作业区氮气使用安全管理暂行规定.docx

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作业区氮气使用安全管理暂行规定

油田作业区

氮气使用安全管理暂行规定

油田作业区

2018年2月

目次

前言

本标准的编制依据是GB/T1.1-2016标准化工作导则第1部分：

标准的结构和编写。

本标准由xxxxxxxxxxxx提出并归口。

本标准主要起草单位：

本标准主要起草人：

本标准自发布之日开始执行。

氮气使用安全规范

1范围

本标准规定了油藏工程、采油工程、井下作业、地面工程、日常生产组织等方面的氮气安全防护要求，标准未尽领域参照执行。

本标准适用于氮气使用安全风险防控。

2规范性文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

Q/SY1366-2011氮气使用安全管理规范

Q/SY1365-2011气瓶使用安全管理规范

SY/T6988-2014蒸汽井氮气泡沫调剖技术方法

Q/SY02004-2016油气井氮气排液技术规程10质量要求入井氮气纯度大于或等于95%。

GB/T13610-2014天然气的组成分析气相色谱法

SY/T5587.3-2013常规修井作业规程第3部分油气井压井、替喷、诱喷

SY/T5810-2003连续气举采油井设计及施工作业

SY/T6124-2010气举排水采气工艺作法

Q/SY1770.2-2014连续管常规修井作业规程低压气井氮气泡沫冲砂

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1氮气纯度Nitrogenpurity

氮气纯度主要指非氧化气体的含量，其中包括氮气、氩气等惰性气体及二氧化碳和水分子等微量气体。

4管理技术要求

4.1总体要求

4.1.1氮气纯度

纯度是氮气的一个重要技术参数，按国标氮气的纯度分为工业用氮气、纯氮和高纯氮三级，它们的纯度分别为99．5％（O2≤0．5％），99．99％（O2≤0．01％）和99．999％（O2≤0．001％）。

油田开发生产使用的氮气属于工业氮气，各类方案（设计）要明确使用氮气的纯度指标，明确监测单位、方法、周期。

氮气供应商应向现场监督出具制氮设备有效的校验合格报告及产品合格证明。

4.1.2方案设计

方案指油藏工程、采油工程、地面工程等综合方案，设计指地质、工艺、施工等指导现场施工的单井（单项）方案。

涉及氮气使用及排放的方案设计中应有明确风险评估及风险提示，同时应至少包含以下内容：

高压的可能性；人员在受限空间的氮气危害可能性；邻井气窜的可能性；气体注入与产出过程有毒有害气体伴生的可能性；明确正常情况和非正常情况下氮气排放的区域和方式。

4.1.3运行管理

a）资料录取。

氮气相关工程项目要明确生产过程中氮气使用量、纯度录取方式及录取周期，录取方式宜采用现场监测的方式，监测仪器应定期标校，标校周期为不超过一年。

b）警示标示。

氮气使用现场应设置警示标识，并采取相应的控制措施，这些措施可包括但不限于：

具有声光报警功能的测氧仪；强制通风系统；警戒线或围栏；氮气隔断装置。

c）防护设施。

氮气使用现场应配备具有声光报警功能的测氧仪及自供气式空气呼吸器，测氧仪及自供气式空气呼吸器应定期校验，校验周期不超过一年。

d）防护装备。

在使用氮气的作业场所应配备相应的防护用品和装备，并制定紧急情况下的应急措施。

接触液态氮的操作人员还应进行皮肤和眼部等部位的防护。

e）防护设施。

氮气使用场所应配备具备夜视功能风向标。

f）审批程序。

使用氮气前应得到批准（包括使用氮气作为压力测试介质），且有相应的控制措施。

g）连接要求。

氮气系统中的氮气瓶、管线、储罐、氮气取用连接点等应有统一、明显的标识，氮气的供气系统应有紧急切断装置。

h）人员培训。

企业应定期对可能处在氮气危害环境中工作的员工（包括承包商员工）进行培训，培训包括氮气的危害、相关作业安全要求、预防窒息和急救的知识等内容。

i）程序文件。

涉及氮气使用的作业活动应制定操作规程及作业计划书，明确作业活动的主要风险及控制措施。

j）使用材质。

氮气取用连接点的接口宜优先采用螺纹管、双向接头和法兰连接。

k）应急预案。

氮气的使用场所应根据所存在的主要风险制定专门的应急处置预案，应急处置预案中应包含以下内容：

危险性分析；事件及事态描述；组织机构及职责；应急处置程序；应急联系方式及应急物资配备。

4.1.4其他要求

a）禁止使用氮气用于以下目的：

一般的表面清理（包括工艺区域、维修车间、室外工作区域、任何设备），除非工艺中要求使用氮气作为吹扫介质且进行了安全排放；气动工具的驱动；作为工艺、仪表的替代或备用气源，除非经过风险评估已确认所有潜在的危害，采取了风险削减和控制措施，并且已制定了文件化的管理程序；在可能有人存在的区域中进行工程应急、冷却或灭火。

b）在任何情况下氮气管线都不能与呼吸空气管道相互连接。

c）氮气瓶的储存和搬运应符合Q/SY1365-2011《气瓶使用安全管理规范》的要求。

4.2油藏工程氮气使用安全风险防控

油藏工程专业涉及氮气使用安全风险防控领域主要有油藏工程方案、井下作业单井地质设计、动态监测单井地质设计、油井液面测试等。

4.2.1油藏工程方案

油藏工程方案要明确油藏基础数据、油藏动态、注氮气措施类型、相关安全提示内容，与采油工程方案、地面工程方案一起组织会审，并按程序完成编制、审核与审批，存档备案。

4.2.2井下作业单井地质设计

a）提供并核对单井基础数据，依据生产动态资料明确注入井是否存在井内气窜，明确平面至少两个井距范围内所有井的连通关系，明确本井和邻井的气体组分中硫化氢、二氧化碳、氮气等有毒有害气体检测数据；

b）明确注氮气纯度要求、注氮方式、注入参数（注入量、压力、温度）；

c）明确生产状况、施工目的与要求，明确井况、井身结构及生产管柱数据；针对施工井实际情况制定井控安全提示。

d）地质设计要逐级审核、审批，存档备案。

4.2.3动态监测单井地质设计

a）井下作业过程中的动态监测单井设计（测试通知单）要与井下作业设计同时下发到测试单位，生产过程中的动态监测设计应提前至少3天发至测试单位。

b）动态监测单井设计（测试通知单）要明确生产状况、测试目的与要求，明确井况、井身结构及测试管柱数据。

c）明确测试条件。

包括：

氮气纯度、氮气注入方式、注入参数（注入量、压力、温度）。

d）针对施工井具体情况明确井控安全提示。

e）设计下发单位与施工单位、测试单位应做安全交底，明确联系人、联系方式。

f）地质设计应逐级审核、审批，存档备案。

4.2.4油井液面测试

a）氮气瓶的使用。

氮气瓶应有明显的颜色标识，瓶体黑色，瓶体标有淡黄色“氮”字；氮气瓶由专业部门定期维修保养与标校；氮气瓶放置在通风、干燥、阴凉、远离人群的存放地点，按“空瓶”、“在用半瓶”、“待用满瓶”分类摆放；氮气满瓶压力保持12±1MPa。

b）氮气纯度检查。

每批氮气瓶满气使用前应进行纯度检查，纯度不低于99%。

4.3采油工程氮气使用安全风险防控

采油工程专业涉及氮气使用安全风险防控领域主要有：

采油注气工程方案、井下作业单井工艺设计、采油注气管理等。

4.3.1采油注气工程方案

采油工程方案应明确注氮气注入参数、氮气纯度要求、作业或施工过程风险、应急防范措施等；采油注气工程方案应与油藏工程方案、地面工程方案一起组织会审，并按程序完成编制、审核与审批，存档备案。

4.3.2井下作业单井工艺设计

a）氮气采油注入井需检泵作业的，若原井为250型铸件采油树或350采油树且使用年限超过3年，需作业更换350型新采油树（氮气驱井要更换为350型采气树），井口试压合格；若原井为350型采油树，且使用年限小于3年，应增加井口试压工序，确保采油树、套管短节处密封完好。

b）氮气由液氮或氮气分离设备产生，氮气纯度应大于95%。

c）工艺设计应明确注氮工艺、氮气参数、井身结构及完井管柱示意图，应明确安全环保要求、井控要求其其他特殊事项等。

d）工艺设计要逐级审核、审批，存档备案。

4.3.3注气管理

4.3.3.1井筒准备

a）施工前应了解井内生产管柱情况，不满足施工条件的举升设备及配套工具，应及时检换成抽油机及匹配工具。

b）应对生产参数、工况进行全面分析，确保资料准确、泵况正常。

c）实施井下作业的抽油井，应生产一段时间产液平稳正常后再实施氮气吞吐。

d）井下作业按照《SY/T5587.5-2004常规修井作业规程第5部分:

井下作业井筒准备》《SY5727-2007井下作业安全规程》执行。

4.3.3.2井场准备

a）井场应满足氮气注入装置及其他辅助装置摆放和操作运转的需要。

b）平整路面及井场，路面应满足施工特种作业要求。

c）井场应设置一个临时放喷罐。

d）氮气注入设备应摆放在地势较高部位，井场应设立风向标。

4.3.3.3地面准备

a）井口装油、套压压力表。

b）连接氮气注入设备至施工井的井口流程，按照SY5727的相关规定执行。

c）套管注入时，井口保温套处连接气举排液池，并用地锚锚定。

d）氮气注入设备摆放在井口上风方向，不得摆放在低洼地带。

e）用清水对进口流程试压至设计泵注压力，30min无渗漏；合格后再用氮气对进口流程试压到设计泵注压力，30min压降不大于0.5MPa为合格。

用清水对出口流程试压10MPa，30min压降不大于0.5MPa为合格。

f）地面流程按规定用地锚固定。

4.3.3.4注氮施工

根据工艺要求可选择套管注入或油管注入，如无特殊工艺要求优先选择油管注入。

a）套管注入

（1）注入施工前操作人员穿戴劳保整齐，防止冻伤。

（2）注入前关闭套管阀门，氮气注入设备应进行试压，氮气注入设备工作正常后再打开套管阀门。

（3）关闭井口闸门，进入焖井期，按规定录取油套压资料。

b）油管注入

（1）注入前关闭油管阀门，氮气注入设备应进行试压，注入泵工作正常后再打开油管阀门。

（2）关闭井口闸门，进入焖井期，按规定录取油套压资料。

c）施工监控

及时、准确记录下施工日期、施工时间、注入类别、施工压力、施工排量、累计注入量等项目（压力及排量每2小时记录一次，压力变化快时加密录取，起泵、停泵、变档及时记录）；氮气注入设备应配备连续氮气纯度监测仪表。

4.3.4采油管理

4.3.4.1氮气吞吐油井管理

a）焖井期达到设计要求后开井生产。

氮气采油井初期产出主要为氮气，根据油井实际地层能量、物性情况及地层出砂情况装油嘴控制返排速度。

b）接好放喷流程，放喷管线采用地锚锚定。

c）放喷顺序为先放套压再放油压，放压装油嘴控制，均匀放压。

d）停喷后挂抽，用较低的参数开井生产。

4.3.4.2氮气驱油井管理

a）按照资料录取规定定期录取油、套压，要求利用自动化压力监控对井口压力及变化情况进行跟踪。

b）生产数据每天监测一次，重点监测日产油量、日产水量、日产气及油气比变化，分析注入流体可能突破的时间；每口井含水每三天测一次，动液面一个月测试三次。

c）根据地质设计中提示对应邻井，定期开展氧气浓度监测（自施工时起至闷井结束，重点提示井根据情况适当延长），当氧气浓度达到3%，启动预警，每周取样室内化验，每天进行进行监测；当氧气浓度达到5%，停止注入，每3天进行取样室内化验，每天进行进行监测，间断生产；当氧气浓度达到8%，油井关井,间断取样和放空。

d）发生气窜井或氧气浓度超标井按照开发方案要求采取关井、放压、封井等措施。

4.4井下作业氮气使用安全风险防控

井下作业专业涉及氮气使用安全风险防控领域主要有：

井下作业单井施工设计、氮气注入前的“五交底”管理、氮气注入过程中的监督、下步施工风险等。

涉及氮气施工内容主要有：

氮气排液、氮气诱喷、氮气泡沫施工、氮气井口试压等作业。

4.4.1井下作业单井施工设计

a）根据单井地质设计、单井工程设计要求，编写井下作业单井施工设计。

设计中明确施工目的与要求、井身结构、施工管柱数据、施工过程中的安全风险提示、安全措施、井控要求及应急预案，明确正常情况和非正常情况下氮气排放的区域及方式。

b）明确氮气设备的型号、氮气纯度要求、注氮方式、注入参数（注入量、压力、温度）。

c）施工设计实行逐级审核、审批。

4.4.2氮气注入前的“五交底”管理

a）施工单位依据三项设计要求，编制施工技术交底方案，组织现场氮气设备运行单位、监督管理单位、施工工艺配合单位进行技术交底。

监督管理单位对三项设计一致性进行验证确认。

b）严格关联工艺交底，监督管理单位对施工方、设备方、配合方的流程、设备、安全附件进行确认。

相关方提供各关键节点检查确认标准。

c）施工单位要对施工人员、设备运行人员、监督人员、工艺配合人员进行氮气窒息、机械伤害、物体打击、井喷、着火爆炸等风险进行告知。

监督人员要对施工人员个人安全防护用品及应急防护用品等安全管理要求进行告知。

d）监督管理单位对工作前安全分析要求及落实情况进行确认。

施工单位安排专人负责现场施工的统一指挥，设置施工区域警戒标识、撤离路线和安全紧急集合点。

e）监督管理单位对施工方制定的应急预案进行适用性、有效性确认，对氮气设备方制氮设备校验合格报告及产品合格证明进行确认。

4.4.3氮气注入过程的监管

a）施工前，监督管理单位组织对应急预案的针对性、现场资料的完整性进行检查，对施工人员持证有效性进行检查确认。

b）井下作业施工单位按照工艺要求完成施工管柱，装好井口采油树，确保各连接部位完好，切断低压流程连接。

c）井下作业施工单位负责指挥氮气设备摆放，按照设计要求连接注入进口管线。

出口管线连接至地面储液罐，储液罐布置在当前季节风下风方向并设置明显风向标志，配备气体监测设备，储液罐应连接接地装置。

d）井下作业施工单位对各进、出口管线按规定进行地锚（砂箱）固定，并按规定要求进行试压。

注入管线井口处安装单流阀，管线试压压力为工作压力的1.2至1.5倍。

e）氮气设备操作人员进行试车，检查设备状态。

排空管线连接地面循环罐试运转5-10min，安排专业人员观察设备监控仪器，重点监控制氮氮气纯度（不小于95%）及波动情况，用氮气监测仪器对发生氮气纯度进行对比验证，对比结果应如实进行记录。

f）制氮设备正常后，井下作业施工人员打开进口闸门进行注氮施工，整个注氮过程中，设备操作人员不得离岗。

监控人员每30min记录检查注氮纯度、温度、压力、注入量等参数，符合设计要求，数据记录要及时、齐全、准确。

若施工过程中出现参数异常，应立即停车检查、故障排除。

j）施工单位负责出口返出量的计量和监控，计量和监控人员要确定在安全状态下进行操作。

当注入压力下降至一定压力，出口为气体而不出液或举穿时出口不出液的情况下，施工人员应通知氮气车操作手停泵，装油嘴控制放压。

h）注氮施工结束后，氮气设备人员将氮气注入施工检查表交至监督人员，由监督方、施工方、设备方三方确认签字。

4.4.3施工风险控制

a）氮气注入工艺完成后，在起施工管柱前必须使用相应修井液循环洗压井，确保井筒压力平衡。

4.5地面工程氮气使用安全风险防控

地面工程专业涉及氮气使用安全风险防控领域主要有：

地面工程方案、地面建设现场施工。

4.5.1地面工程方案

根据油藏工程方案、采油工程方案要求，编制氮气应用地面工程方案。

编制单位要满足相应资质要求。

地面工程方案应明确制氮方式、制氮设备以及工艺流程。

a）制氮及注入采用“制氮站集中建设、注入站分散建设”的“长供短注”模式。

b）注入平台集中、规模大的采用“深冷法”制氮；规模小的采用“变压吸附法”，设备小型化、撬装化、系列化”。

深冷分离法：

以空气为原料，通过深冷液化，利用氧和氮的沸点不同，进行精馏分离而获得。

变压吸附法：

以空气为原料，用碳分子筛作为吸附剂，使氧氮分离从而获得氮气。

膜分离法：

以空气为原料，在一定压力下，利用氧和氮在中空纤维膜不同渗透速率来分离制取氮。

c）氮气脱除采用集中处理模式，通过“前端分离循环利用”，降低后端处理规模，确保商品气质量。

深冷分离法：

又称低温精馏法，采用机械方法，把气体压缩、冷却后，利用不同气体沸点上的差异进行精馏，使不同气体得到分离。

膜分离法：

利用气体分子大小、形状、冷凝性等性质的不同以及气体与膜之间相互作用的不同来实现分离。

变压吸附法：

用碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，对天然气中的氮选择性吸附。

d）制氮设备考虑当地气象条件，如气温、气压、湿度、降水、风、地震、原料空气质量等因素；提供设备主要技术性能参数，包括产量、纯度及压力，调节范围，运转周期，加温解冻时间，启动时间，水电消耗等。

e）输送管道和计量仪表选用应符合运行要求。

4.5.2地面现场施工

使用范围仅为管道和容器内的介质吹扫或气体置换。

a）氮气系统中的氮气瓶、管线、储罐、氮气取用连接点等应有统一、明显的标识。

b）氮气取用连接点的接口优先采用螺纹管、双向接头和法兰连接。

c）施工过程中，设置警戒线和逃生路线，制氮装置与施工管道和容器安全距离不少于20米。

d）制氮装置与施工管道或容器之间的连接管线，采用砂箱或地锚进行固定，间隔距离不多于5米。

e）编制氮气管道扫线或容器气体置换方案，并经审查合格后方可施工；方案里包括压力、氮气浓度、流量、总量等参数。

h）扫线或置换时，现场有专人观察并记录参数；现场管道或容器有专人进行监督，防止漏失和异常情况。

4.6日常生产组织氮气使用安全风险防控

日常生产用氮气使用安全风险防控领域主要有：

油水井扫线（包括单井管线扫线、集输主干线扫线），油罐检维修、停用前的氮气置换，气井、气管线吹扫、置换等。

4.6.1氮气施工方案

按照股份公司油气田地面建设工程施工方案要求编制施工方案，并按程序完成编制、审核与审批，存档备案。

氮气施工方案中要明确管线中的介质，待吹扫、置换管线的相关参数，氮气注入的压力及时间，安全提示，防护措施及紧急救治等内容。

4.6.2施工工程中的监督

氮气施工过程中，必须有专人进行操作，并有专人进行过程监督。

4.6.3日常生产用氮气的要求

a）氮气瓶的要求。

氮气瓶按照特种设备进行管理，执行《气瓶安全技术监察规程》。

气瓶进场使用前，施工单位提供制造单位出具的产品合格证和按批出具的批量检验产品质量证明书。

气瓶上应有符合国标要求准确、清晰、完整的钢印标记。

气瓶每三年检验一次。

现场使用充装完毕验收合格的气瓶上应牢固粘贴充装产品合格标签，标签上至少注明充装单位名称和电话、气体名称、充装日期和充装人员代号。

无标签的气瓶不准使用。

氮气瓶应有明显的颜色标识，瓶体黑色，瓶体标有淡黄色“氮”字。

氮气满瓶压力保持12±1MPa，氮气浓度不得低于95%。

瓶内气体不得用尽，气瓶剩余压力应当不小于0.05MPa。

b）氮气瓶、瓶组的运输、存放。

运输气瓶时应当整齐放置，横放时，瓶口朝向一致；立放时，要妥善固定，防止气瓶倾倒；搬运时轻装轻卸，严禁抛、滑、滚、碰、撞、敲击气瓶；吊装时严禁使用电磁起重机和金属链绳。

氮气瓶应在阴凉、通风、干燥、远离人群的地点存储，远离火种、热源，防止日光直晒及雨淋水湿，“空瓶”、“在用半瓶”、“待用满瓶”应当分开放置，并有明显标志。

c）氮气瓶、瓶组的使用。

使用氮气前应得到批准（包括使用氮气作为压力测试介质），且有相应的控制措施。

氮气瓶、管线等应有统一、明显的标识，施工时用警戒线或围栏分隔。

氮气取用连接点的接口优先采用螺纹管、双向接头和法兰连接。

d）氮气车组的使用。

氮气车作业时工作端距离施工地点20m以上，采用硬质管线连接并每隔10m用砂箱固定牢靠。

e）氮气纯度检查。

每批氮气瓶满气使用前进行纯度检查，纯度不低于95%为合格。

监测方式以便携监测为主，便携监测仪定期标校。

f）氮气置换的要求。

气管线、大罐等封闭管线、设备进行氮气置换时，置换后出口氧含量不得高于2%。

g）氮气的防护。

在使用氮气的作业场所应配备相应的防护用品和装备，并制定紧急情况下的应急措施。

未佩戴个人呼吸装备的人员，不得进入氮气区域进行施救。

5氮气的使用危害与急救

空气中氮气含量过高，使吸入气氧分压下降，引起缺氧窒息。

吸入氮气浓度不太高时，患者最初感胸闷、气短、疲软无力，继而有烦躁不安、极度兴奋、乱跑、叫喊、神情恍惚、步态不稳，称之为“氮酩酊”，可进入昏睡或昏迷状态。

吸入高浓度，患者可迅速昏迷、因呼吸和心跳停止而死亡。

氮气除了窒息危害外，还存在冻害、爆炸等危害。

5.1受限空间氮气的危险

a）置换受限空间内的氧气，引起窒息。

b）临时作业棚形成的封闭区造成氧气含量减少，引起窒息。

5.2液氮的危险

a）皮肤接触液氮可致冻伤。

b）产生极端低温，引起霜冻，使设备裂开，轮胎爆裂。

c）如在常压下汽化产生的氮气过量，可使空气中氧分压下降，引起缺氧窒息。

5.3氮气纯度不达标危害

a）井下生产作业管柱氧化腐蚀、下井测试电缆、仪器氧化腐蚀。

b）氧气与烃类气体混合在爆炸极限内，在静电、明火作用下发生爆炸。

c）地层原油发生氧化反应产生二氧化碳、一氧化碳等有毒有害气体。

5.4发生氮气危害时急救

a）将氮气中毒者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，就医。

b）液氮皮肤接触：

若有冻伤，就医治疗。

参考文献

[l]Q/SY1366-2011氮气使用安全管理规范

[2]Q/SY1365-2011气瓶使用安全管理规范

[3]Q/SY02004-2016油气井氮气排液技术规程

[4]TSGR0006-2014气瓶安全技术监察规程

[5]SY/T5875-2011油井液面测试方法

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