投计与建设期资料6.3 运行期资料6.4其他资料7 风险分析7.1 危害因素识别7.2 泄漏可能性分析7.3 泄漏后果分析7.4风险估算8 风险判定和风险控制建议8.1 风险判定8.2 风险控制建议9 风险评价报告编制附录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附录B(资料性)基于风险指数的储气库井半定娼风险评价方法附录c(资料性)基于故障树的储气库井定量风险评价方法参考文献E1111134444445555667777 7 8907 Sy，厅764.一-2021前言兰同本文件按照GBIf1.1- 2020 标准化工作导员1第1部分标准化文件的结构和起草规则，的规定起草.请注意本文件的某些内容可能涉及专利.本文件的宣布机钩不承担R1专利的责任.本文件由石泊工业标准化技术委员会储气库专业标准化技术委员会提出并归口.本文件起草单位2中国石油天然气集团公司管材研究所中国石油天然气股份有限公司储气库分公司中国石汹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回分公司国家管网集团商气东输公司、中国石油天然气股份有限公司勘探与生产分公司、中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院、中国石滔天!气股份有限公司新疆油回分公司、中国石油天然气股份有限公司大港汹回分公司、本文件主要醉人李丽锋、罗盘#队黛光有武刷、李力民、孙建华、李彬、王建军、赵新伟、汪传雷、要炜夏焦朱丽霞、李帽1.j但11茸?葡萄卫刘贺张哲、安国印.n SYff 7645-2021 储气库井凤险评价推荐做法1范围本文件规定了储气库井运行过程中风险评价要求、流程与方法包括总体要求、风险评价方法与流程、资料收集、风险分析、风险判定和风险控制建议、风险评价报告编制等内容.本文件适用于气藏望和盐穴型储气库的注采井和监测井风险评价.其他提型储气库井风险评价可参照执行.2 规范性亏l周文件下列文件中的内容通过文中的规件，仅该日朔对应的版本适用于本文件，不用于本文件.GB 3酣94危险化学品生产装置AQff 3制6化工企业定量风险督3 术语、定义与符号3.1 术语和定义3.1.1 3.1.2 3.1.3 下列术语和定义适用于本文件.并属院、南理11bamer 并屏障prlmawe-II barne-r 阻止流体向汹管往外泄漏的屏障. 第二并屏障sffoudawe-ll bame-r 在第一井屏障外阻止流体向外层空间流动的屏障.3.2符号符号见袭1袤1中符号适用于本文件.表1符号、说明擎位符号说明A 灭害对撞筑吕响区域且面、，、热辐射强厦门植值下限值(1S.7Ir:W/m)里的总面相单位m m Sy，厅764.一-2021表1(续)符号说明单位A, 热辐射强厦门槛值上限值(3LSI:W!mj里的且面、2且2A, 危害因素J引起. 漏模式5发生的相对报事G 悻正系型t取3.7915Q 泄漏模式5下失鼓事件F产生的后果 C 储气库井泄漏造成的经济损失 -害引起的财产损失费用 务中断费用 。天然气损失费用 。，设施维修费用 。.环境吕响费用悴.、 、也皿遗漏位置的维修费用h、. 单位酣翩翩费用、,p D 油管直在/曲皿d 泄漏孔亘在f , . 皿F 失敢事件编号取1、，!回到大气、甜漏望l地旦4民理筑且面、占页害吕EtHEPh 比t是天然气的燃烧热 h 可，.透性地目的高度咖皿I 热辐射强度 Wlm 热辐射门槛值kW!m 基本事件编号J 危害因素编号, ,. , K 荆集编号k 地目的水平自售量性眩mF 荆集中包含的除主事件m外的基本耶件蝇号m 主事件对应的编号P. 泄漏模式5的失鼓事件;生慨事次1.毛基本事件t的发生撒事次1.P, 由危害因素J引起的基本事件t的发生慨事次1.P. 荆，.K中基本事件I的发生慑率次1.几句危害因素J引起的割集K的主事件m发生撒事次1.几g泄漏模式5的荆靠K;生报事次1. 天然气扩展躏缘的气束界面压力lli p 泄漏缸置娃的井内压力lli 2 SYff 7645-2021 表1I续)符号说明单位向泄漏缸置娃的外界压力kP. 0. 有敢气悻泄漏罩., 0=0-泄漏地臣的小泄漏模式的泄漏速率m1d q, 泄漏地目的气悻泄漏理事m1d 随时同变化的气体从井筒向外扩展的匣离m . 井筒半径，推荐取生产毒管半径皿S 泄漏模式结号，1 -3，代理小西漏、大甜揭、井喷2飞泄漏缸置娃的井内温度K , 泄漏持续时同d -服务中断时同-h R 相对凤险值1Z、li总a无阻植量标准化值 油管腐蚀度标准化值，且申A己失鼓事件f的经济凤阳JF jf./ R, 储气库井设施的匣值乓.相对凤险值的最大值刊i局E相对凤险值的阳、叫也AA环空压力标准化值h 民天然气泄漏量 H E眩市副组皿景气董事t J曲m 1马辐射事响 x 点热胃到目标点的匣皿y 压力比, 天然气的比热容比 天然气比重 啧射的姓罪因于, 气悻黯匮皿.， 天然气价格ml兀 扭重系数4 总体要求4.1 应对储气库井进行风险评价和分级管理.4.2 应每年至少开展一次储气库井风险识别与评价.3 Sy，厅764.一-20214.3 当出现下列情屹立一时应重新进行储气库并风险评价.)环空异常带压，的注来垂行工况发生重大变化，)进行重大维修改造，d)周边环堤发生重大变化.民险评价方法与流程.1方法伍1.1按风险评价结果的量化程度风险评价可分为定性、半定量及定量三类.5.1.2 应镣台风险评价目的、需求、适用性、数据完整程度、危害因素等选择只腔评价类别与方法.5.1.3 储气库井风险评价揭露用方法且表2.但不限于此.5.1.4 定性风险评价结果为高风险时，宜再采用半;在量或定量方法进行评价.表2并阂，险评价常用方法示例分类定性凤险评价凤腔评价流程应包含以下步骤.)资料收集，b)危害因素识别，)泄漏可能性分析ed)泄漏后果分析，)风险伯算，风险判定，)风险控制建议.协一阳一脚一基学定量风险评价定量凤险评价.2流程6 资料收集6.1概述收集的资料包括并没计与建设期资料、运行期资料和其他资料等-6.2 并设计与建设期资料储气库井武计与建设期资料包括但不限于4 SYff 7645-2021 .)可行性研究、初步设计、老乡字或采卤榕腔检测评价报告等前朔资料eb)地质设计、工程设计、施工设计等设计资料a，)包括钻井测井、录井、究并试油等施工资料.6.3运行期资科储气库井垂行期资料包括但不限于.)注采运行方案、调整方案、历次作业方案且总结、设备维护保界记录等管理资料eb)井口装置俭测R评价、井筒完整性往测E评价、环空保护液检测、出砂监测、井筒词世漏检测、声响检测等检测资料e，)井口温度且压力、井底温度且压力、流体咀分数据监测井资料等监测资料.4 真他资料与储气库井风险评价相关的其他资料包括但不限于.)临近监测井、矿井肺、附近tt.也E州、公共建筑物、道路楠、风速和民向信息、大气状况等周围环魄资料ab)储气库运营单位的危害因素与制砸自如啃酣市报告等e，)并相关的风险评价报告，d)同类行业的历史失效数据自，)相关法规文件、标准规范和操7风险分析7.1 危害因素，p别7.1.1 储气库井危害因素识别应分析盹响并F嘈理l蝴性噜所葡萄素，并依据收集的储气库井资料对危害因素进行充分的描述.7.1.2 储气库井危害因素识别方法包对比较法如危险因蒙目录和历b)构造法.j困难漏模式和影响分析，)逻穗分析法。如事件耐分析和故障何分析等.7.1.3 应对储气库井的危害因素进行分类iRJ和评价.常见的危害因素且表3.表3储气院并危富囚.类别炮害因素子因素夕腐蚀1 腐蚀内腐蚀管体最陷管焊锺缺陷嗣造最陷井口组装最陷2 段备失堕井口阀门提陷施工怯陷管往磨损螺技撞头粘扣及密到面损伤5 syrr 7645-2021 表3(续)类别危害因素子因素。影垫圃失敢控制/甜1/I阀失踵水泥环密封失鼓2 设备央政I!枝过理中的设备功能失踵封隔器、悬挂器密封失敢在来管桂、套管鞋密封失踵仪器在仪寰的失准3 冲蚀冲蚀由且出砂、在量过大4 操作相关操作相关误操作库区内第一方活动造成的破坏5 机幢损伤第三万/矶、震破坏人为破坏机被瘦，量也压力谊动金属重劳极精温度用凤6 自然灾害气候抖y|量雨、棋水窗电地震7.2 泄漏可能性分析7.2.1储气库井泄漏囱单个或多个并屏，喃喃幢幢-tr能性分析时应分析引起并屏障失效的主要危害因素.7.2.2 储气库井叫可能性采用定吗t5.j!jJ定性表示采用崎经常可能很少不可能半定量采用失效可能性循敖表怔息量采用年失效概率表征.7.2.3 储气库井池漏可能性的定量表征可根据历史失效概率和工程评价模型来确定，并应根据并屏障完好程度对其修正.历史失效数据可采用储气摩运窗单位的数据库或者公开发表的行业敛蟹，工程评价模型应根据识别出的危害因素与井屏障究摩性的关系来建立.u 泄漏后果分析7.3.1 世嗣后果分析应估算储气摩井世漏后对人员、财产和环堤等产生不利影响的严重程度.7.3.2 储气库井活漏后果分析应涵盖以下因素6 .)储气库井的类型，如泣来井、监测井和封搭井等eb)储存介质的性质，如易燃性和毒性等，)泄漏位置如通过井口泄漏或通过地.m迁移泄漏等，d)泄漏速率，)减小泄漏量的控制措施如远程关断等e着火的可能性，g)热辐射爆炸、中毒或窒息等灾害类型eSYff 7645-2021 的周围环绕，。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.定性表示采用崎重大较大-1变等级别，半定量采用怕漏后果指敛表征，定量采用泄漏速率伤亡人敛或经济损失表征.7.4风险估算储气库井风险伯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短阵法、风险细致法和概率分析方法等.8风险判定和风险控制建议8.1风险乒IJ:8.1.1 在进行风险判定时.)储气库井泄漏后果的严重性，b)储气库井泄漏可能性a叶剑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2对国家法规强制性技术标准，b) 叶风屉可接受准则或考虑国内外d)通过长时间运有经验权累可叶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8.2.2应对离风险因素离泄漏可能风险评价报告编制评价报告至少应包括以下内容评价的目的和范围，b)评价数据且来源说明白，)凤屉评价方法包括软件使用ed)危离因素识别结果，)泄漏可能性分析e泄漏后果分析，时风险伯算，b)风险判定，。结论和风险控制建议.m 重程度的准则，、高风屉井提出控制建议.7 Sy，厅764.一-2021附录A资料性溢于并屏障言重性的储气库并定性且险评价方法储气库井分级原则与风险等级且表A.l，风险等级可接受性且相应措施且表A.2.表A.l储气库芥约组原则与风险等级号井醉障状态并分级脾障失姓已靠泄漏发生1 第井屏障失敢.第一井屏障退化或失敢红色并第一井屏障失敢.第井屏障退化或失攒2 单个脾障失姓可能导致泄漏至地司面- 第井屏障失鼓.第一井屏障蟹色并第一并屏障失效!第井屏障完好、. 第井屏障完好.第一井屏障退化、3 第一井屏障完好.第一井屏障退化川，贸色并 第井屏障和第井屏障均完好.司帽绿色并 I凤脚级|守-dap工An 管理酬j高风险AL即m四19;.Jf事-帽芹. 风险等级高风险较高风险中每凤险低风险, 艘高风险计划开展维悻或降低. 上级单位备案，幡气库公司自行监控，计划开展凤险评价4剧品IVr加强对井屏障完整性眼相应措施，一且恶化立即上报上组单位;-r中等风险加强井屏障完整性的监控幡气库公司自行监控，来脚应措施 I低风险正常监控和维护储气库公司自行监控8 8.1概注附表B资料性溢于风险指数的储气并半定量风险评价方法SYff 7645-2021 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，可实现储气库并相对凤屉评价，为储气库井分级管理提供决策依据.8.2指标体系失效可能性采用泊管腐蚀程度和A环空压力大小表征失效后果采用无阻流量和井口到1)ii!:施的距离表征.8 3 风险估算8.3.1 风险计算模型相对风险值钱公式(8.1)计算R(鸣叫吨，R.剧ID.0(8.1) 8.J日参敛标准化处理计算前，先将油管腐蚀庄、环主标准化值，并代入公式(8.1 )计算储iI!商进行标准化转袋赋予0-1的8.4相对民路等级储气库并相对凤腔等级根据相对8.1. 表8.1储气库并风险制对等级划分标准相对等组相对凤险值低.-Il.;晶_(R.-.-Il.;,) x6l2s 咿等.-Il.;,+ (晶_.-Il.;，)x6l2S, .-Il.;，+(且I.-R.;.)x 13125 领离.-Il.;,+ ( R-晶.)x 13125.品-，且E一晶.)x21125 高.-Il.;,+ ( R-晶.)x21f25.品_19 Sy，厅764.一-2021附录C资料性基于敏院树的储气库并定量风险评价方法C.l慨注本附录提供了基于故障树的储气库并定量风险评价方法，可评哺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.c2 毒虫据类型储气库井风险评价所得收集的费支援且表C.l，因不限于此.材料敷据施工放据维护检测皮知周回环境皮徊CJ危富因囊识别.检测曲眈d 散结类型井口设备钢级及佳能封隔器储气库井垂行过程中危害因素主要考!腐蚀、设备失效、冲蚀、操作相关、机械损伤、自然力等.C.4 失效慨率分析C.4.1 故障树建主储气库井世嗣故障树模型以井耀漏作为回事件，耀漏次级事件包括通过来气材耀漏、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活漏，基本事件为各屏障部件失效.注来井泄漏总故障捕和通过来气捕泄漏故障钳如图C.l和ijC.2所示.C.4.2 泄漏模式 储气库井活漏模式可按以下原则确定.)对于泄漏泄漏模式可按泊管直径的百分比来确定.注小酒由漏为油管直径的叫!揄刷、孔泄漏、法兰和阀门泄漏，大精漏为油管直径的1.，描述蓝领的井口设施费割自目的受约束的流动，破裂为精管直径的1剧也!捕世井或井口的无约束流动.，回井啧.syrr 7645-一-2021些写fl!;1!ttliiI哩哇理通泣C环窒涩而温过细U毒活福 图C.l;:圭采芥失效总故障制图b)对子含多个基本事件的制集泄漏模式囱最后宜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.，)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?在荐值.表c2每类危富因素刮起的泄漏模式发生的相对概率分布危害因素由漏慎式扁惶冲蚀设备失措操作相关吼幢损伤地震小世瞩93% 93% 泊，0也35% 阳大泄漏所6叫2泊w也64% 3侨、破裂0.1% Ol. 1% I. I， 20/, Sy，厅764.一-2021C.4.:l 失效概率计，事过程C.4.3.1 基本事件概率计算基本事件概率计算应根据每个评价部件的实际参敛和工血，首先评价每类危害因素，并结合每类危害因素对基本事件的影响关系，按公式(C.l)计算.月l-n(l导(c.r) C.4.3.1 剖.事件概率计算引起世漏的制集概率与割多是所包含的基本事件?敛有关.对于只含一个基本事件的割集其量生概率校公式(C.2)计算.=l-rr(l-A) (C.2) 对于含多个基本事件的割集(C.3)计算.P. = IT(l (C.3) C.4.3.3 失效事件发生概率计算失效事件的宜生概率可根据其对应的制集按公式恒的计算.(C.4) c. 失效后果分析C.S.l通则储气库井泄漏后果的定量分析是通过对有代表性的失效场景建立数学模型，分析注采并难漏后发生的灾害类型和影响范围，估算其造成的各种损失情配.定量后果分析模型衙要考虑输送介质的物理化学特性、司由漏速率、点火概率、灾害种类等因素后果的定量评价可按下述步骤进行.)确定储气库井泄漏灾害类型，b)计算天然气泄漏速率和/或泄漏量a，)计算灾害的强度和影响范围，d)估算世南造成的盟济损失情血.C.S.2 储气库并泄漏灾富类型 储气库井词世漏灾害类型考虑以下几种情血.)泄漏到大气，立即被点燃，发生咳射火eb)泄漏到大气并扩散对含有H，S的储气库应评价H，S中擎的灾害类型e，)泄漏到地层迁移一定距离，但未泄漏到大气的情1l1.SYff 7645-2021 C 伍3计算天然气越漏速率和/璋泄漏量C.S.3.1通则泄漏遮旦在与现壁漏幌式、泄漏位置、泄漏孔尺寸和约束条件等因素相关.注来并泄漏率计算应分别对世漏到大气和泄漏到地层两种情且进行分析，并考虑小泄漏、大泄漏和破裂三种慎式.对于大泄漏或破裂模式，还应考虑气库压力随指漏持续时间变化而下降的过程.C 伍3.2泄漏到地层的小泄漏模式现量漏到j地层的小泄漏慎式泄漏率按公式(c.s)计算.q:.-=话8，J(歹)(C.5) 注Ittf时气叫周重注2C.S.3.3泄漏到地层的大泄漏和饭裂活漏到地层的大难漏和破裂模式展半在是与时间相关的函敛气体精时间变化而下降的过程.当不考虑储泄漏和磁裂模式下的活漏速率按公式速率讨算方法相同.囱子天然气愤漏到地层的径向前缘扩l嘀雹砸?咱哥盐穴井，应评价盐穴压力随泄漏持续5化而下降的过程时，司世漏到地层的大(C.) C.S.3.4 泄漏到大气的泄漏模式由2漏到j大气的不同活漏模式下的难漏军按公式(C.5)计算主要区在于泄漏位置不同.C.S.3.5 计算灾害的强度和影响范围天然气泄漏到大气直接被点燃而发生的咳射火热辐射强度计算时，按公式(C.7)计算目标点处的热辐射强度.x，t.，.Hc 1 = .:.:.:.:.!. - 4 . 岐射火灾害区域影响范围以灾害区域半在表征锻公式(C.8)计算.10.1547o.J r=.I-一V 1. 本文件推荐热辐射强厦门槛值且表C.3，因C.3为注来井泄漏灾害影响区域示意图.(C.7) (C.8) Sy，厅7645-1021表C.3热辐射强度大小对人和建筑的影响热辐射强度咽kW!m对人的伤害 31.5 30.内到死事l田/.3L5 -15.7 内敢死事50%.,. (C.9) C.S.3.6.1 灾害引起的财产损失费用考虑世漏到大气的情且需考虑页害引起的财产损失费用。包括更换损白建筑且其附属世陋的费用两部分1可按公式(C.1O)计算.也吨=c.xB，xA(C.1O) 灾害对建筑影响的区域总面积技公式(C.ll)计算A=(1-q_)A.+q，缸咱4(C.ll) C.S.3.6.3 天然气损失费用天然气损失费用孩公式(C.12)计算. SYff 7645-2021 年回=吨 且(巳12)C.5.3.6.4 设施维修费用注采并设施维修费用与泄漏位置、泄漏模式、世漏樊型且可维修性相关可根据储气库运营管理公司的维修历史敛据确定.如敛据缺王或为新建储气库，可参考如下简化方法设施维修费用只考虑泄漏位置的维修费用基本公式见公式(C.13).;.;.世C 伍3.6.5服务中断费用注来井泄漏后造成服务中断而产生的直接费用钱公式(C.14)计算.C.6风险估算巳6.1个体风险1nt = 腼叩.毕侃并图C.6x并 参考文献1 SY!r 6刷子-2017汹气藏型地下储气局主安全技术规程2 SY!r回06-2019盐穴地下储气库安全技术规程SYff 7645-2021 3 lSO 16530- 1 PetroIC1皿萨呻由四-WdI皿kgrity-P田1, Lifc:c业F咱田41 1 A卫1RP 90-2 API RP 1171 aquifc:rre回v=A皿ularcasing prcssurc: mmagement for15horc: wc:lls FlWClional皿同grityof uahUal gas 由ragc:1ll (怦lc:kd均由ucarbonrcsc:rvoirs皿d6 CSA Z341 Storagc:of hy曲回arbonsin wm罗田mdfon国llOO -NeNtl的呼也卜阳气、，由中华人民共和国石油天然气行业标准储气库并风险评价推荐做法SY!r 7645-2021 石榴工业出版挂出版(北京安定门外玄华盟二区一号愤也京咿石油彭色印刷有限责任公司停顺.a而喝醉书店北京发行所发行四川2到毫米开拿L张千字印1用2022年1月北京，在2版2022年1月北京第ll!;:ijllj书号Ij,;(21 8389 足价， 元版钗专有不得翻印