2）爆炸场地应设置在远离建筑物的地方，进行爆炸焊的场所周围不得有可能受到损害的物体。3）对从事爆炸焊工作的人员必须进行工种训练和考核，只有通过考核并取得操作证才可以进行操作。同时要接受安全和保卫部门的监督，遵守国家有关政策法令。4）在进行爆炸焊操作之前应确保所有工作人员及物品均处于安全地带，确保所有人员做好防声、防震措施。引爆前给出信号，炸药爆炸3min后工作人员才能返回爆炸地点。......
2025-09-29
页岩气钻井井场安全防护数学模型优化
【摘要】：因此，页岩气采输井场作业安全防护距离的确定应结合邻井地质资料和无阻流量，并综合考虑地形、人口分布、工艺、环境等因素，同时注意其差异性。
1.不同无阻流量下蒸汽云爆炸的爆炸波伤害范围
据不完全统计，页岩气单井无阻流量为15.3×104～155.8×104m3/d。因此，分别选取15×104m3/d、30×104m3/d、45×104m3/d、60×104m3/d、100×104m3/d、130×104m3/d和160×104m3/d作为页岩气井无阻流量，计算其相应的蒸汽云爆炸的爆炸波伤害范围，如表6-1所示。
表6-1 不同无阻流量下蒸汽云爆炸的爆炸波伤害范围
由表6-1可知，随着页岩气井无阻流量的增加，相应的蒸汽云爆炸的爆炸波伤害范围亦会增加，但不呈线性规律。
2.不同无阻流量下蒸汽云爆炸的爆炸火球伤害范围
选取15×104m3/d、30×104m3/d、45×104m3/d、60×104m3/d、100×104m3/d、130×104m3/d和160×104m3/d作为页岩气井无阻流量，计算其相应的蒸汽云爆炸的爆炸火球伤害范围，如表6-2所示。
表6-2 不同无阻流量下蒸汽云爆炸的爆炸火球伤害范围
由表6-2可知，随着页岩气井无阻流量的增加，相应的蒸汽云爆炸的爆炸火球伤害范围亦会增加，但不呈线性规律。
3.不同无阻流量下基于Pasquill-Gifford模型的硫化氢危害范围
选取15×104m3/d、30×104m3/d、45×104m3/d、60×104m3/d、100×104m3/d、130×104m3/d和160×104m3/d作为页岩气井无阻流量，计算其相应的基于Pasquill-Gifford模型的硫化氢危害范围，如表6-3所示。
表6-3 不同无阻流量下基于Pasquill-Gifford模型的硫化氢危害范围
由表6-3可知，随着页岩气井无阻流量的增加，相应的基于Pasquill-Gifford模型的硫化氢危害范围亦会增加，但不呈线性规律。
4.不同硫化氢含量下基于Pasquill-Gifford模型的硫化氢危害范围
选取0.5%、1.0%、2.0%、5.0%和20%作为页岩气井的硫化氢体积含量，计算其相应的基于Pasquill-Gifford模型的硫化氢危害范围，如表6-4所示。
表6-4 不同硫化氢含量下基于Pasquill-Gifford模型的硫化氢危害范围
由表6-4可知，随着页岩气井硫化氢含量的增加，相应的基于Pasquill-Gifford模型的硫化氢危害范围亦会增加。
5.不同无阻流量下基于高斯模型的硫化氢危害范围
选取15×104m3/d、30×104m3/d、45×104m3/d、60×104m3/d、100×104m3/d、130×104m3/d和160×104m3/d作为页岩气井无阻流量，利用自编程序可得不同无阻流量下页岩气（硫化氢体积含量5.0%）的硫化氢气体扩散等浓度曲线，如图6-1至图6-7所示。
图6-1 硫化氢气体扩散等浓度曲线（15×104m3/d）(https://www.chuimin.cn)
图6-2 硫化氢气体扩散等浓度曲线（30×104m3/d）
图6-3 硫化氢气体扩散等浓度曲线（45×104m3/d）
图6-4 硫化氢气体扩散等浓度曲线（60×104m3/d）
图6-5 硫化氢气体扩散等浓度曲线（100×104m3/d）
图6-6 硫化氢气体扩散等浓度曲线（130×104m3/d）
图6-7 硫化氢气体扩散等浓度曲线（160×104m3/d）
由图可知，随着无阻流量的增大，致死区域、重伤区域和轻伤区域的扩散距离和扩散面积都会增加。
6.不同含硫量下基于高斯模型的硫化氢危害范围
选取1.0%、2.0%和5%作为页岩气井的硫化氢体积含量，利用自编程序可得不同无阻流量下页岩气（无阻流量15×104m3/d）的硫化氢气体扩散等浓度曲线，如图6-8至图6-10所示。
图6-8 硫化氢气体扩散等浓度曲线（1.0%）
图6-9 硫化氢气体扩散等浓度曲线（2.0%）
图6-10 硫化氢气体扩散等浓度曲线（5.0%）
由图可知，随着H2S气体体积分数的增大，致死区域、重伤区域和轻伤区域的扩散距离和扩散面积都会增加。
7.模型优化
利用事故风险后果定量模拟实验进行反演，页岩气钻井井场作业安全防护数学模型的优化与无阻流量直接相关，尽管硫化氢含量也会影响页岩气钻井井场作业安全防护距离，但是钻遇硫化氢的可能性不大，出现井喷失控的可能性更小。因此，页岩气采输井场作业安全防护距离的确定应结合邻井地质资料和无阻流量，并综合考虑地形、人口分布、工艺、环境等因素，同时注意其差异性。
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