美国Aliso+Canyon地下储气库泄漏事故概况及反思.pdf

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　2016年第一 19誊第7期 一 一一 一 ⋯

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　编辑 倪桂 才 美国 Aliso Canyon地下储气库 泄漏事故概况及反思 唐晨飞 ，张广文 ，王延平，卢均 臣 (中国石化安全工程研究院。山东青岛 266071) 摘 要 ：简述 了美 国加 利福 尼 亚 州 Aliso Can． yon天然气地 下储 气库泄 漏事故 的背景及 演变过 程，重点分析 了事故发生后，事发企业、政府部 门 和第三方辅助机构 3个层级的应急响应过程 。分 析 了我 国天然气地下储 气库建设现状 ，结合 美 国 应对该事故的经验教训，提 出了在天然气储存设 施安全管理方面的建议措施。

　关键词 ：天然气 地下储 气库 泄漏事故 应 急响应 安全管理 1 事故概况 1．1 事故企业简介 发生事故 的阿里索 (Aliso Canyon)天然气 地 下储气库隶属于美国 Sempra能源公 司下属南加州 天然气公司，该储气库位于加利福尼亚州洛杉矶 西北约 50 km 的圣苏珊娜山阿里索峡谷 内。阿里 索地下储气库有 l15座储气井，可储存 860×10 13q 。天然气 ，占加州 天然气总储量 的 23％ ，供应洛 杉矶地 区 1 100万用户的燃气与发 电，在全美 400 处天然气储存设施之中规模排名第 5，占地面积 1．5 ×10 1 TI

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　1．2 地下储气库简介 阿里索事故 中使用 的地下储气库是 由枯竭油 井改造而成 的 ，目前全世界 大约有 560多座地 下 储气库，主要分布在欧洲和北美洲。地下储气库 多利用地下多孔岩层或者封闭洞穴储存天然气， 是储存大量燃气较为经济和安全的方法，主要用 于保障天然气下游用户供气的调峰需要。它具有 储存量大 、经济合理、安全系数大等优点。

　地下储气库按地质构造划分 ，主要包括衰竭油 气 田储气库 、含水层储气库、盐穴储气库和废弃矿穴 储气库 4类 。阿里索地下储气库属于衰竭油气田储 气库 ，是通过油气 田原有的生产井和建库时增加 的 气井向枯竭的油气层注入或采 出天然气 ，是世界上 使用最广泛、运行最久的一种储气库 ，具有建库周期 短 、投资和运行费用低的特点。阿里索峡谷于 1938 年发现石油蕴藏，开采至 1970年完全枯竭，于 1971 改造为天然气地下储气库使用。

　1．3 事故经过简介 2015年 4～10月 问，阿里索储气库注满天然 气 (气态)，储气库位于地面以下 2 590 In。2015年 10月 23日，当地居民闻到天然气味 ，迅速通报南 加州天然气公 司。此 时，南加州天然气公 司在每 日定时巡逻 中已经发现 SS一25号井泄漏 ，但并没 有告知当地居 民。

　事故发生后 ，南加州燃气公 司初步确认为 Ss 一25号储气井地下套管发生破损 ，引发天然气泄 SAFETY HEALTH&ENVIRONMENT o

　安全、 健 境 事故分析与预防 漏 ，随后共做 了 7次堵漏尝 试，均未能制止井喷。

　初期泄漏量约 58 t／h，81天后降为 21．5 t／h。2016 年 2月 11日，SS一25号事故井在连续泄漏 11 1天 后，通过 1口救援井与其交汇，灌注重质液体压井 ，

　成功制止了泄漏 ；2月 12日，通过救援井往事故井 的井底泵入水泥浆，成功将其永久性封堵 ；2月 18 日，正式宣布该储气井 已被永久性封堵。经过检测 计算 ，该储气井在 118天内共计泄漏天然气 10．7× 10 t，是美国历史上最大的天然气泄漏事故。

　该事故造成了巨大影响和经济损 失，前后共 导致 1．1万名附近居 民离家疏散 ，许多居民生病 ， 附近的牧场社区有超过 5 000户家庭和两个 当地 学校搬迁 ，直接经济损失约 3．3亿美元 ，总损失约 10亿美元 2 事 故应 急响 应过 程 该起事故 自2015年 11月 28日开始 ，至 2016 年 2月 18 El结束 ，前后历时4个月 ，美国在应对该 事件的应急 响应 过程 可分 为事 发企业 、政府部 门 和第三方机构辅助响应 3个级别 。

　2．1 事发企业应急处置 阿里 索设施 陈 旧，漏气 时有发生 ，事 故发 生 后 ，南加州天然气公司最初并没有特别重视 ，他们 首先采用标准止漏流程 ，也就是灌入盐水 ，以水压 封住漏气 ，但没有成功。随后停止注人气体 ，并请 来油气井专业止漏公 司 Boots&Coots，Boots&Coots 公司发现天然气并非从井 口泄漏 ，而是从地底 直 穿岩缝与土壤释放到大气 ，初期 判定 泄漏处 是在 井深 150 m处 ，但 日后发现泄漏点是地下 2．67 km 处的金属管道外套处 。

　Boots&Coots公司试 图止漏 时发现 ，南 加州燃 气公司一开始灌进去 的盐水 ，因为漏气时气 体减 压吸热的效应 ，结冰堵住管道 ，无法进一步灌水止 漏 ，于是使用管道破冰设备 ，至 2015年 11月初破 冰结束。11月 13日进行第二次灌水止漏 ，结果 由 于气体上冲 的力超过灌人盐水 的水压 ，挟带着盐 水往上冲，冲开了岩缝与土壤之 间的漏气缝隙 ，导 致漏气速度加快。

　11月 19日，又一次止漏尝试失败。南加州天 然气公司宣布替代方案 ，计划挖掘拦截井 ，深入地 底 2．67 km，直达井底 ，当拦截井泄放天然气 的压 力后 ，就能从根源止漏，储气井拦截封堵作业见 图 o SAFETY HEALTH＆ENVIRONMENT 2016年第 16卷第 7期 1。拦截井于 l2月 4日开挖 ，与此 同时仍继续进行 灌水止漏尝试 ，11月 25日第六次尝试再度失败。

　11月 28日，通 过 数 据 测 量 发 现 漏 气 加 快 16％ ，最多时每小时泄漏 62．2 t甲烷 。

　12月 22日，进行第七次尝试 ，因无法抵挡强 大的气体压力 ，井 口炸 出了一个 7．3 m深的大洞 ， 只能采取补强井 口结 构的措施 ，并终止一切从井 口止漏的尝试。接下来 ，南加州天然气公 司从井 中刻意提气 以减轻气压，将泄漏速率降低 64％ ，同 时逐步往井 底钻探 。2016年 2月 11日，挖 至井 底 。

　2月 16日宣布几 日内可完全封闭泄漏的储存 井。2月 18 13，正式宣布永久性封堵泄漏储气井。

　2．2 政府部门应急响应 美国政府 的应急响应部 门包括 国家机构和地 方部门两部分。其 中，围家机构有州 长 紧急服 务 办公室(Cal OES)、石油天然气与地热资源保护局 (DOGGR)、Di vT,l , I公共事务委员会(CPUC)、加州消 防局(Cal Fire)，主要 负责事故指挥 、现场评估 和 事故调查 等 事务 ；加 州 职业 安 全与 健康 管 理 局 (Cal ／OSHA)和环境健康 危害评估办公 室 (OEH— HA)，主要负责社 区健康 的影 响、工人 的安全 、公 共侵犯等事务 ；空气资源委员会 (ARB)，主要负责 社区空气监测 、泄漏排放估算 和空气 过滤建议等 事务 。地 方 机 构 有 南 海 岸 空 气 质 量 管 理 局 (SOAQMD)，主要负责社区空气采样 ，发布减排 的 顺序等事务 ；洛杉矶公共卫生部 门(LACDPH)，主 要负责发布公众健康指南 。

　事故发生后 ，Cal OES成立 事故指挥部 ，协调 当地 、州和联邦的行动 ，帮助燃气公 司制 止泄漏 ， 并确保公众 安全。同时 ，在亚里索峡谷建立现场 指挥所 ，一周 7天 24小时监督燃气公司员工现场 实施 。他们还协调各政府机构进行信息 共享 ，确 保行动的有效 、公开和透明。

　l0月 23日，泄漏发生后 ，DOGGR的技术专家 通过现场评估燃气公 司的堵漏操作 ，确保每一步 操作的可行性 。

　11月 18日，Cal OES要求在泄漏点 下方开挖 减压井阻止天然气泄漏 。

　12月 10 1 3，Cal OES要求 燃 气公 司报送 最 新数据 、测试 报 告 、每 Et简 报 ，并 确定 封 堵 时 问 表

　事故分析与l 预防 ⋯ 一 ⋯ 2016年第16誊第7 分别为大港储气库群，京 58、京 51、永 22储气库，

　苏南金坛储气库，苏北刘庄储气库。在建及列入 规划 的储气库有 11个 ，河南平顶 山、辽河 、大庆 、 长春 、河南文 留、鄂尔多斯 、河北雁 翎、江苏淮安、 湖北潜江、湖北应城 、云南安宁储气库 。

　4 事故反恩及建议 美 国阿里索事故的直接原因是储气设施地下 2．67 km处的天然气注入井套管破裂导致天然气 泄漏。根据美 国、欧洲和加拿大储气库事故统 计 分析 ]，注采气井在反复注采过程中，套管 由于受 温度 、压力 、腐 蚀和循环交变载荷 的共 同作用 ，容 易因腐蚀穿孔、破裂、断裂引发天然气泄漏。

　我国正处于地下储气库建设 的关键 时期 ，因 此 ，阿里索事故 为我 国天然气 地下储存设备安全 管理提供宝贵的经验 。本文结合本次事故的经验 教训 ，提出建议措施如下 。

　a)针对存储设施 的进 出管线 、管线 的法 兰连 接处及阀门等易泄漏部位 ，选择正确的阀门、法兰 及安全附件的型号，并对管线设置套管 、紧急切断 阀和止逆阀等安全防护装置 。

　b)井下安全 阀安装前进行检验 、试压。安装 时注意检查外观是否有损坏。安全阀的控制管线 接头上 扣时扭矩 不能过 大 ，以免损 坏金属 密封 。

　下人过程 中要 防止磕 、挤 、碰 的现象发生 ，平稳 下 放 ，并定期对安全阀进行开关操作 。j。

　C)在储存设施 的阀门问、呼吸管、安全阀等可 燃气体释放源附近设置检测仪、报警仪；定期检查 监测设备和报警仪器，确定其处于正常状态等。

　d)在库区范围设置一定数量 的观察井 ，对储 气库进行安全监测和运行动态观察 ，以便及时检 测泄漏到任何层位的气体 J。

　e)实时检测套管的温度 和噪声 性能。当温度 监测记录显示温度下 降或有 噪声记 录时，应马上 进行修复工作 ，经过测试正常后才可继续使用 。

　f)应定期进行储气井外套管厚度和受腐蚀程 度的检测 ，确保能够抵抗储气井至少 115％ 的最高 容许_亡作压力。

　g)企业单位应 明确和建立政府 、企业 和第 三 方机构 3个层级的应 急联 动机制 ，制 定应急响应 预案 ，预案 中应包括各层级 的职责 、措施 、公众安 o SAFETY HEALTH＆ENVI RONMENT 全及信息发布等内容 ，并保证实施的可行性 。

　h)在我 国现有应急救援体系下 ，鼓励社会专 业 的应急救援 团体参 与特定事故设备研发 、方 案 制定 、决策支持、现场救援工作。

　5 参考文献 [1] 马胜利，韩飞．国外天然气储备状况及经验分析[J]．

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　[5] 李原欣 ，邢芳 ，朱世 民．浅析地下储气库安全管理 [J]．河北能源职业技术学院学报 ，2011，1(1)：62— 64 The General Situation and Ref lection of Leak Accident ofthe Aliso Canyon Underground Gas Storage in United States Tang Chenfei，Zhang Guangwen， WangYanping，Lu Junchen (SINOPEC Research Institute of Safety Engineering，

　Shandong，Qingdao，26607 1) Abstract：The background and evolution of the Aliso Canyon underground gas storage leak accident in U- nited States is introduced．To analyze three levels e— mergency response process of enterprises，government departments and third—party assisted agencies．This paper analyzes the current situation of the construe— tion of underground gas storage in our country，and gets experiences and lessons of the accident how to response in United States． On this basis，the eorre— sponding countermeasures on underground gas storage facility safety management were finally put forward in our country．

　Key words：natural gas；underground gas storage；

　leak accident；emergency response； safety manage— m ent

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