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《油气安全工程》2016.6.11教学要求•一、预备及自学内容•二、讲授内容•1、油气工程安全设计•2、油气工程的风险识别与评价方法•3、油气工程的井控技术•四、教学要求•1.了解石油钻采等工艺过程及设备，重点了解石油工程地质、钻井作业、采油作业、井下作业、油、气储运等工艺过程及其主要设备的作用原理和结构组成，风险的识别与评价。•通过本课程的学习，石油工程各个作业过程的风险的识别与评价、掌握石油工程安全设计、安全管理和安全评估的方法、特点以及相应的法律法规，初步具备石油工程安全设计、安全管理和安全评估的工作能力，学会石油工程中一般安全问题及事故的处理方法。•2.撰写学习一篇论文，不少于5000字。内容要围绕石油工程的具体作业过程，最好结合所选研究课题。•四、教材及主要参考书•教材：•《石油安全工程》，自编；电子版•主要参考书：•《石油安全工程》，中国石油天然气总公司编，石油工业出版社，1991年。•《石油天然气工程健康安全环境管理》，罗远儒等编，石油工业出版社，2002年。•《钻井作业HSE风险管理》，中国石油天然气集团公司HSE指导性计划委员会编，石油工业出版社，2001年。•《井下作业HSE风险管理》，中国石油天然气集团公司HSE指导性计划委员会编，石油工业出版社，2002。•《油田生产安全技术》，王登文、周长江，中国石化出版社，2003年一、预备知识(本科内容)与自学内容•第一章绪论•1.1石油、天然气的性质•石油的性质，天然气的性质。•1.2石油工业生产特殊性及其对安全生产的要求•石油工业生产特殊性，石油工业对安全生产的要求•1.3石油工业安全生产的基本原则和劳动保护的任务•石油工业安全生产的基本原则，石油工业劳动保护的任务。•第二章石油天然气作业工艺过程•2.1石油地震勘探简介•石油地震勘探的目的和方法，作业前的准备工作，作业过程与主要生产环节，作业的主要工种与设备。•2.2钻井作业工艺•钻井设计，钻前工程，钻进技术，钻井液，固井，井控，完井，常见钻井事故。•2.3井下作业施工工艺•常规试油，增产措施，修井作业与常见事故处理。•2.4测井作业•测井方法分类及测井任务，测井的影响因素，测井系列及测井内容。•2.5采油工艺过程•新井交接及采油生产准备，采油方法与设备简介。一、预备知识(本科内容)与自学内容•第三章石油天然气健康安全环境（HSE）管理系统•3.1HSE管理体系的形成与实践•HSE管理体系的形成，HSE管理体系的实践。•3.2HSE管理体系介绍•HSE管理的内涵，HSE管理体系的特点。•3.3HSE风险评价与管理•风险识别，风险评价，风险的控制与补救措施。一、预备知识(本科内容)与自学内容•第四章石油天然气工程的风险识别和评价•4.1钻井作业HSE风险识别和评价•钻井作业HSE危害和影响的确定，钻井作业HSE风险评估，钻井作业HSE风险分类及控制目标。•4.2井下作业HSE风险识别和评价•井下作业危害和影响的确定，井下作业风险判别准则的确定，井下作业施工风险的评估。•4.3地震勘探作业中的风险分析•地震勘探作业危害和影响的确定，风险判别，风险的评估，典型事故案例。•4.4测井作业危险因素及其防范措施•防护与安全技术，爆炸器材的储存运输和安全使用，测井作业安全和放射事故报告与分级。一、预备知识(本科内容)与自学内容•第五章石油天然气工程的风险削减措施•5.1管理措施•管理措施的内容，安全生产指南，HSE管理监测。•5.2硬件措施•设备的搬迁与安装要求，灭火器材的配置，劳动保护措施。•5.3系统措施•一般故障的防范与处理，事故预防措施；•作业现场防火和营地火灾预防措施，作业现场环境保护措施，硫化氢中毒预防措施，恶劣天气危害的预防措施。一、预备知识(本科内容)与自学内容•第六章石油天然气工程HSE应急反应计划•6.1钻井作业HSE应急反应计划•钻井作业HSE应急反应计划分类，钻井作业HSE应急反应计划内容，钻井作业HSE应急反应计划体系，钻井作业工程中紧急情况下的应急程序，变更管理。•6.2井下作业HSE应急反应计划•应急反应计划分类，应急反应计划内容，应急反应措施。•第七章海上石油作业安全管理•1、海上石油作业应急与事故管理；2、滩海石油物探作业管理；3、海上石油钻井安全管理；4、海上采油与井下作业安全管理；5、海上石油作业人员应急撤离条件；6、海上求生与救助条件。•注水、采油集输、污水处理等作业过程的风险识别与管理一、预备知识(本科内容)与自学内容油气安全工程第八章石油工程安全设计•油气田和长输管道工程的建设，除了确定合理的工艺流程，采用先进的技术经济方案和制订切实可行的建设标准外，保证易燃和易爆物质的生产的安全是工程建设中必须认真考虑的一个重要问题。•在工程设计中首先要分析出不安全的因素，采取经济、合理和可靠的防事故措施，才会对生产的安全管理创造一个有利的条件。•因此，一个工程项目在设计阶段就要把安全放在一个十分重要的地位加以考虑。•本章将叙述有关在油气工程安全设计中要考虑的主要问题，如工程地质安全条件的选择、石油和天然气工程设计防火要求、消防工程设计、石油工程设计防爆要求、石油工程设计防雷防静电要求、厂房防爆和安全疏散、专用压力容器与加热炉、常用安全附件等都是安全工程的重要方面。第八章石油工程安全设计第一节工程地质安全条件的选择•任何建（构）筑物都要建造在土层或岩石上面，要保证建（构）筑物的安全，必须有坚固可靠的基础。工程地质勘察的任务，就是依据国家现行的有关标准、规范，并根据工程的实际需要，划分出对建筑有利、不利和危险的地段，提供建筑的场地类别及岩土地震稳定性（如滑坡、崩塌等）的评价，对需要采用时程分析法作补充计算的建筑，尚应根据设计要求提供土的有关动力参数和场地覆盖层的厚度，给工程设计、施工提供可靠的基础资料，保证工程建设的顺利进行。•大量工程实践经验告诉我们，必须重视和加强工程地质勘察工作，提高工程地质资料的准确性和可靠性，才能确保油气田工程的安全、经济、合理、实用。•自然界的地质情况是复杂多变的，因区域、地貌、场地而各异。限于篇幅，本节只择其影响石油工程安全的主要因素和问题予以论述。第一节工程地质安全条件的选择•7.1.1地貌单元分类和安全选择的一般原则•石油工程建设中可能遇到的地貌单元主要有山地、丘陵、平原、高原和沙漠等类型。对不同地貌单元中的工程建设有不同的安全要求。•7.1.1.1山地•在山地工程建设中，影响工程安全的因素主要有断裂（又称“断层”），应查明断裂的位置、产状、破碎带宽度、断裂的活动性以及滑坡、崩塌、危岩等不良地质现象。当建设场地为岩石地基时，应查明岩石的风化程度和边坡稳定性，注意勘查有无可溶性岩层形成的溶洞（简称“岩溶”）。当建筑物设置在槽沟地形内或沟口时，还要注意山洪、泥石流发生的可能性。关于断裂、滑坡、泥石流和岩溶等对工程建设的危害性分析、防治措施和安全考虑原则，将在后面专门论述。第一节工程地质安全条件的选择•7.1.1.2丘陵•丘陵是经过长期剥蚀切割，外貌成为低矮而平缓的起伏地形。•在丘陵地区进行工程建设时，土方工程一般均较大。挖方地段岩石出露，承载力高；填方地段原来就是谷底低洼部，土的含水量大，承载力低，有的还有淤泥出现，填土本身也不均匀。因此在这种软硬不均的地基上建筑时要特别注意地基不均匀沉陷的问题。挖方地段应注意边坡的稳定性。如有深的设备基础或地下室时，还要注意到上层滞水的问题。•7.1.1.3平原•按其成因可分为：山前平原、冲积平原、湖泊平原和海岸平原，分别叙述如一下。第一节工程地质安全条件的选择•1.山前平原•山前平原的观模有大有小，从外貌上看，环绕着山前成一狭长地形。靠近山麓地形较高，远离山麓地形较低，形成倾斜地形，故有山前倾斜平原之称。•在山前平原上进行工程建设时，宜将场址选在洪积扇的中上部，离河流有一定的距离，以防河流的摆动和水害。靠山太近时，易受山洪、泥石流的袭击，要注意边坡的稳定性。由于山前平原是由无数个大小不等的洪积扇所组成，因此要考虑相邻两个洪积扇的共同作用。往往有这种情况，场区位于一个大的洪积扇的中上部，土质较好，但同时又处于一个小的洪积扇的边缘地带，局部地段可能出现淤泥。因此，要充分考虑到地基上的不均匀性和由此造成的不均匀沉陷。•值得注意的是，在我国西北地区的柴达木盆地西部和塔里木盆地的一些山前倾斜平原上，由于气候干旱，往往堆积有含盐碎石土（即内陆盐渍土）。这种土被盐类胶结成块状，干燥时相当硬，承载力很高，常被误认为是很好的天然地基。但是，一旦浸水即产生湿陷，有的还具有膨胀性或腐蚀性，导致地基下沉，墙体开裂，基础腐蚀，危及建筑物安全。这样的工程事故在西北地区各石油基地时一有发生，给基建工程造成严重损失。因此，需要认真研究内陆盐渍土的湿陷、膨胀和腐蚀机理，采取恰当的技术措施，以确保工程建设的安全。第一节工程地质安全条件的选择•2.冲积平原•巨大河流的中下游，河谷非常开阔，流速愈来愈小，堆积了大量泥砂，形成一片广阔的冲积平原。•冲积平原上岩石埋藏一般较深，第四纪堆积物很厚，地下水位浅，地基土的承载力较低。在冲积平原上，凡是地形比较低洼或水草茂盛的地方，过去曾经是河漫滩、湖泊或牛轭湖，常有较厚的带状淤泥分布。冲积平原上往往有古河道，表现在距地表不深处，有较厚的砂土层呈带状分布。•冲积平原地形开阔平坦，是进行工程建设的良好地方。场址一般应选在地形稍高的地段，在附近河流洪水位高于冲积平原的层分布，防止地基土的不均匀沉陷。第一节工程地质安全条件的选择•3.湖泊平原•由于地表水流将大量的风化碎屑物带到湖泊洼地，形成了大片湖心倾斜的平原，称为湖泊平原。•湖泊平原的淤泥和泥炭一般很厚，其中往往夹有薄砂层或粘土层，很少见到圆砾或卵石。湖泊洼地中水草茂盛，大量有机在洼地中积聚，久而久之产生了湖泊的沼泽化。沼泽地几乎全是泥炭和淤泥所构成，地下水位浅，常有积水，施工很困难。•由于湖泊平原上的土质一般较软弱，部分地段有淤泥层分，因此，在湖泊平原上进行工程建设时要充分考虑这些特点。•4.海岸平原•海岸平原的地形开阔平坦，缓缓倾向大海。平原上常有许多丘，有时微呈波状地形。•在海岸平原上建筑时，要选择在地形平坦而又微微高起的地。要考虑到由于海浪的冲蚀作用可能引起的海岸滑坡、崩塌物理地质现象；应查明场地下淤泥的厚度、性质．分布范围以及泥砂的堆积速度。一般在低于海平面的局部低洼地段是不适宜进建筑的。第一节工程地质安全条件的选择•7.1.1.4高原•绝对标高在200m以上顶面平坦的高地，称为高原。我国典的高原地区有内蒙高原和西北黄土高原。•内蒙高原一般适宜工程建设，但在赤峰和赛汗塔拉至阿巴嘎带，局部地段分布有红色或灰绿色膨胀土（岩），这种土（岩）干燥时坚硬，遇水则迅速崩解，体积膨胀，导致墙体开，对工程建设极为不利，需认真对待。•黄土高原地形平坦，但常被冲沟切割得支离破碎。黄土具有垂直的节理，因此能保持高耸的直立陡壁。由于黄土浸水后大都有湿陷性，因此，在黄土上建筑时，要查明黄土的湿陷性质和湿陷等级，重视排水问题。要注意周围冲沟的侵蚀和边坡的稳定。当附近有水利工程时，如修建水库、渠道等，要考虑到因渗水导致地下水位上升而产生意外湿陷的可能性。第一节工程地质安全条件的选择•7.1.1.5沙漠•沙漠是风积的细粉砂广泛分布的地区，面积往往非常广阔，多呈起伏的砂丘，形态上成为波状地形，砂丘有大有小，大的高达数十米甚至百余米，可称为砂山。•当沙漠中的粘土颗粒被雨水搬运到低注的地方堆积下来，就形成了泥漠。•沙漠的边缘常分布有石漠，石漠地面平坦，满布砾石或者是光秃的岩石露头，很少有砂，也很少有植物。人们往往把这样的地貌形态叫做“戈壁滩”。•在石漠、沙漠上进行建筑时，要防止现代砂丘移动对工程的危害。要查明砂土的密实度，并要考虑到由于地震或机械震动所产生的液化或颗粒移动。在泥漠、石漠或沙漠中的洼地进行建筑时，要考虑盐渍土的盐渍化和胀缩性对工程的危害。第一节工程地质安全条件的选择•7.1.2特殊地质条件的工程地质安全问题•7.1.2.1边坡和滑坡•人类工程活动经常遇到各种斜坡。这些斜坡有些是自