川气元坝1井SO2中毒事故

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2007年5月19－25日，在勘探南方分公司所属的元坝1井试气过程中相继发生三次SO2气体中毒事故，共造成14人次不同程度的中毒，无人员死亡。
一、事故发生经过
元坝1井是勘探南方分公司在川东北地区布置的一口区域探井。由中原油田钻井三公司70163ZY钻井队承钻，石油工程西南公司油气测试中心试油队进行试气作业，濮阳市天地人环保治理公司进行酸化作业的残酸现场处理。
5月6日石油工程西南公司油气测试中心试油队对元坝1井长兴组进行了180m3的酸压，未获得理想产能。
5月19日又对元坝1井长兴组再次进行380m3的加重酸化施工，施工作业前，撤离了距井口500m范围内的全部村民。20：18至20日2：30控制开井排液231m3。19日23：20用便携式监测仪监测在放喷口下风向检测H2S浓度100ppm（10m处）、10ppm（50m处）、2ppm（100m处），由于井口H2S浓度超标，试油队启动了防H2S应急预案（因放喷口未点火，未监测SO2浓度）。19日23：30，取液样测残酸浓度为5.6%。
20日2：10测得管道内H2S浓度为387g/m3；2：30至4：20关井；4：20至6：00敞油压排液，累计排液232 m3；5：10测得放喷口H2S浓度为220 ppm；5：20点火成功，火焰高约0.5m；6：30至8：00关井；


结果又未获得理想产能，于是决定上返测试飞仙关组气层。
5月22日进行解封作业，并循环起油管；5月23日下油管作业，24日下油管到底；25日开始循环洗井并做注灰准备。

22日1：00进行封隔器解封作业；（坐封位置：6493.88米）
22日3：00至7：00解封后循环；
22日9：00至23日7：00起酸化管柱；
23日20：00至24日23：00下注灰管柱到底（7153.77米）
24日23：30循环洗井
25日注水泥封堵原酸化测试层。
2、濮阳市天地人环保治理公司8人中毒事故
5月6日西南测试中心试油队对元坝1井长兴组进行了180m3的酸压，5月7日向主放喷池排放试气作业酸化残液。为了确保下次酸化有足够的返排液盛纳容量，5月8日天地人环保治理公司开始处理酸化残液，共8人分4个岗作业，处理装置为敞开式。在处理过程中，发觉试气作业酸化残液里散发出强烈的刺激性味道。至5月18日处理污水及残酸液约500m3。
20日8：00，天地人环保治理公司继续进行残酸液处理。当日每个人都出现不同程度的眼睛红肿、流泪、头疼、恶心、咳嗽、胸闷等症状。
15：00左右，加药工（第一加药岗）王先飞出现较重的眼睛红肿、流泪、头痛、胸闷、呕吐等症状，即送附近的金璧乡卫生院输液治疗后症状很快消除，天地人环保治理公司未向试气作业队及南方公司汇报，未采取措施。这是第一次中毒事件。
22日早上6：00，天地人环保治理公司8人（含第一次中毒的王先飞）陆续出现头痛、眼睛红肿、流泪、胸闷、呕吐等不适反应，立即将8人送到苍溪县人民医院进行治疗。这是第二次中毒事故。
经苍溪县人民医院诊断，8人均出现典型的有害气体中毒症状，其中3人有不同程度肝异常，据诊治医生分析，8人同时出现中毒症状，应为同一损害源造成的集中伤害。
勘探南方分公司接到报告后，迅速组成了事故调查组，于23日赶赴现场进行事故处置和调查，调查组到达现场后，立即中止了残酸处理，制定了拉运至中石油大竹回注站的措施，并围绕H2S泄露与防护展开了调查，正在进一步查明原因时，25日凌晨，再次发生了第三次中毒事故。
3、 5月25日村民中毒事故经过。
24日23:30-25日0:40开泵反循环泥浆，泵压12MPa ,排量0.65m3/min；在泵注35m3泥浆后，井底泥浆返出；由于井底泥浆受到污染，经液气分离器进行脱气处理。
25日0:30监测到泥浆罐振动筛处H2S浓度26ppm，SO2浓度69ppm。试油队立即启动西南公司油气测试中心试油队《元坝1井防硫化氢及防井喷应急预案》，进行放喷管线点火，火焰高约2－3m，持续时间3min，由于气量逐渐减少，火焰熄灭（主放口与液气分离器排气口均点着长明火）。
0:33，试油队监测到主放喷口处H2S浓度7ppm，SO2浓度26ppm。并安排监测人员立即沿放喷口下风方向外围进行监测。
25日0:40-0:50，试油队停泵关井，监测人员在放喷口及下风方向100m处未监测到H2S、SO2，却在300m处发现瞬间SO2浓度为2ppm（SO2漂移所至），之后再未发现H2S、SO2显示。
25日0:50-1:20，通过液气分离器泄油压和套压，套压0MPa、油压5MPa↓0MPa，监测到放喷口下风方向5米处H2S浓度1-3 ppm，SO2浓度2-6ppm；下风100米处测得H2S浓度1-2ppm，SO2浓度4 ppm；其余地点均无H2S，SO2显示。
25日0:53，试油队立即按《元坝1井防硫化氢及防井喷应急预案》的要求，开始与当地乡、村领导共同组织井场周围300m范围内的全部村民撤离，在2:10左右撤离完毕，73名村民分别撤离至金壁乡政府所在地和金壁乡秀峰村。
25日2:00-3:40，敞油压，下风向5m处监测到H2S浓度0ppm、SO2 浓度2-6ppm。100m处无H2S、SO2显示。
25日3:40-8:00，正常循环泥浆，全井场无H2S、SO2显示。
25日2:30左右, 在金壁乡集合点集合时，有1名村民出现头痛、胸闷、呕吐等不良反应。试油队立即将其送金壁乡卫生院观察。4:30左右，在金壁乡集合点又有1名村民出现头痛、胸闷、呕吐等不良反应,
5:30-7:00金壁乡集合点又陆续出现3名村民头痛、胸闷、呕吐等不良反应。在当地政府相关人员配合下，有不良反应的村民从4：00开始陆续送元坝镇医院救治。25日上午10点30分，将5名不良反应村民全部送至苍溪县人民医院急救中心治疗，病员病情稳定，无生命危险。至6月12日止，所有中毒人员经治疗后全部康复出院。
    三、中毒事故现场处理与调查简况
1、“5.22”中毒事故发生后，勘探南方分公司立即通知环保治理队伍终止现场处理工作，采用拉运处理方式；并立即成立调查小组到现场进行调查；指挥部安全环保部立即安排西南环境监测站派人员到现场取样（返出残酸）、分析化验。
2、“5.25”中毒事故发生后，指挥部安全环保部等有关部门和勘探南方分公司、石油工程西南公司主管安全的领导以及西南环境监测站技术人员等有关人员在现场成立了事故联合调查组，在井场残酸池、主放喷口再次对地层返出液进行了检测，发现在残酸池通过搅动残酸，测定SO2浓度为8ppm，H2S无显示；对主放喷口返出液（含泥浆）测定SO2浓度为34ppm，H2S无显示。5月25日19：30，事故联合调查组同地方政府有关部门在元坝1井现场召开了事故分析会，向当地政府通报了事故初步原因分析，请求当地政府做好宣传、解释及安抚工作。
3、5月25日晚上7：30，曹总亲自在指挥部主持召开了紧急会议，听取了事故汇报和初步原因分析，明确了事故处置和下一步防范工作的要求。5月28日在事故调查尚未得出最后结论时，口头向集团公司安全环保局作了汇扳，29日形成了书面材料报集团公司安全环保局。
4、5月31日，集团公司安全环保局油田安全处与青岛安工院事故应急研究室一行4人的调查组，在指挥部安全环保部、勘探南方分公司的配合下，再次赶赴事故现场，对三次事故进行了认真的调查，并对事故的基本情况提交了初步报告。
四、三起事故原因分析
5月26日上午，西南油气分公司环境监测站在现场作了盐酸和加重材料（钛铁矿粉）反应的定性实验，发现反应后产生SO2，最高浓度为11ppm，初步认定此次井内大量SO2的产生是由于二者反应所致。
6月9日至12日，青岛安工院与西南分公司环境监测站联合对钛铁矿的酸化特性进行了研究，进一步证实了钛铁矿与酸反应后确实有大量的SO2产生。

经过多次调查，反复查询现场施工资料，并结合现场情况，对三次中毒事故进行了认真的分析研究，造成三次中毒事故的原因初步认定如下：

1、直接原因
（1）未识别其与盐酸反应生成SO2的危害性，对SO2的产生机理与认识不足，未能预测到井内泥浆中含有SO2有害气体， SO2被循环至地面后，飘移至地面低洼处，这是造成事故的直接原因之一。
（2）经检测，元坝1井酸化残液PH值仅为3-4，按设计要求，应在放喷池中预投氢氧化钠，将残酸的PH值调至8-9，在这种条件下，残酸液中的大部份二氧化硫和硫化氢都将被碱所中和，而不会在处理过程中明显溢出，试气施工队伍的残酸预处理措施不到位，造成残酸液中含二氧化硫和硫化氢，是造成事故的直接原因之二。
2、主要原因

（1）现场处置不坚决，村民没有按照施工队要求及时撤离，造成疏散困难，延误了第一撤离时间，是造成事故的主要原因之一。

（2）天地人环保治理公司进入油气高危区作业，没有按照要求配备必要的个人防护设备，当处理液中有毒有害气体超标及第一次发生人员中毒后，没有引起重视，还继续作业；采用的过滤式防毒面具不适宜现场劳动保护条件，接触残酸时间长，吸入有害气体，是造成中毒事故的主要原因之二。

3、重要原因

（1）石油工程西南公司测试中心试油队对天地人环保治理公司（丙方）监督不到位，是造成事故的重要原因之一。

（2）勘探南方分公司现场协调监督管理不到位，在5月20日、22日两次中毒事故原因未清的情况下，继续作业，甲方管理出现漏洞，是造成事故的重要原因之二。

4、其他原因

环保治理单位为勘探南方分公司选定，合同为石油工程西南公司油气测试中心签订，管理责任不清，监控不到位，也是造成事故的原因。

五、三次中毒事故所暴露的主要问题
此次中毒事故是由于未认知的风险造成的意外事故。虽然在元坝1井试气过程中指挥部及甲乙方都高度重视，专门成立了试气领导小组，主要领导亲自现场指挥，各种安全设施和防护器具均按照标准和规范进行了配置，但由于川东北工区的特殊性，不断有新情况新问题发生，这次事故中所暴露的一些问题值得我们思考和认真解决：
1、应急管理和处置有漏洞，责任主体不明
本次事故发生的直接原因是对SO2的产生原因不清、经验不足，但同时也暴露出甲乙方应急管理和处置不到位。5月20日和22日分别发生了两次中毒事故，在原因未清楚的情况下，继续进行施工，造成了25日第三次发生中毒事故。
天地人环保治理公司对H2S、SO2的危害认识不足，反映迟缓，没有采取有效防范措施。特别是5月20日和22日两次中毒事故后，未及时向石油工程西南公司油气测试中心试油队和勘探南方分公司汇报。甲乙方合同签订有漏洞，未明确各方安全责任，对环保治理队伍未提出气防设施的配备要求，环保治理队伍既无监测仪器，也无呼吸保护装置。在施工现场石油工程西南公司油气测试中心试油队和勘探南方分公司对环保治理公司监督不力，现场监督协调不到位，责任主体不明，管理出现漏洞。
2、川东北勘探开发安全技术标准需进一步完善
（1）未把放喷口与井口列入同等重要的控制点源。在目前颁发的行业标准或中石化企业标准中对井口要求较为严格，在井位选择、安全距离、应急疏散等大都是以井口为主要考虑原则，但对放喷口则没有强制要求。根据此次中毒事故的教训，应把放喷口与井口列入同等重要的控制点源。
（2）未根据硫化氢及二氧化硫的扩散聚集规律，对放喷口与井场及民居的相对位置作原则性的撤离规定，如果是放喷口与民宅的相对位置不合理，试气循环未作撤离，试气循环过程中S02监测未作强制规定。
（3）修订川东北使用的钛铁矿质量标准，目前钛铁矿的质量标准只有理化指标和酸溶率的要求，对含硫尤其是亚硫酸盐杂质无指标要求，为避免类似事故的再次发生，应立即修订钛铁矿的质量标准，达不到要求，严禁入井使用。
（4）尽快建立酸化配方的安全配伍性评价规范，酸液中各种添加剂复配后可能形成的安全风险尚无规范和方法进行评价，必须对入井使用可能存在的安全风险建立相应的风险评价规范。
3、未严格执行应急预案
（1）强制性疏散的工序规定不全。在现有的试气应急预案中，只规定了在射孔测试放喷、酸化放喷及测试以及压井过程中必须对井口500米范围内的居民实行强制疏散，对解封及循环等敞井施工造成的危害认识不够，放喷口未作强制性要求。

（2）对居民的安全教育有待进一步加强。当施工作业队发现有害气体超标，启动应急预案，对规定范围的居民进行疏散时，由于正好处在午夜，加上村民对有害气体认识不足，疏散工作难度很大，居民都不愿撤离，直到疏散工作人员所携带的检测仪报警，老百姓才将信将疑，延误了第一撤离时间。

六、责任追究
1、由于勘探南方分公司川东北指挥部监督协调不到位，负管理责任，责成勘探南方分公司对生产技术和安全监督部门负责人进行处理，并将处理情况报指挥部。
2、由于石油工程西南公司油气测试中心监督不到位，应急措施不力，负管理责任，责成石油工程西南公司对相关责任人进行处理，并将处理情况报指挥部。
3、由于天地人环保治理公司没有按照进入油气作业高危区作业要求，配备必要的个人防护设备，应急报告不及时，负直接责任。建议勘探南方分公司对天地人环保治理公司停止招标一轮，并进行罚款处罚，对相关责任人进行处理。
七、防范措施
1、落实交叉作业安全责任主体
（1）钻井作业期间钻井队是现场安全责任主体，录井、泥浆以及其他技术服务等单位要服从钻井队现场安全管理，钻井队负有监督管理责任；
（2）试气作业期间试气队是现场安全责任主体，钻井队、酸化射孔队以及他技术服务等单位要服从试气队现场安全管理，试气队负有监督管理责任；
（3）甲方负有施工作业全过程监督管理和综合协调的责任，特别是有多个乙方交叉施工时，甲方现场监督综合协调工作必须落到实处。
（4）规范合同签订，甲方不得指定丙方与乙方签订合同，理顺甲乙丙关系，谁签合同谁承担责任，与谁签合同就对谁负责。
2、加强事故上报管理和SO2的防护工作
（1）参建各单位要认真学习执行《安全生产事故报告和调查处理条例》（国务院第493号令）。要求发生事故（事件）基层队必须在1个小时内报告所属上级单位，一般事件由甲方上报县级人民政府，重大事件由指挥部上报地级人民政府，上报集团公司由指挥部和甲方同时上报。
（2）加强SO2防范知识培训，指挥部安全环保部将组织SO2培训教材编定工作，由胜利川东北培训中心实施培训，并把元坝1井事件作为培训教材案例。
（3）在放喷测试、压井、循环、解封等施工期间，对距离井口、放喷口500米范围内的居民要强制疏散，确保施工过程中的安全。
（4）加强现场服务方（钻前钻后、技术服务、套管队、运输公司等）H2S、SO2等有关有毒气体防护培训工作，对安全检测、防护器材的配置要求，加强现场的安全监管力度。
3、严格执行标准，进一步完善应急预案
严格执行川东北作业标准，加强现场检查验收，明确责任制，针对试气过程中出现遇到的新情况，进一步完善应急预案。增加二氧化硫检测、防护及应急内容，各施工单位要配备二氧化硫检测仪器，在安全告知书中增加有关气体防护安全常识和应急措施的宣传。

宏伟

谢谢分享，很详细，学习了