借鉴国外经验健全含硫天然气开发的技术法规和行业标准.pdf

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1、TECHNOLOGY SUPERVISION IN PETROLEUM INDUSTRY石油工业技术监督2009年5月为了适应我国天然气工业的高速发展，安全环保地开发在天然气中占有重要比重的含硫天然气，国内正在积极、快速地建立健全高含硫天然气开发的法规和标准。在这一方面，借鉴国外同类法规和标准的经验正当其时。本文将就相关法规、标准的各自范围和归属以及可以借鉴的国外做法和体系谈一些看法，并推荐一批国外法规和标准供下一步采标和制修订标准时参考。国内现状由于含硫化氢天然气（酸性气田）在开发和利用过程中存在潜在的危险性，2005年，国家发改委批准发布了一批直接针对含硫天然气田开发作业的SY行业标准。加

2、上已有的SY/T标准，已经初步覆盖了酸性天然气生产的钻井、采气、集输、净化等主要生产环节，初步形成了系列。但是这些标准都不是以强制性标准的方式出现的，基本上是从API标准（推荐做法）修改采用转化过来的，它的前身本身就是一种面向从事天然气开发行业的公司而推荐采用的、规范和约束作业行为的文件，实质上是一种选择性的标准，并非严格意义上的技术法规。针对石油天然气工业风险性较高、但缺乏系统性安全技术规程的现状，国家安全生产监管总局与英国劳氏船级社组织开展石油天然气开采安全标准体系的研究，并制定了AQ“石油天然气安全规程”。该规程的出台对规范石油天然气企业的安全生产行为，减少生产安全事故的发生起到重要的作

3、用。为了解决我国安全生产标准覆盖面不够、关键技术标准缺失、国际接轨力度不够等问题,一批针对性很强的，适用于酸性天然气开发的AQ和SY标准已经初审完成并即将颁布，这将是2005年以来的又一次重要的里程碑，标志着公众安全标准体系框架的初步形成（见表1）。借鉴国外经验 健全含硫天然气开发的技术法规和行业标准体系原青民罗勤中国石油西南油气田公司 天然气研究院（四川 成都610213）摘要阐述了国内外高含硫天然气开发相关的技术法规、标准的范围和归属，介绍了可以借鉴的国外做法和体系，重点分析了目前国内AQ和SY两个行业标准体系在高含硫天然气开发方面的做法，提出了意见，并推荐了一批加拿大EUB法规和IRP标

4、准，供下一步采标和制修订标准时参考。关键词 酸性天然气 含硫天然气 硫化氢 技术法规 标准 加拿大 标准体系Abstract The technical regulations and the coverage and catalogue of standards about high-sulfurous natural gas exploitation atabroad and home are briefly explained in this paper.Next,an introduction is given to the international methods and syst

5、em which canbe learned from.And then the analysis focuses on the application of AQ and SY industrial standard systems to the development ofhigh sulfurous natural gas.At last,with some suggestions put forward,a group of Canadian EUB regulations and IRP standards arerecommended as the reference to wor

6、k out and revise the new regulation and standards in the future.Key words sour natural gas;sulfurous natural gas;hydrogen sulfide;technical regulation;standards;Canada;standard system标准化表1新建的和正在制定的适用酸性天然气气田开发的安全生产行业标准SY/T6616-2005含硫油气井钻井井控装置配套、安装和使用规范SY/T5087-2005含硫化氢油气井安全钻井推荐作法SY/T6137-2005含硫化氢的油气生

7、产和天然气处理装置作业的推荐作法SY/T6610-2005含硫化氢油气井井下作业推荐作法SY/T6277-2005含硫油气田硫化氢监测与人身安全防护规程SY/T待颁布含硫化氢天然气净化厂公众安全防护距离SY/T待颁布高含硫化氢气田集气站场安全规程SY/T待颁布高含硫化氢气田集输管道安全规程AQ2012-2007石油天然气安全规程AQ2018，待颁布含硫化氢天然气井公众安全防护距离AQ2017，待颁布含硫化氢天然气井危害程度分级AQ2016，待颁布含硫化氢天然气井失控井口点火时间规定10TECHNOLOGY SUPERVISION IN PETROLEUM INDUSTRY石油工业技术监督200

8、9年5月可以参考的国外技术规范和标准体系国外大规模开发高含硫化氢气田的历史比我们稍早，如法国的拉克气田和加拿大的阿尔伯塔地区。半个多世纪的历史证明，只要安全管理到位，安全风险就能够降到可以接受的程度。高含硫天然气开发行业可以成为一个安全和环境友好的行业，为社会进步和经济发展作出不可替代的贡献。所谓安全管理主要是分政府和企业两个方面。政府主要从法律、法规和行政监管方面负责；企业则主要负责作业安全方面。在此基本理念的基础上，行政法规和技术法规都从政府出台；而标准体系则由企业、企业协会和以企业为服务对象的专门从事标准制定的社会机构完成。我国由于体系不同和历史的原因，部分标准如国家强制性标准和行业强制

9、性标准等都带有一定的法规性质，在政府行为和企业行为之间有一定重叠。加拿大是一个重要的天然气生产国和出口国，其主要产地阿尔伯塔省的天然气产量占全国的90%,共有酸性天然气气井约6 000口,管道12 500km，净化厂240座，处理的天然气中的硫含量高达30%，由酸性天然气生产的商品天然气总量达到400亿m3/a（我国目前约120亿m3/a），约占全阿尔伯塔省1 400亿m3/a的1/3，由此推算含硫天然气的井口产量约在500亿m3/a上下。更具特色的是加拿大具有世界上最为健全的酸性天然气开发和利用的政府管理机构以及各类企业协会。其法规系统和协会标准已成体系且内容丰富、具体、技术含量高、公开，在

10、世界同行中最为知名，最具借鉴价值。1加拿大政府技术法规阿尔伯塔省能源和公用事业管理局EUB(Al-berta Energy and Utilities Board)是一个以安全、负责和有效地开发、利用石油、天然气、煤、电为宗旨，制定法规并进行管理的专门的政府机构，成立于1984年，成立的直接原因是该省一口含硫气井井喷失火造成2人死亡1，2。2008年初，政府将它一分为二，将水电气等公用事业分出，原有的能源开发部分独立，更名为能源管理局ERCB(Energy ResourcesConservation Board)。在该局的管理之下，涉及含硫天然气开发的技术法规有3个系列：法规（regula-t

11、ion）、导则（guide）和指令（directive）。根据ERCB的最新做法，为了便于管理，原来的这3类文件将要全部整理，并归入Directive的编号，也就是说，今后就只有一种规定而不再分类。前面已经说过的Guide部分已经完成，而其余几个部分尚在进行之中。首批转化的71个规定中，约有小半数属于管理规定，如经营权、申请和批准、三废管理、油气井管理和报废程序、年报和检查、社会安全抵押金等等，在本文中都不予以涉及，本文只就技术法规这一部分进行讨论。表2为作者认为关系较为直接的政府层面上的部分技术法规的名称。可以看出，加拿大对H2S气田开发的规划、建设、生产的全过程，都有着严格的政府层面上的管

12、理。此外，ERCB还以通知（Informational Letters）和暂行指令（Interim Directives）的方式对一些专门的问题提出要求。而这些问题一般都非常具体而专业，有些技术含量也很高，是在专门研究的基础之上得出的。表3为加拿大阿尔伯塔省能源管理局（ERCB）颁发的通知和暂行指令的一部分。为了维持这一庞大的技术法规体系的运行和更新，一个以多种方式进行的研究和调查体系在不断地进行工作。本文仅举一个例子作简短说明。在2000年，当时的EUB组织了一个专门的公众安全和酸性天然气咨询调查委员会（PSSG），对酸性天然气开发的相关安全环保问题进行深入调查，提出了87条进一步研究和管理

13、的问题建议。其后几年，这个委员会又一次对上述87项逐一复查、应答，并于2007年完成了最终报告3。其中，关于硫化氢危害的健康安全环保问题做了大量基础的工作，特别突出的是和公众的充分交流，为这一具有高度潜在危险的行业得到社会的理解和支持打下了良好的基础。由于作者服务的中国石油西南油气田公司和四川地区酸性天然气开发的实际需要，作者通读了以上规范中的大部分，并且仔细研究了其中较为重要的部分，认为在具体内容上有以下方面值得借鉴。（1）对酸性天然气井的划分。加拿大并不单纯以硫化氢浓度作为划分天然气井和管道危险程度的唯一尺度，而是根据气井无阻流量、硫化氢浓度以及周边环境综合划分,引入了重点酸性气井（Cri

14、tical SourWell）的概念，在规范和日常管理中予以特别要求。（2）建立了最大潜在硫化氢释放量的概念。无论是气井还是管道、净化装置，都以最大可能的硫化氢释放速率结合合理的释放时间作为计算泄漏和释放浓度的基础。（3）三级应急系统的建立。以作业区、应急反应区和应急响应区三个圈制定应急计划。其中，作业区和我们区别不大，应急反应区大约在11.5km，而应急响应区则可能大到十余千米甚至数十千米。标准化11TECHNOLOGY SUPERVISION IN PETROLEUM INDUSTRY石油工业技术监督2009年5月表3加拿大阿尔伯塔省能源管理局（ERCB）颁发的通知和暂行指令（部分）编号名

15、称ID 2001-03Sulphur Recovery Guidelines for the Province of Alberta(August 29,2001)阿尔伯塔省硫回收指南IL 98-06Stress Corrosion Cracking on Pipelines管道应力腐蚀开裂IL 98-03Minimum Standards for Flare Tanks AMENDED BY GB 98-13火炬放空罐的最低要求IL 90-13Critical Sour Well Completion and Servicing Operations重点酸性井的完井和作业要求IL 89-20

16、Compensation in Case of Well Blowout井喷发生后的赔偿IL 85-03Operational Use of Flare Guns-Forested Public Lands放空燃烧用点火枪在森林地区的使用IL 84-11Approval,Monitoring,and Control of Sulphur Storage Sites硫磺储存地的批准、监督和控制IL 79-16Revised Incinerator Stack Exit Temperature Criteria for Plants Processing Sour Gas酸性天然气净化厂焚烧炉烟囱

17、出口温度要求表2加拿大阿尔伯塔省能源管理局（ERCB）有关酸性天然气生产的技术法规（部分）编号名称Directive 007Production Accounting Handbook(Latest release:May 2001)产量计算手册Directive 008Surface Casing Depth Minimum Requirements(Latest release:October 1997)地表套管深度的最低要求Directive 009Casing Cementing Minimum Requirements(Latest release:July 1990)套管水泥固井的

18、最低要求Directive 010Guide to Minimum Casing Design Requirements(Latest release:In effect-September 1990;Draft for consultation-July 26,2007)套管设计的最低要求Directive 033Well Servicing and Completions Operations-Interim Requirement Regarding the Potential for Explosive Mixtures andIgnition in Wells(Latest rele

19、ase:July 24,2007)修井和完井作业-对井场潜在的爆炸性混合物和着火的暂行要求Directive 034Gas Well Testing,Theory and Practice(Latest release:September 1979)气井试井的理论与实践Directive 036Drilling Blowout Prevention Requirements and Procedures(Latest release:February 16,2006)钻井防喷的要求与作业程序Directive 037Service Rig Inspection Manual(Latest re

20、lease:February 16,2006)维修作业平台检查手册Directive 038Noise Control(Latest release:February 16,2007)噪音控制Directive 040Pressure and Deliverability Testing Oil and Gas Wells(Latest release:December 15,2006)油气井压力和产能试验的最低要求和推荐做法Directive 051Injection and Disposal Wells-Well Classifications,Completions,Logging,an

21、d Testing Requirements(Latest release:March 1994)回注井和废液注入井的分类、完井、测井和试井要求Directive 060Upstream Petroleum Industry Flaring,Incinerating,and Venting(Latest release:November 16,2006)上游石油工业气体放空指南Directive 066Requirements and Procedures for Pipelines(Latest release:December 2005)管道的要求和程序Directive 071Emerg

22、ency Preparedness and Response Requirements for the Petroleum Industry(Latest release:July 20,2005;Draft for consultation:December 19,2006)上游石油工业应急计划和响应的要求（4）加强了对硫化氢释放扩散模型的管理。除了和美国一样，开发者须提供可能条件下的释放模型计算结果，而且所采用的计算模型须经政府认可之外，ERCB自己组织建立了一套计算模型，交由企业使用，其中特别地注意了地形的影响。（5）区域概念的引入。加拿大的酸性天然气田，通常比较集中而密集。因此，互相之

23、间的关联特别重要，在安全和环保问题上，除了对周边的社会公众的影响之外，气井、管道、净化厂之间的影响也必须考虑。（6）在强制性规范中推荐性部分的表述方法。（7）危险和风险的发生概率及危害程度的分级方法。但是，在涉及应急距离和地区分类的规定方面，加拿大地广人稀，地形相对平坦，气区比较集中，和我国的自然条件相差甚大，在分析其各种规定所给出的数值时，要特别谨慎对待。2加拿大企业标准IRP（Industry Recommended Practice）是加拿大从事酸性天然气开发的各类公司为了安全有效地开标准化12TECHNOLOGY SUPERVISION IN PETROLEUM INDUSTRY石油工

24、业技术监督2009年5月表5含硫化氢天然气开发相关的API推荐做法标准标准号标准名称RP 67Recommended Practice for Oilfield Explosives Safety,2nd Edition/May 2007油田爆炸安全推荐做法RP 74Occupational Safety for Onshore Oil and Gas Production Operations,1st Edition/October 2001/Reaffirmed,March2007陆上油气开发作业安全Bull 75LGuidance Document for the Development

25、 of a Safety and Environmental Management System for Onshore；Oil andNatural Gas Production Operations and Associated Activities,First Edition/November 2007陆上油气开发和相关作业安全和环保管理体系导则RP 76Contractor Safety Management for Oil and Gas Drilling and Production Operations,Second Edition/November 2007油气钻井和开发作业的

26、合同方安全管理表4含硫化氢天然气开发相关的加拿大工业推荐做法标准标准号标准名称IRP Vol 1Critical Sour Drilling重点酸性天然气井的钻井ARP Vol.2Completing and Servicing Critical Sour Wells重点酸性天然气井的完井和修井IRP Vol 4Well Testing and Fluid Handling试井和流体处理IRP Vol.5Minimum Wellhead Requirements井口装置的最低要求IRP Vol.6Critical Sour Underbalanced Drilling重点酸性天然气井的欠平衡钻

27、井IRP Vol 7Standards for Wellsite Supervision Of Drilling,Completions&Workovers钻井、完井和修井作业井场监督标准IRP Vol.9Basic Safety Program上游石油工业基本安全程序IRP Vol 10Basic Safety Awareness Training基本安全培训发含硫天然气共同制定的一种工业推荐做法（见表4），其目的是根据公司的知识和经验，向作业者和使用者提供具体的经验和指导，在形成文本的过程中有一个和一般制标程序一样的起草委员会，初稿征求意见，投票通过，5年修订和网上不断征求意见等做法4。这

28、一体系已经有几十年的发展和演变，现在已经成为集制标、咨询、培训、认证为一体的机构，由于这套标准是由诸多直接参与生产活动的公司集体形成的，加上它的文本专业性强（针对酸性天然气作业的就有十多个）、可操作性强、详尽（每个标准有大约200页）、公开（不用付费即可下载）、相关技术问题可以通过网上及协会途径获得支持、技术交流和培训渠道通畅且具有经常性，使得这一套标准的应用面相当普及，业已成为企业安全、环保保障和应用先进技术的重要工具。但是，和美国的API、ASTM一样，IRP推荐做法不是技术法规，它属于技术标准，它的制定者声明，任何和现有法规不符合的地方都应服从于法规。它所涉及的内容主要是向作业者提供推荐

29、的做法，当然不具有强制性，这和我国的SY/T系列的推荐性标准在法律的层面上是基本一致的。在政府和企业的共同努力下，自1984年井喷导致两人死亡到现在，由于其后EUB的成立和业界的共同努力，加拿大仅2003年发生过一例操作人员死亡事故，在含硫和高含硫气田的开发过程中也没有发生过井喷爆炸等重大事故，没有发生过公众死亡，其比例甚至低于农场作业。这说明一个完善的法规和标准系统，是何等的关键和有效，这也是酸性天然气工业得以存在和发展的根本原因之一5。3美国API推荐做法标准如前所述，我们已经在转化API标准方面做了大量工作，限于篇幅，本文不能像分析加拿大标准那样再做进一步分析，以下仅列出作者认为关系较大

30、且尚未采标的一些API标准供参考（见表5）。意见和建议1法规和标准1989年起实施的 中华人民共和国标准化法第七条规定：“国家标准、行业标准分为强制性标准和推荐性标准。保证人体健康、人身、财产安全的标准和法律、行政法规规定强制执行的标准是强制性标准，其他标准是推荐性标准。省、自治区、直辖市标准化行政主管部门制定的工业产品的安全、卫生要求的地方标准，在本行政区域内是强制性标准”。如此看来，我国的行业标准和国外的协会标准在法律地位上是不同的。国外的协会标准，如API、ASTM、CSA等，甚至ISO标准，都不是由国家有关行政主管部门制定，不能以强制性标准的形式出现，但是，标准化13TECHNOLOG

31、Y SUPERVISION IN PETROLEUM INDUSTRY石油工业技术监督2009年5月它所涉及的却是安全问题，这就在一定程度上和我国标准化体系的要求有所差距。“技术法规”(Technical Regulation)一词来源于WTOTBT协定，是我国翻译成中文的习惯性叫法。在我国的现行法律、法规体系中，没有“技术法规”这个名词6。但根据WTOTBT协定中“技术法规”的属性，我国的很多法律、法规和各部门、地方发布的规章以及我国的强制性国家标准、强制性行业标准和强制性地方标准等强制性要求是与之相类似的。目前，强制性标准是我国“技术法规”的主要文件形式。2标准与技术法规的区别对于两者之间

32、的区别，我们可以进一步做如下比较。（1）技术法规和标准的制定主体不同，因而其法律效力也不同。技术法规是由立法机构、政府部门或其授权的其他机构制定并强制执行的文件，既可以是国家法律、政府法令，也可以是部门规章或其他强制性文件。技术法规虽然不是国家法律法规体系中的一个独立层次，却是其重要组成部分。而标准则是由标准化机构自行或组织制定的，是经公认机构批准、供通用或重复使用的非强制执行文件。（2）与标准相比，技术法规除了关于产品特性或其相关过程和生产方法的规定之外，还包括适用的管理规定。标准和技术法规虽然在制定目的、程序、实施等方面存在差异，但它们所共同具备的技术性使它们联系在一起，可以相互支持。这种

33、良好的标准与技术法规的关系需要形成周围相应的基础条件才能建立起来，而这些基础条件的形成需要各相关方面做出共同的努力。由此看来，我国目前的AQ和SY两个行业标准虽然同为行业标准，但前者更多地体现了政府职能，带有法规性质；而后者虽然也带有一定的技术法规的成分，却更多地表现为企业行为，应该属于技术标准7。如果今后二者的发展能够更好地体现政府行为和企业行为的差别，逐步形成政府层面的技术法规和企业技术标准两者之间既明确分工，又相互配合、形成互补的局面，则对于我国标准化的发展也是十分有利的。另外，由于我国酸性天然气田相当集中，在某些地方可以考虑成立专门的地方一级机构进行管理。同时，也可以考虑以某种全国或地

34、方法规的方式，对企业和社会行为予以规范。小结（1）2005年以来，我国在含硫天然气田开发相关的技术法规和技术标准方面集中力量，借鉴国外的经验，快速地形成了一套AQ和SY/T标准以及企业标准，初步能够适应天然气开发的迫切要求。（2）建议以AQ行业标准的形式为主，尽快补充完善含硫天然气开发的技术法规和行业标准体系，以加强政府层面的管理和指导。本文对应建立的标准提出了一些初步的建议。（3）建议参考国外协会推荐做法，对SY/T系列的标准予以扩展、深化和细化，增强其可操作性，提高企业层面的作业和安全环保管理水平。许多国外的协会标准，经过了多年的实际生产经验积累，实用性强，技术含量高，且又是公开性文件，便

35、于使用和借鉴。本文也对应参考建立和修订的标准提出了一些初步的建议。（4）由于我国含硫天然气产区人口稠密，地形复杂，或自然条件恶劣，借鉴国外成熟经验的时候必须因地制宜，结合国情，这一点至关重要，而且往往成为瓶颈。所以，基础性的工作和创造性的劳动必不可少。（5）建议分别从政府和企业的角度，开展与国外对口的含硫天然气开发方面的法规和标准管理部门、协会的合作与交流，从整体上提高我国安全规范和标准的水平，实现安全高效地开发和利用酸性天然气。参考文献1 http:/www.ercb.ca/Industry Zone Rules,Regulations,Requirements.2 EUB报告Energy

36、Development in Alberta Addressing the Conflicts,Albertas Environment Conference 2006.3 http:/www.ercb.ca/docs/Documents/reports/SSG_FinalReport_2007-03.pdf.4 IRP Volume 1 15,DACC（Drilling and Completing Committee）,CANADA.5 http:/www.api.org/standard.6杨辉.技术法规与标准协调发展http:/.8888.7国家安全生产监管总局.关于征求 2008-2010年全国安全生产(主要工业领域)标准化发展规划意见并公示591项安全生产标准制修订计划项目的通知.2008.作者简介原青民（1942-），男，教授级高级工程师，主要从事含硫天然气开发方面的化学、化工工艺研究。本文编辑：邬静收稿日期：2009-03-09标准化14