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　　第四节 油气田事故的主要类型

　　一、石油天然气的危险性

　　(一)石油

　　石油是一种黄色乃至黑色、有绿色荧光的稠厚性油状液体。

　　石油闪点范围较宽，凝固点较高，其蒸气与空气形成爆炸混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸，与氧化剂能发生强烈反应，遇高热可分解出有毒的烟雾。表7—2列出了石油燃烧爆炸特性考数。

　　石油的危险性主要表现在以下几个方面：

　　1易燃性

　　石油闪点较低，介于-6.67℃一32.22℃之间，根据《石油天然气工程设计防火规范》(GB 50183—2004)的规定，石油火灾危险性分类为甲B类。

　　2易爆性

　　当石油蒸气与空气混合，达到爆炸极限时，遇到点火源即可发生爆炸。物质的爆炸极限浓度范嗣越宽，爆炸极限浓度下限越低，该物质爆炸危险性越大。石油的爆炸下限较低.易发生爆炸。

　　3易蒸发性

　　石油易蒸发。石油蒸发主要有静止蒸发和流动蒸发两种。蒸发的油蒸气密度比较大，不易扩散，往往在储存处或作业场地空间地面弥漫飘荡，在低洼处积聚不散，大大增加了火灾危险程度。

　　4静电荷积聚性

　　石油的电阻率一般在1011Ωcm～1012Ωcm左右，在管道输送时.打油与管壁摩擦会产生静电.且不易消除。当静电放电时会产生电火花，其能量达到或大于石油的最小电火能并且石油的蒸气浓度处在爆炸极限范围内时，可立即引起爆炸、燃烧。

　　5扩散、流淌性

　　石油有一定黏度，受热后其黏度会变小，泄漏后可流淌扩散。其蒸气密度比空气大，泄漏后的石油及挥发的蒸气易在地表、地沟、下水道及凹坑等低洼处滞留，并贴地面流动，往往在预想不到的地方遇火源而引起火灾。国内外均发生过泄漏液体沿排水沟扩散遇明火燃烧爆炸的恶性事故。

　　6.热膨胀性

　　石油体积由温度改变引起的变化相对不大。但如着火现场附近的石油受到火焰辐射的高热时，其体积会有较大的增长(由于石油中低沸点组分会膨胀气化).会因膨胀而顶爆固定容积的容器或溢出容器，从而参与燃烧甚至爆炸。酿成更大事故。

　　7易沸溢性

　　石油容易受热膨胀、沸溢。石油受热膨胀.蒸气压升高，会造成储存容器受压增加。

　　相反.高温油品在储存中冷却，又会造成油品收缩而使储油容器产生负压。当石油含水0.3%～4%时.遇高热或发生火灾时，容易产生沸溢或喷溅燃烧的油品大量外溢，甚至从罐中喷出，从而造成重大火灾事故。

　　(二)天然气

　　天然气是从油气藏中开采出的可燃气体，其主要成分为气体烷烃(CnH2n+2);非烷烃气体有氮气、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、水、氧、氢和微量的惰性气体，这些气体与烷烃组成互相不起化学反应的混合物。

　　天然气中含量最多的成份是甲烷，它是比空气稍轻的无色可燃气体，在20℃标准大气压下甲烷的净热值是32926kJ/m3。

　　天然气属易燃、易爆物质，极易引起燃烧和爆炸。逸散的天然气和空气混合，当浓度达到爆炸下限时，如遇明火就会发生爆炸;如果未达到爆炸下限，遇明火则会发生燃烧。天然气主要组分性质见表7-3。

　　l易燃性

　　根据《石油天然气工程设计防火规范》(GB 50183—2004)中可燃物质火灾危险性分类，天然气火灾危险等级为甲B类。

　　2易爆性

　　天然气的爆炸极限较宽，爆炸下限较低，泄漏到空气中能形成爆炸性混合物，遇明火、高热极易燃烧爆炸，燃烧分解产物为CO、CO2。在储运过程中，若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。

　　天然气在大口径输气管线里和空气混合发生爆炸时，出现迅速着火爆燃现象，火焰传播速度将超过音速而达到1 000m/s——4000m/s，局部压力可达到8MPa，甚至更高。该爆炸现象的产生是由于着火介质中有冲击波产生，并迅速运动，致使介质温度、压力和密度急剧增大，加速了化学反应，使破坏力增强o

　　3.易扩散性

　　天然气的密度比空气小，泄漏后不易留在低凹处，有较好的扩散性。

　　4.焦尔一汤姆逊效应

　　当天然气在管道中流动时，遇到狭窄的通道，如阀门、孔板等。由于存在摩擦损耗-使压力显著下降。体积膨胀，温度降低，这种现象称为节流效应，也称为焦尔一汤姆逊效应。天然气温度降低可能产生的危害有天然气产生水合物、低温对管材的破坏作用等。

　　5.水合物

　　天然气水合物是在高压低温状态下由水和气体组成的冰态物，其结构特点是结晶水晶格的笼形结构气体分子，外形如冰雪状，通常呈白色，结晶体斟紧凑的格子构架排列，与冰的结构非常相似。

　　天然气水合物能堵塞管道，影响生产，引发事故。

　　天然气水合物的生成主要需要以下3个条件：

　　(1)天然气与液态水接触。

　　(2)天然气一液态水体系的温度低于其所在压力下的水合物形成温度o

　　(3)气体流速、压力的波动以及水合物晶种的存在将加速水合物形成。

　　6.高压缩性

　　天然气属于压缩性很强的可压缩流体，在管道发生破裂漏气后泄压速度慢，在管材韧性低的情况下可能导致大范围裂纹扩展。

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