Q∕SY 1599-2013 在役鹽穴地下儲氣庫風險評價導(dǎo)則

1、O/SY中國石油藏鴒酣i企業(yè)標準Q/SY 15992013在役鹽穴地下儲氣庫風險評價導(dǎo)則Guidelines for risk assessment of in-service salt cavern underground gas storage2013 -07-23 發(fā)布2013 -10-01 實施中囯石油天然氣集團公司發(fā)布Q/SY 15992013 IQ/SY 15992013 #目 次 TOC o 1-5 h z mwni細i HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 2規(guī)范性引用文件1 HYPERLINK l bookmark5 o Curre

2、nt Document 3術(shù)語和定義14風險評價對象和目的 25風險評價流程2 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 6風險評價報告編制6附錄A （資料性附錄）基于故障樹的在役鹽穴地下儲氣庫失效概率計算方法 7附錄B （資料性附錄）在役鹽穴地下儲氣庫失效后果定量計算方法13Q/SY 15992013 #Q/SY 15992013 II-LX.1刖R本標準按照GB/T 1.12009標準化工作導(dǎo)則 第1部分：標準的結(jié)構(gòu)和編寫給出的規(guī)則起 本標準由中國石油天然氣集團公司標準化委員會天然氣與管道專業(yè)標準化技術(shù)委員會提出并歸 本標準起草單位：石油管工程技術(shù)

3、研究院、西氣東輸管道分公司。本標準主要起草人：李麗鋒、羅金恒、趙新偉、楊海軍、李祥、王珂、蔡克、張廣利、張華。Q/SY 15992013 Q/SY 15992013 在役鹽穴地下儲氣庫風險評價導(dǎo)則1范圍本標準規(guī)定了鹽穴地下儲氣庫運行過程中風險評價的對象、目的、方法、流程及報告。 本標準適用于鹽穴地下儲氣庫運行過程中的井口裝置、井筒及腔體的風險評價。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。 GB 502512003輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范SY 68062010鹽穴地下

4、儲氣庫安全技術(shù)規(guī)程3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1地下儲氣庫 underground gas storage利用地下的某種密閉空間儲存天然氣的地質(zhì)構(gòu)造，包括鹽穴型、枯竭油氣藏型、含水層型。 GB 502512003,定義 2.0.9 ； SY 68062010,定義 3.13.2鹽穴（腔）salt cavity通過人工注水溶鹽方式在鹽巖地層內(nèi)形成的地下洞穴。SY 68062010,定義 3.23.3鹽穴地下儲氣庫失效 salt cavern underground gas storage failure鹽穴地下儲氣庫發(fā)生泄漏或注采能力下降的狀態(tài)。3.4風險risk潛在損失的量度，

5、用事故發(fā)生的概率（可能性）和后果的大小表示。3.5危害因素threat factor可能造成人員傷亡、財產(chǎn)損失和環(huán)境破壞的因素。3.6失效概率 failure probability鹽穴地下儲氣庫發(fā)生失效的可能性。3.7失效后果 failure consequence鹽穴地下儲氣庫失效發(fā)生后對人、經(jīng)濟和環(huán)境或其組合可能產(chǎn)生的負面影響。3.8風險評價 risk assessment識別對鹽穴地下儲氣庫安全運行有不利影響的危害因素，評價事故發(fā)生的可能性和后果大小，綜 合得到鹽穴地下儲氣庫風險大小，并提出相應(yīng)風險削減措施的分析過程。4風險評價對象和目的4.1對象鹽穴地下儲氣庫風險評價的對象為儲氣庫單

6、元。每個儲氣庫單元由地下腔體、井筒和井口設(shè)施三 部分組成。4.2目的4.2.1識別出鹽穴地下儲氣庫可能的危害因素及其可能產(chǎn)生的不良后果，得出鹽穴地下儲氣庫失效的 可能性、后果及風險的大小。4.2.2對儲氣庫單元風險高低排序，辨識出儲氣庫單元的高風險因素，從而制定有效的風險削減措 施。5風險評價流程5.1概述完整的鹽穴地下儲氣庫風險評價流程如圖1所示，包括評價單元確定、數(shù)據(jù)收集與整合、風險分 析和風險評定四個過程，其中風險分析包括危害因素識別、失效概率分析、失效后果分析和風險估算 四個步驟，風險評定包括風險嚴重程度確定和風險削減措施選擇與評估兩個步驟。5.2評價單元確定應(yīng)將每個儲氣庫單元整體作為

7、一個評價單元進行風險評價。5.3數(shù)據(jù)收集與整合5.3.1數(shù)據(jù)收集5.3.1.1應(yīng)至少收集幾何數(shù)據(jù)、材料數(shù)據(jù)、地質(zhì)數(shù)據(jù)、施工數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)、維護檢測數(shù)據(jù)、周圍環(huán) 境數(shù)據(jù)、事故數(shù)據(jù)等，見表1。5.3.1.2數(shù)據(jù)的典型來源包括：a）可行性研究報告。b）地質(zhì)評價、鉆完井設(shè)計、造腔工程設(shè)計、注采管柱設(shè)計及HSE設(shè)計報告。c）鉆完井、造腔和注氣排鹵施工設(shè)計及總結(jié)。d）儲氣庫生產(chǎn)日志報表。e）歷次維修作業(yè)設(shè)計及施工總結(jié)。f）監(jiān)測/檢測報告。g）試驗報告和記錄。h）儲氣庫運營公司的標準、規(guī)范和操作規(guī)程。圖1鹽穴地下儲氣庫風險評價流程i）管理體系文件和應(yīng)急預(yù)案。j）管理記錄。k）培訓(xùn)記錄。l）故障處理記錄、事故

8、分析報告。m）同類行業(yè)的歷史數(shù)據(jù)庫和事故數(shù)據(jù)庫。n）行業(yè)標準和規(guī)范。5.3.2數(shù)據(jù)整合應(yīng)對收集的各類數(shù)據(jù)進行整合，保證數(shù)據(jù)能最好地反映每個儲氣庫單元的服役狀態(tài)。表1數(shù)據(jù)收集類型序號數(shù)據(jù)類型具體數(shù)據(jù)1幾何數(shù)據(jù)腔體形狀參數(shù)、注采管套管規(guī)格/壁厚/螺紋扣型、井口設(shè)備尺寸、與相鄰儲氣庫單元 間的礦柱寬度/井口間距2材料數(shù)據(jù)注采管套管鋼級/重量/管體及接頭性能/涂層狀況、井口設(shè)備鋼級及性能、固井水泥 類型及性能3地質(zhì)數(shù)據(jù)構(gòu)造及斷裂特征、地面到目的層底界以下100m的地層分布、不同地層巖石力學性能數(shù) 據(jù)、區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力、含水層分布、地震地質(zhì)情況4施工數(shù)據(jù)開鉆時間、井身結(jié)構(gòu)、上卸扣記錄、井身質(zhì)量、固井質(zhì)量、井

9、筒密封性測試、建腔日 期、完腔日期、完腔體積大小、鹽穴腔體密封性檢測、注氣排鹵開始日期、注采管試 壓、封隔器坐封、環(huán)空保護液名稱及替入量、注氣排鹵過程記錄、試注采氣記錄5運行數(shù)據(jù)氣質(zhì)、注采周期、庫容量、工作氣量、日注氣量、日采氣量、日產(chǎn)水量、最大/最小鹽 穴壓力、套壓、油壓、井口溫度、井下安全閥控制管線壓力、水合物生成情況、異常波 動、儲氣庫動態(tài)分析、井口各類閥門、儀表性能、井下安全閥性能、封隔器性能、侵 人、外力、故意破壞、管理體系運行情況、操作人員素質(zhì)和培訓(xùn)計劃、事故應(yīng)急反應(yīng)計 劃、演習和培訓(xùn)6維護檢測數(shù)據(jù)井口設(shè)備拆檢維護/更換、注采管套管維修更換、井口設(shè)備檢測、注采管套管腐燭/變 形檢測

10、、套管外水泥環(huán)膠結(jié)質(zhì)量檢測、腔體形狀檢測、庫區(qū)地面沉降監(jiān)測、監(jiān)控井監(jiān)測7周圍環(huán)境數(shù)據(jù)臨近監(jiān)測井/礦井分布、附近的人口分布、公共建筑物、土地使用情況、道路設(shè)施、風 速和風向信息、大氣狀況8事故數(shù)據(jù)已發(fā)生的泄漏事故、已報道的鹽穴失穩(wěn)事件、設(shè)備故障記錄、誤操作記錄5.4風險分析5.4.1危害因素識別危害因素應(yīng)涵蓋以下基本分類：腐蝕/沖蝕、設(shè)備失效、水合物生成、操作相關(guān)、機械損傷、自 然力及未知因素等。表2是基于歷史事故統(tǒng)計和工業(yè)經(jīng)驗確定的可能引起在役鹽穴地下儲氣庫失效的 危害因素。5.4.2失效概率分析5.4.2.1應(yīng)針對所有識別到的危害因素，分別計算泄漏和注采能力下降的失效概率。5.4.2.2對于

11、泄漏，應(yīng)考慮小泄漏、大泄漏和破裂三種模式的可能性大小。5.4.23 對于注采能力下降，應(yīng)考慮較小減緩、較大減緩、臨時中斷和長期中斷四種模式的可能性大 小。5.4.2.4泄漏和注采能力下降失效概率可根據(jù)所采用的風險評價方法來選擇表述方式。定性方法的評 價結(jié)果采用“經(jīng)常”、“可能”、“很少” “不可能”等級別來表述失效概率，半定量可采用指數(shù)法來評 價，定量描述可表示為“次/ （井年）”或“次/年”。5.4.2.5失效概率定量計算方法參見附錄A。5.4.3失效后果分析5.43.1失效后果分析應(yīng)針對泄漏和注采能力下降兩種失效類型分別分析。表2鹽穴地下儲氣庫運行過程中的危害因素序號危害因素特定類型1腐蝕

12、/沖蝕外腐蝕、內(nèi)腐蝕、細菌腐燭、應(yīng)力腐蝕開裂、沖蝕2設(shè)備失效井口設(shè)備失效井口裝置缺陷、井口閥門缺陷、密封墊失效、儀表失準、機械疲勞/振動井筒設(shè)備失效管體缺陷、管焊縫缺陷、管內(nèi)壁皺褶變形、螺紋接頭損壞、固井水泥環(huán)失 效、封隔器密封失效、井下安全閥失效、控制設(shè)備故障、機械疲勞/振動3水合物生成水合物生成4操作相關(guān)誤操作維護操作失誤、注氣量超負荷腔體密封失效/失穩(wěn)夾層、鹽巖崩落、運行壓力超高、運行壓力超低、采氣壓降過快、鹽巖蠕 變、相鄰腔體連通、地面塌陷5機械損傷甲方、乙方或第三方造成的損壞人為故意破壞6自然力氣候/外力作用極端溫度（如寒流）、颶風（裹挾巖屑）、暴雨、洪水、雷電、地層運動、 地震7未

13、知因素5.43.2泄漏應(yīng)考慮人員安全、經(jīng)濟損失和環(huán)境影響三個方面的后果：a）泄漏后果分析中對人的負面影響應(yīng)考慮泄漏后對評價單元區(qū)域內(nèi)的不同人群的影響，這些人 群應(yīng)包括維修人員、巡檢人員、當?shù)鼐用褚约案浇S的工人等，同時應(yīng)考慮暴露于戶內(nèi)和 戶外兩種情況。b）泄漏經(jīng)濟后果應(yīng)考慮輸送中斷費用、財產(chǎn)損失費用、儲存介質(zhì)損失費用和設(shè)施維修費用等。c）泄漏環(huán)境后果分析應(yīng)考慮天然氣的性質(zhì)和注氣前的處理狀態(tài)。天然氣不含有毒或強酸性成分 時可不予以考慮。5.43.3注采能力下降后果分析僅考慮對經(jīng)濟的影響，應(yīng)包括運行收人損失和設(shè)施維修費用。 5.43.4失效后果可采用定性、半定量或定量的方法估計，定性的評價結(jié)果描

14、述可表示為“重大”、 “較大”、“一般”等級別，半定量可采用指數(shù)法來評價，定量的評價可從安全、經(jīng)濟和環(huán)境等角度加 以分析，給出相應(yīng)的指標，可用貨幣表示經(jīng)濟后果。5.43.5失效后果定量計算方法參見附錄B。5.4.4風險估算5.4.4.1風險估算應(yīng)對泄漏或注采能力下降兩種失效類型分別估算。5.4.4.2對于泄漏失效類型，應(yīng)根據(jù)泄漏失效概率和失效后果分析結(jié)果，確定泄漏造成的人員風險、 經(jīng)濟風險和環(huán)境風險。5.4.43對于注采能力下降失效類型，應(yīng)根據(jù)注采能力下降概率和后果分析結(jié)果，確定注采能力下降 造成的經(jīng)濟風險。5.5風險評定5.5.1風險嚴重程度確定5.5.1.1在判斷風險嚴重程度時，應(yīng)考慮的因

15、素包括但不限于：a）失效后果的嚴重性。b）失效概率。c）社會效益。d）降低風險的成本。5.5.1.2可采用下列方法評定風險的嚴重程度：a）與國外同類事故風險損失相比較。b）國內(nèi)外風險可接受準則。c）通過長時間運行經(jīng)驗積累，判斷風險可接受程度。d）對比不同儲氣庫單元風險，確定相對風險嚴重程度。 5.5.2風險削減措施選擇與評估風險削減措施選擇與評估應(yīng)考慮以下方面：a）是否為有助于降低鹽穴地下儲氣庫失效概率、減小失效后果或者兩者兼顧的風險削減措施。b）是否充分考慮各種風險削減措施預(yù)期的降低風險和其消耗的資源。c）是否保障安全生產(chǎn)，降低泄漏和注采能力下降的風險。5.6風險再評價當出現(xiàn)下列情況之一時，

16、應(yīng)對所評價的鹽穴地下儲氣庫重新進行風險評價:a）根據(jù)上次評價結(jié)果確定的再評價時間。b）操作工況發(fā)生重大變化。c）進行重大維修改造。d）周邊環(huán)境發(fā)生重大變化。6風險評價報告編制應(yīng)全面記錄風險評價過程，形成報告，報告應(yīng)包括以下幾個方面:a）評價的目的和范圍。b）評價數(shù)據(jù)及來源說明。c）風險評價方法選擇，包括軟件使用。d）危害因素識別。e）失效概率分析。f）失效后果分析。g）風險估算。h）風險評定分析。1）結(jié)論和風險削減建議。附錄A（資料性附錄）基于故障樹的在役鹽穴地下儲氣庫失效概率計算方法A.1計算步驟基于故障樹的在役鹽穴地下儲氣庫失效概率計算方法包括以下步驟：a）故障樹建立。b）失效模式確定。c

17、）失效概率計算。A.2故障樹建立在役鹽穴地下儲氣庫失效包括泄漏和注采能力下降兩種類型，取鹽穴地下儲氣庫失效作為頂事 件，泄漏和注采能力下降作為次級事件，并將泄漏到大氣和泄漏到地層作為泄漏的次級事件，運行 減緩和運行中斷作為注采能力下降的次級事件，建立在役鹽穴地下儲氣庫失效故障樹，見圖A.1至圖 A.5,包括18個基本事件（見表A.1）和23個割集（見表A.2）。儲氣庫失效（T）泄漏（A1）注采能力下降（A2）泄漏到大氣通過地下泄漏運行中斷運行減緩圖A.1在役鹽穴地下儲氣庫失效總故障樹A.3失效模式確定泄漏和注采能力下降兩種失效類型的失效模式可按以下原則確定：a）對于泄漏，考慮小泄漏、大泄漏和破

18、裂三種模式。b）對于注采能力下降，則根據(jù)注采能力下降程度來確定，考慮較小減緩、較大減緩、臨時中斷 和長期中斷四種模式。c）對于含多個基本事件的割集，其失效模式由最后發(fā)生的基本事件控制，并將該基本事件定義 為該割集的主事件。d）不同的危害因素對失效模式發(fā)生的貢獻是不同的，危害因素引起失效模式發(fā)生的概率分布見 表 A.3。圖A.2泄漏到大氣的故障樹泄漏到地層遠離井筒通過井筒通過水泥環(huán)圖A.3泄漏到地層的故障樹運行減緩井筒井/井口堵塞損傷設(shè)備圖A.4運行減慢的故障樹A圖A.5運行中斷的故障樹表A.1辨識的引起在役鹽穴地下儲氣庫失效的基本事件編號基本事件編號基本事件1油管掛上面井口泄漏10通過生產(chǎn)套管

19、水泥環(huán)泄漏2井下安全閥泄漏11通過表層套管水泥環(huán)泄漏3封隔器泄漏12氣體接觸可擴散層4油管泄漏13析出物堵塞井口5油管掛下面井口泄漏14析出物堵塞井6到地面的泄漏途徑15設(shè)備故障7鹽穴頂板泄漏16蓋層坍塌8蓋層泄漏17上覆層運動9套管泄漏18鹽穴坍塌表A.2辨識的引起在役鹽穴地下儲氣庫失效的割集編號失效類型割集主事件1泄漏泄漏到大氣1122 5533 5544 5556 7 8663 9 10 1111710 11118泄漏到地層7 8893 9910101011注采能力下降運行減緩131312141413151514161615171716181817運行中斷1515181313191414

20、201818211717221616231818表A.3每類危害因素引起的失效模式發(fā)生的概率分布失效模式危害因素腐蝕/沖蝕設(shè)備失效水合物生成操作相關(guān)機械損傷地震小泄漏93%70%/39%35%26%大泄漏6.9%29%/60%64%54%破裂0.1%1.0%/1.0%1.0%20%較小減緩/48%25%1%1%/較大減緩/1%25%97%1%/臨時中斷/50%50%1%97%/長期中斷/1%0%1%1%/注1 :表中“/”說明未考慮本危害因素對失效模式發(fā)生的貢獻。 注2:自然力危害因素只考慮地震。A.4失效概率計算在役鹽穴地下儲氣庫泄漏和注采能力下降發(fā)生概率可根據(jù)A.2確定的基本事件、割集發(fā)生

21、概率和 故障樹邏輯計算，具體過程包括：a）基本事件發(fā)生概率計算：根據(jù)每個評價單元的實際參數(shù)和工況，評價每類危害因素。根據(jù)每 類危害因素對基本事件的影響關(guān)系，按公式（A.1）計算基本事件發(fā)生概率：漢M-rid-%） （A.i）式中：Pfi基本事件i的發(fā)生概率；pft由危害因素y引起的基本事件i的發(fā)生概率；i基本事件編號，取值為118 ;j危害因素對應(yīng)編號，取值為16,分別代表腐蝕/沖蝕、設(shè)備失效、水合物生成、操作相 關(guān)、機械損傷及地震。b）割集發(fā)生概率計算：引起泄漏和注采能力下降的割集發(fā)生概率可根據(jù)割集包含的基本事件個 數(shù)來確定，對于只含一個基本事件的割集，其發(fā)生概率可按公式（A.2）計算：（a

22、.2）式中：Pfks失效模式S的割集k的發(fā)生概率；Pfy危害因素引起的基本事件i的發(fā)生概率；A危害因素引起失效模式5的發(fā)生概率；k一割集編號，取值為122；失效模式編號，取值為17,分別為小泄漏、大泄漏、破裂、較小減緩、較大減緩、臨 時中斷和長期中斷。對于含多個基本事件的割集，其發(fā)生概率可按公式（A.3）計算：(A.3)%=na - %) t1 - na - 4A)式中：Pf危害因素J引起的割集k的主事件m的發(fā)生概率；Pfkl割集k中基本事件I的發(fā)生概率；A危害因素J引起失效模式5的發(fā)生概率；m主事件對應(yīng)的編號；I割集中包含的除主事件m外的基本事件編號。c）失效事件發(fā)生概率計算：泄漏到大氣、泄

23、漏到地層、運行減緩和運行中斷定義為失效事件， 失效事件的發(fā)生概率則根據(jù)其對應(yīng)的割集按公式（A.4）計算：（A.4）式中：Pffs失效模式的失效事件/發(fā)生概率；失效事件編號，編號取14,分別為泄漏到大氣、泄漏到地層、運行減緩和運行中斷。附錄B（資料性附錄）在役鹽穴地下儲氣庫失效后果定量計算方法B.1概述在役鹽穴地下儲氣庫失效后果定量計算方法是為了分析其發(fā)生泄漏或注采能力下降對人員生命安 全、經(jīng)濟、環(huán)境方面造成的影響。以下提供在役鹽穴地下儲氣庫泄漏和注采能力下降兩種失效類型的 后果定量計算方法。B.2泄漏后果分析B.2.1泄漏后果定量分析步驟在役鹽穴地下儲氣庫泄漏后果的定量分析是通過對有代表性的失

24、效場景建立數(shù)學模型，分析鹽穴 地下儲氣庫泄漏后發(fā)生的災(zāi)害類型和影響范圍，估算其造成的各種損失情況。定量后果分析模型需要 考慮輸送介質(zhì)的物理化學特性、泄漏速率、點火概率、災(zāi)害種類等因素。后果的定量評價可按照下述 步驟進行：a）確定鹽穴地下儲氣庫泄漏災(zāi)害類型。b）計算天然氣泄漏速率和/或泄漏量。c）計算災(zāi)害的強度和影響范圍。d）估算泄漏造成的經(jīng)濟損失情況。B.2.2鹽穴地下儲氣庫泄漏災(zāi)害類型鹽穴地下儲氣庫在發(fā)生泄漏之后，如果立即點燃，通常只會發(fā)生噴射火（JF）,而不是先發(fā)生火 球，再發(fā)生噴射火，這是因為最初火球災(zāi)害可以認為是穩(wěn)定噴射火災(zāi)害的保守情形。如果延遲點燃, 泄漏的氣體介質(zhì)擴散之后，會發(fā)生蒸

25、氣云爆炸（VCE）或者蒸氣云火（VCF）；如果沒有發(fā)生點燃， 則只形成有毒火窒息氣團（VC）。氣體擴散后的影響范圍與介質(zhì)在空氣中的濃度有關(guān)，受介質(zhì)物理性 質(zhì)、氣象條件等因素影響。為簡化分析，只考慮三種情況：a）泄漏到大氣，立即被點燃，發(fā)生噴射火（則。b）泄漏到大氣，安全擴散（SD）。c）泄漏到地層遷移一定距離，但未泄漏到大氣的情況。B.2.3計算天然氣泄漏速率B.2.3.1計算考慮因素泄漏速率與泄漏模式、泄漏位置、泄漏孔尺寸和約束條件等因素相關(guān)。鹽穴地下儲氣庫天然氣泄 漏率應(yīng)考慮泄漏到大氣和泄漏到地層兩種情況，小泄漏、大泄漏和破裂三種孔尺寸。對于大泄漏或破 裂模式，還應(yīng)考慮鹽穴壓力隨泄漏持續(xù)時

26、間變化而下降的過程。B.2.3.2 - B.2.3.4是不同泄漏情況的 天然氣泄漏速率計算模型。B.2.3.2泄漏到地層的小泄漏模式泄漏到地層的小泄漏模式的泄漏率采用公式（B.1）計算：leak-undersmall(B.l)式中：under氣體泄漏速率，單位為立方米/天（m3/d）；Cn3.7915 ;leak_location泄漏位置處的井內(nèi)壓力，單位為千帕（kPa）； d孔直徑，單位為毫米（mm）；Tleak_location泄漏位置處的井內(nèi)溫度，單位為開爾文（K）；Z在溫度T,eak_location壓力久下的天然氣的壓縮因子： K一天然氣的等壓熱容與等容熱容之比；yg天然氣的相對密度

27、。B.2.3.3泄漏到地層的大泄漏和破裂模式泄漏到地層的大泄漏和破裂模式的泄漏速率計算方法相同。由于天然氣泄漏到地層的徑向前緣擴 展半徑是與時間相關(guān)的函數(shù)，氣體泄漏速率也隨時間變化。當不考慮鹽穴壓力隨泄漏持續(xù)時間變化而 下降的過程時，泄漏到地層的破裂模式，泄漏速率按公式（B.2）計算：2 丌免horizontal AAjPleak-location(B.2)式中：q氣體泄漏速率，單位為立方米/秒（m3/s）；horizontal地層的水平滲透率，單位為平方米（m2）；r隨時間變化的氣體從井筒向外擴展的距離，單位為米（m）；rw井筒半徑，按生產(chǎn)套管半徑計算，單位為米（m）；li氣體黏度，單位為千

28、帕秒（kPa s）;h可滲透性地層的高度，單位為米（m） ?leak_locatlon泄漏處的壓力，單位為千帕（kPa）；gas_water天然氣擴展前緣的氣水界面力，單位為千帕（kPa）。當考慮鹽穴壓力隨泄漏持續(xù)時間變化而下降的過程時，則應(yīng)按照準瞬態(tài)泄漏模型計算。準瞬態(tài)泄 漏模型包括如下假設(shè)：a）未考慮鹽穴壓力變化過程中鹽穴溫度的改變，可視為常量。b）在天然氣泄漏未得到有效控制時，天然氣泄漏直到泄漏處壓力與泄漏處靜水壓力平衡才結(jié)束。 計算過程如下：第1步：按公式（B.3）計算時刻儲氣庫單元儲存的天然氣摩爾量。式中：時刻儲氣庫單元儲存的天然氣摩爾量，單位為摩爾（mol）;Pcav（t0） 泄漏

29、時刻的鹽穴壓力，單位為摩爾（mol）；Kav（0）泄漏&時刻鹽穴體積，單位為立方米（Hl3）；Z,。天然氣壓縮因子；R氣體常量，單位為千焦/ （摩爾開爾文）kJ/ （mol-K）；Tw泄漏。時刻的鹽穴溫度，單位為開爾文（K）。 第2步：按公式（B.4）至公式（B.8）計算天然氣壓縮因子Zt( = 1 + (-0.60410 + 0.340987) pr(B.4)按公式（B.5）計算:Pcav(/0)Pc凡=(48.9255-4.0485/g)xl05(B.5)(B.6)r(o)(B.7)Tc = 96.6468+ 170.6196rg(B.8)式中：Pr（to泄漏&時刻的視對比壓力，單位為千帕

30、（kPa）;T叫、泄漏么時刻的視對比溫度，單位為開爾文（K）；Pc天然氣的視臨界壓力，單位為千帕（kPa）,按公式（B.6）計算；T天然氣的視臨界溫度，單位為開爾文（K）,按公式（B.8）計算。 第3步：按公式（B.9）計算泄漏速率。Kf 2 yyleaklocation yV g * 1W*Z(o) JU+J尺+11Rupture-皿d = 2 743a2 . pleak-location r VO)(B.9)式中：地下泄漏氣體泄漏率，單位為立方米/天（rn3/d）；f-locatlon泄漏位置在泄漏么時刻的壓力，單位為千帕（kPa）;7；-location泄漏位置在泄漏&時刻的溫度，單位為

31、開爾文（K）o第4步：按公式（B.10）計算泄漏A?后的損失氣體體積。（z0+Az）=Cture-und/86400 （B.10）式中：o0+Ar）泄漏后的損失氣體體積，單位為立方米（m3）；A/ 泄漏時間，單位為秒（s）o第5步：根據(jù)公式（B.11）和公式（B.12）計算泄漏Ar后的泄漏損失氣體后的天然氣摩 爾量 （,0+Ar）o”（Z0+AZ） （?0） W （B.11）leak _ （/0+AOA（ 0.0224式中： 31.530s內(nèi)致死率100%全部建筑損壞31.5 15.730s內(nèi)致死率50%損壞程度為50% 15.730s內(nèi)致死率1%不會發(fā)生破壞B.2.5估算泄漏造成的經(jīng)濟損失情

32、況B.2.5.1泄漏造成的經(jīng)濟損失計算模型泄漏造成的經(jīng)濟損失包括災(zāi)害造成的財產(chǎn)損失、介質(zhì)損失費用、設(shè)施維修費用、服務(wù)中斷費用和 環(huán)境影響費用，基本模型見公式（B.17）。C = Cdmg + Cprod + Crep + Cint + Cenvc一鹽穴地下儲氣庫泄漏造成的經(jīng)濟損失，單位為元； Cdmg災(zāi)害引起的財產(chǎn)損失費用，單位為元；Cprod天然氣損失費用，單位為元；Crep設(shè)施維修費用，單位為元；cint服務(wù)中斷費用，單位為兀；Cenv環(huán)境影響費用，單位為元。圖B.1鹽穴地下儲氣庫泄漏災(zāi)害影響區(qū)域示意圖B.2.5.2災(zāi)害引起的財產(chǎn)損失費用本附錄未考慮泄漏到地層的災(zāi)害模型，對于泄漏到地層的失

33、效事件不涉及災(zāi)害引起的財產(chǎn)損失費 用。泄漏到大氣的災(zāi)害引起的財產(chǎn)損失費用，只考慮更換損傷建筑及其附屬設(shè)施的費用，財產(chǎn)損傷費用估計采用公式(B.18)和公式(B.19)。Cdmg = Cu ?c A(隊A = (1 - damage)4 + damage4) (B.19)式中：Cu單位面積建筑復(fù)原費用，單位為元，可根據(jù)具體實際統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲得； 良一建筑總面積占災(zāi)害影響區(qū)域總面積百分比；A災(zāi)害對建筑影響區(qū)域總面積，單位平方米(m2),按式(B.19)計算； damage熱輻射強度門檻值下限之間的建筑損傷程度，根據(jù)表B.1取50% ； A1熱輻射強度門檻值上限值里的總面積，單位為平方米(m2)；Ao熱

34、輻射強度門檻值下限值里的總面積，單位為平方米(m2)0B.2.5.3天然氣損失費用天然氣損失費用按公式(B.20)計算。式中：up天然氣價格，單位為元/立方米；參考市場平均價；VR不同泄漏模式下的體積，單位為立方米（m3），可根據(jù)B.2.2的不同泄漏模式下的泄漏率 與泄漏持續(xù)時間計算得到。對于不同泄漏模式的泄漏持續(xù)時間可按以下原則確定：a）假設(shè)一旦泄漏到大氣的失效事件發(fā)生，泄漏檢測儀將很快檢測到。對于小泄漏和大泄漏，泄 漏持續(xù)時間取實際維修人員有效控制泄漏的時間。對于破裂泄漏，假設(shè)維修人員在維修破裂 以前，鹽穴井的總儲存氣體體積全部損失，根據(jù)該假設(shè)即可確定破裂泄漏持續(xù)時間。b）對于泄漏到地層而

35、言，地下泄漏的檢測和控制非常困難，泄漏持續(xù)時間相比泄漏到大氣要大 得多。因此假設(shè)只有儲氣庫運營管理者進行精確庫存核對的時候，小泄漏才能被發(fā)現(xiàn)，取精 確庫存核對周期為泄漏持續(xù)時間。當泄漏到地層的大泄漏模式發(fā)生時，如果鹽穴井正在注氣 或采氣，大泄漏將在數(shù)天內(nèi)不能被檢測到，但若干天后仍需要控制泄漏，因此假設(shè)當鹽穴壓 力下降到泄漏位置處的靜水壓力時大泄漏才停止（例如當泄漏位置點在地下100m處，當鹽 穴壓力等于100m處的靜水壓力時泄漏流動才停止）；對于破裂模式，假設(shè)鹽穴壓力和破裂點 處的靜水壓力達到平衡時氣體才停止向可擴散層流動；大泄漏和破裂泄漏持續(xù)時間可根據(jù)準 瞬態(tài)模型來計算。B.2.5.4設(shè)施維修費用在役鹽穴地下儲氣庫設(shè)施維修費用與泄漏位置、泄漏模式、泄漏類型及可維修性相關(guān)，應(yīng)根據(jù)儲 氣庫運營公司的維修歷史數(shù)據(jù)確定。如數(shù)據(jù)缺乏或為新建儲氣庫，可參考如下簡化方法：設(shè)施維修費 用只考慮泄漏位置的維修費用，基本公式見公式（B.21）。式