油气勘探与开采包括勘探、钻井、测井、井下作业、原油和天然气开采以及油气管道输送与储存等过程。
石油、天然气勘探是利用各种勘探手段了解地下的地质状况,综合评价含油气远景、探明油气田的面积,掌握油气田储藏情况和产出能力的过程。野外作业是勘探作业的共性。地质勘探由于工作场所及施工的特点,可存在高(低)温、高(低)湿、高(低)压、紫外线等不良环境,以及强酸、强碱腐蚀及其他化学品中毒,还存在传染性疾病、寄生虫感染的潜在危害,还可能有噪声、电离辐射、紫外线、高频、中频、低频、静电场等物理因素以及油墨、氨水等化学物质的潜在危险;物理勘探还存在使用炸药过程中的潜在危害及一氧化碳、氮氧化物等化学中毒的危害,钻井勘探还可能有石油伴生气、水泥泥浆、放射性同位素、硫化氢等潜在危害。勘探大多为露天作业,要落实防暑降温措施,视温度情况合理安排工作时间,停止室外露天作业或采取换班轮休,减少连续作业时间等;涉及化学毒物场所,落实加强通风、局部排风等措施;作业人员根据潜在危害情况,应重点配备野外作业防护用品,包括防寒帽、防寒鞋、防寒服、防水服、太阳镜、防水胶鞋、防昆虫手套,还应配备防噪声耳塞、足够数量的防毒口罩等。
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石油是一种黑褐色并带有绿色荧光,具有特殊气味的黏性油状液体。未经加工处理的石油称为原油,是烷烃(液态烷烃、石蜡)、环烷烃(环戊烷、环己烷等)、芳香烃(苯、甲苯、二甲苯、蒽等)和烯烃等多种液态烃的混合物。
由于地下油藏的多样性,使得油田开采具有多样性,一般包括自喷井采油、机械采油、热力采油和强化开发等方式;简单工艺为采油井-计量间-中转站-联合站,期间采用全密闭管道仪表控制。石油开采作业人员主要是野外露天作业,可接触高(低)温、高(低)湿、高(低)压、紫外线等不良气象条件和传染病、寄生虫等,井及管汇周围还存在噪声、石油、天然气、硫化氢、一氧化碳、氮氧化物等,油藏流体中含有烷烃、环烷烃、芳香烃、二氧化碳、硫化氢、汞及金属有机化合物等以及强化开发过程中使用丙烯酰胺聚化物、氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠、氢氧化钾、表面活性剂聚合物等化学药剂,维修作业过程使用油漆和防水涂料有机溶剂等。
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丙烯酰胺对眼和皮肤有一定的刺激,水溶液很容易通过皮肤吸收。急性中毒时,可出现脱皮、发麻、颤抖、持物不稳、上肢活动受限等;继而出现持续性头痛、头晕、乏力、食欲不振、视物模糊等症状,有的主要表现为多发性神经炎和震颤等锥体外系和小脑病变等。慢性中毒时,出现头痛、头晕、疲劳、嗜睡、手指刺痛、麻木感,往往伴有两手掌发红、脱屑、手掌和足心多汗,甚至出现四肢无力、肌肉疼痛、步态蹒跚、深反射减弱或消失等。生产过程中,应严格密闭操作,加强通风排风和个人防护措施,设置和正确使用安全淋浴和洗眼设备。
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氢氧化钾具有强腐蚀性和刺激性。粉尘刺激眼和呼吸道,腐蚀鼻中隔。皮肤和眼直接接触可引起灼伤;误服可造成消化道灼伤,黏膜糜烂、出血,休克。一旦发生皮肤接触时,立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟,就医。眼睛接触时,应立即用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟,就医。发生意外,应迅速脱离现场至空气新鲜处,保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧;如呼吸停止,立即进行人工呼吸。
油气集输是油气生产的重要环节,是将油井采出的原油和天然气汇集、储存、初步加工和处理、输送的站场,是油田油气集输的枢纽,是高风险存在和集中的场所,是油田重大危险源或重点要害部位。
将油井采出的石油气、液混合物经过管道输送到油气处理站进行气、液分离和脱水,将原油、天然气体及水进行分离,使处理后的原油能够符合国家的标准;由油气处理站把合格的原油输送到油田原油库进行储备,将分离出的天然气输送到天然气处理厂(天然气压气站)进行再次脱水、脱氢和脱酸处理或深加工;由油田原油库、天然气压气站以不同方式将处理合格的原油、天然气外输给炼油企业和用户。 生产设备主要有加热炉、油气分离器、除油器、输送泵机组、压缩机机组、各种仪器仪表以及输送管线等。
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长期吸入硫尘无明显毒性作用。硫粉尘有时引起眼结膜炎。硫尘对过敏皮肤有刺激作用,敏感者皮肤可引起湿疹,有时可引起眼结膜炎。生产过程中,要密闭作业,作业场所设置通风、除尘设施。硫黄粉尘浓度高时,要使用过滤式防尘口罩、防护手套等。一旦皮肤接触,脱去污染的衣着,用肥皂水及清水彻底冲洗;眼睛接触,立即用流动清水彻底冲洗;吸入后,迅速脱离现场至空气新鲜处,保暖并休息。
在石油、天然气开采过程中,管道、阀门管发生压力失控、集输管线泄漏或油井自喷事故时,可造成原油、天然气的大量逸出,导致内巡检场所烃类化合物和硫化氢气体的浓度急剧升高,可发生窒息、急性烃类化合物和硫化氢中毒,甚至引起死亡。
应加强油井口和采油气设备的密闭管理,防止油井自喷事故,减少天然气、石油的跑、冒、滴、漏;采用质量、密闭性及连接良好的设备、管道、阀门及管件,防止泄漏;使用密闭管道输送可燃易爆物料。应在可燃或有毒气体可能泄漏和聚集的场所,设置可燃气体或有毒气体检测报警器;在计量间设置通风帽,防止有毒气体的积聚;在可能逸散硫化氢的工作场所,设置低位排风系统。产生噪声较大的设备需单独布置,并加盖隔声罩,为接触噪声人员配备防护耳塞或耳罩。户外工作人员配备护目镜、防寒服、防冻裂保护剂等(图3-1)。
图3-1 严防跑、冒、滴、漏
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蕴藏在地层内的可燃性气体。主要是低分子量烷烃的混合物,有些含有氮、二氧化碳或硫化氢等。有干天然气和湿天然气两种。干天然气富含甲烷,湿天然气含有较大量的乙烷、丙烷、丁烷和戊烷。天然气是一种复合物,它的毒性因其化学组成而异,主要有毒成分为硫化氢。原料天然气含硫化氢和一氧化碳较多,毒性随硫化氢和一氧化碳含量增加而增加。硫化氢具有全身性毒作用,由于抑制细胞氧化还原作用造成组织缺氧,引起中枢神经抑制、麻痹和窒息。净化天然气(已脱硫处理的家用天然气)主要成分为甲烷。甲烷有窒息作用,在大剂量高浓度下可引起“电击”性窒息死亡,小剂量长期接触可引起慢性中毒。生产过程中,应加强生产的自动化和密闭化,加强设备维修保养,防止跑、冒、滴、漏,现场采取通风排毒措施。一旦发生中毒,应立即脱离现场,将患者转移到空气新鲜处,平卧、保暖、保持呼吸道畅通和吸氧等,对症治疗;呼吸、心跳停止时应立即给予人工呼吸和心脏按压。
油气集输站场处理的油气水三相的混合物,存在着安全隐患。如果发生油气泄漏,会引发火灾、爆炸、中毒等事故,严重影响到人身健康,同时会导致环境污染事故的发生。油田油气集输站场具有工艺复杂、压力容器集中、生产连续性强、高温高压、易燃易爆、火灾危险性大的生产特点,任一环节出现问题或操作失误,都将会造成恶性的火灾爆炸事故和人员伤亡事故。因此,生产过程中要注重巡回检查,对设备故障性质做出准确判断并及时处理,定期对集输设备和仪器仪表进行维护保养,保证正常的生产运行,提高生产效率和设备完好率;及时查找出生产运行过程中存在的事故隐患并采取相应的安全对策措施,对加强油气集输站场的安全管理和生产过程中的安全运行是非常重要的(图3-2)。
图3-2 严防储罐爆炸
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甲烷是油田气、天然气和沼气的主要成分,也存在于焦炉气、炼厂气、煤矿坑道气及石油裂解后的尾气中。甲烷对人基本无毒,只有单纯性窒息作用。在极高浓度时,由于空气被置换,氧分压降低而产生窒息,出现缺氧的一系列临床表现,如头晕、脉速、注意力不集中、气促、无力、共济失调、窒息等;如浓度很高,患者可迅速死亡。一旦发生中毒,应立即脱离现场,将患者转移到空气新鲜处,平卧、保暖、保持呼吸道畅通和吸氧等;呼吸、心跳停止时应立即给予人工呼吸和心脏按压。