高含硫气井生产状况分析及应对措施探讨

由于高含硫天然气具有H2S和CO2等腐蚀性介质含量较高、水合物形成温度较高、而且在井下及地面析出单质硫等特性,使其对设备管道造成严重堵塞和腐蚀,对生产、作业和经济效益影响较大.针对重庆气矿高含硫气井生产情况及技术管理进行分析,找出存在的问题,结合室内研究,提出了应对措施和管理要求,以供决策参考.     

深井高温井含硫气井的成功防腐

BEC气田开采井的温度在138℃,H_2S含量21％,CO_2含量40％。生产水中氟根含量190000ppm,井深为4724m。防腐施工中,在大部分侵蚀井内通过环空注入水溶性防腐剂作井下连续防腐,其余井内采取油溶性防腐剂驱替的方法。硝化油管进行井下分批处理。在高腐蚀井中。连续注入水溶性防腐剂以扩大处理效果,并对防腐剂的残余物监控并用计算机处理,以确保最佳注入效果;用流动管线测蚀器和水压试验来监控集输管线防腐程序。所提供的数据有助于设计高腐蚀开采中的成功防腐程序。     

高压气井、凝析气井CO_2腐蚀机理及防腐技术

塔里木盆地所发现的气田、凝析气田,天然气中大多不合H2S而含有一定量的CO2。高压气井、 凝析气井中C02的腐蚀有其内在客观规律,CO2的腐蚀主要与分压、温度、含水量、pH值、盐的含量、 流速、流态、攻角等因素有关。防止CO2的腐蚀的措施是多样的,对于长期生产的高压气井、凝析气井, 采用13Cr不锈钢防腐是经济可行的。     

高含硫气井存在的问题及对策探讨

由于高含硫天然气H2S、CO2等腐蚀性介质含量较高,水合物形成温度也较高,而且,高含硫气井在生产过程中,井下及地面设备管道内易沉积单质硫等,严重腐蚀和堵塞生产设施,危急周边环境安全,从而影响高含硫气井生产、作业和企业的经济效益。因此,需要对高含硫气井进行分析,找出主要腐蚀和堵塞因素,提出有效的防治措施。本文针对重庆气矿高含硫气井生产环境、腐蚀状况和堵塞现象,在分析腐蚀、堵塞影响因素的基础上,结合室内研究,提出防腐、防堵措施以及生产管理要求。     

深热含硫气井防腐蚀有效措施

美国南阿拉巴马州大Escambia河湾（BEC）气田含硫气井的生产环境，由280F、21％的H2S、40％的CO2和在采出水中浓度高达190000ppm的氯化物构成。严重腐蚀的状况迫切要求实现一项缓蚀计划，使这些井安全经济地进行生产。本文描述了井下和集气系统腐蚀防止与监测计划的基本情况、技术研究发展及其成果。该计划内容包括：在腐蚀最严重的井中自环形空间注入水溶性缓蚀剂，以此实现井下的持续性防腐；对其余的井以油溶性缓蚀剂分批处理置换硝化油管；在集气管线中为扩大分批处理，以及在选出的严重腐蚀的井中连续注入一种水溶性缓蚀剂；监测缓蚀剂残余产物并绘制趋势曲线图，以保证井下处理的有效性和优化注入率；以及出口管线内径规和水压试验以监测集气管线的防腐计划。本文还介绍了用于设计、计算和更新连续井下注入系统和硝化分批处理的计算机处理方法。由达到的油管寿命、缓蚀剂残余物的现场数据以及出口管线和井下的内径规，验证了该腐蚀防止与监测计划是成功的。文中提供的数据资料，有助于对严重腐蚀的生产环境的防腐蚀计划进行成功的设计与实施。     

高含硫气田钻具腐蚀研究进展

介绍了高含硫气田钻井过程中H2S对钻井的危害特点及应力腐蚀机理,探讨了钻具硫化氢腐蚀的影响因素,提出预防钻柱失效的四条措施即正确选材,改善工作环境,降低服役载荷或应力以及加强管理。指出含硫气田钻具腐蚀与防护研究的热点及发展发向是:开展高温高压、H2S CO2 Cl-共存、以及高矿化度地层水等恶劣环境腐蚀研究;加强对H2S CO2共存环境中的腐蚀基础理论研究;开发经济性抗硫钻杆及制定相关标准,为我国高含硫气的开发提供指导的借鉴。     

酸性气井井下管柱腐蚀预测模型及应用评价

在酸性气井中,腐蚀使管柱的强度大大下降,给气井的开发生产带来巨大的安全隐患.采用支持向量机方法对国内某油田的2口生产气井进行气井管柱腐蚀预测,结果表明,对于H2S腐蚀下的井,预测误差为3.1％;对于少量H2S环境下CO2腐蚀的井,预测误差为1.5％,预测值都能够满足工程需要.腐蚀介质H2S和CO2共存情况下的腐蚀要远比单一介质腐蚀严重得多.对气井中存在H2S和CO2两种腐蚀介质的情况,应重点监护,做好防腐措施并及时更换气井管柱.     

气井井筒CO2腐蚀及结垢监测实验研究

为了准确评估采气井、注气井井筒内服役管柱材质的安全性能,探究其腐蚀结垢失效机理,以榆林气田某上古天然气井为例,依次开展了井筒流体分析、油管MIT测试、井下挂片失重腐蚀评价及SEM、EDS、XRD、3D相关表征测试等监测实验.结果表明,上古天然气中伴生的CO2溶解于低矿化度凝析水中所形成的电解质井筒流体,以水膜形式附着于...     

气井油管CO_2腐蚀预测及防腐对策研究

本文以气井油管CO_2腐蚀为研究对象,从腐蚀机理、腐蚀影响因素、腐蚀度预测与防腐措施等方面进行研究,用定量数学模型确定了腐蚀速率计算公式,并提出了具体的防腐蚀对策。     

含硫气田集输管道腐蚀预测软件应用

针对川渝地区含硫气田集输管道材料腐蚀问题,结合几种经典的、应用较广的腐蚀速率预测模型进行了对比分析.根据对影响腐蚀的主要因素CO2分压、H2 S分压、液体流速、运行温度等开展机理分析,推导建立了一种腐蚀速率预测半经验模型,并通过试验数据确定了模型中的待定系数.在此腐蚀预测模型的基础上,开发了基于BP神经网络算法的含硫气...     

环氧类内涂层在酸性气田集输管道适用条件探究

为探究酸性气田集输管道中各腐蚀影响因素对环氧类防腐内涂层关键性能指标的影响,确定内涂层在酸性气田集输管道的适用条件,实验室采用动态高温高压釜模拟现场不同的工况条件对涂层样品进行浸泡实验。通过涂层测厚仪、涂层附着力测试仪、绝缘电阻测试仪分别测试涂层在实验前后的厚度、附着力、绝缘性能及表面形貌的变化,进而探究不同的腐蚀影响因素对环氧类内涂层关键性能指标的影响。实验表明:环氧类防腐内涂层在H 2S质量浓度低于20 g/m^3、CO 2质量浓度低于100 g/m^3、液相流速低于2 m/s的腐蚀环境中具有一定的适应性,涂层的关键性能指标(厚度、绝缘电阻等)变化不明显;环氧类内涂层初步具备在酸性气田集输管线应用的条件。     

含硫气田净化厂原料气过滤分离设备腐蚀主控因素研究

含硫气田天然气净化厂原料气过滤分离设备为关键设备,其腐蚀失效情况也备受关注。现场调研发现,使用一段时间后,分离设备底部积液位置出现腐蚀层,且分离设备存在较多鼓泡。通过开展金相分析、理化性能分析及腐蚀微观分析,确定了设备失效原因,室内模拟现场条件找出腐蚀失效主控因素。结果表明,在材料力学性能、化学成分满足标准要求的前提下,材料本身存在较多夹杂是导致设备鼓泡失效的主要原因,随着H_2S与CO_2分压比的增加,腐蚀速率增大,氢鼓泡现象更加严重。     

改进定容含硫气藏储量计算方法

气藏物质平衡方程式可以确定气藏的原始地质储量,是气藏工程中计算储量的重要方法。由于含硫气藏的特殊性,如硫析出形成硫沉积等,而目前在用物质平衡方程计算定容含硫气藏原始储量时,仍然采用原有的定容气藏物质平衡方程,因而忽略了硫沉积造成的差异,会对计算结果造成一定的影响。本文针对含硫气藏的特殊性,如硫析出形成硫沉积等问题,基于物质平衡原理,考虑硫沉积造成的差异,建立起新的定容含硫气藏物质平衡方程。并应用于定容含硫气藏储量计算,计算结果表明新方程计算结果更加可靠。     

酸性气田管道防腐内涂层性能检测评价

川渝气田某酸性气液混输管线近年多次发生内腐蚀失效,为此,将该条管线采用环氧酚醛内涂层防腐。在防腐内涂层服役1.5年之后,为了研究内涂层在酸性气田集输管线上的适应性,对该防腐内涂层开展了实验室评价。对现场获取样品分别进行内涂层的外观、厚度、硬度、耐冲击、附着力、耐磨性等性能指标测试。实验结果表明,服役1.5年后,内涂层的硬度、耐冲击、附着力3项力学性能指标良好,但部分样品的厚度与耐磨性则出现了明显的降低。总体来看,该涂层在短期内较好地抑制了管线内腐蚀速度,但仍需要在后续工作中定期掌握在役涂层耐磨值、厚度的变化情况,同时对管线内腐蚀情况进行腐蚀监测,进而评价该涂层在酸性腐蚀介质中长期服役的可行性。     

Accurate prediction of maximum hydrogen sulfide absorption capacity in sour gas prewash units of natural gas treating plants

A neuro-fuzzy model is proposed for accurate prediction of the maximum H₂S absorption capacity in aqueous phase over wide ranges of temperatures and salt concentrations. Predictions of the presented fuzzy model are much more accurate than those obtained through the available thermodynamic alternatives. The proposed neuro-fuzzy model can be used for accurate design of new prewash gas sweetening units at the upstream of amine sweetening plants in oil and gas industries.     

高含硫集气管线腐蚀监控技术研究

针对高含硫集气管线输送特点,采用无损氢通量监测技术,研究了缓蚀剂涂覆预膜技术在高含硫集气管线上的应用效果。结果表明,缓蚀剂涂覆预膜技术能明显控制高含硫集气管线腐蚀,涂覆后缓蚀剂在管线各个方向分布均匀,涂覆预膜有效保护周期约为58天。     

酸性气田气井采用组合油管柱的优越性

在高含H₂S和CO₂共存的气田深井中,为了既保证生产气井井底不积水,又要保证气井在生产过程中管柱不发生冲蚀;实现低成本高效地开发酸性气田,保证气井安全生产,必须对气井井下管柱进行优化。以徐深气田气井为例,在给定的生产条件下,采用73.0 mm×850 m+60.3 mm×2 880 m组合油管柱和73.0 mm单级油管柱都不会有天然气水合物生成;采用组合油管柱比采用73.0 mm单级油管柱更不容易生成天然气水合物,说明采用两级或两级以上不同尺寸的组合油管柱在高含二氧化碳和高含硫化氢气田气井中具有更大的优越性。该方法对低成本高效地开发酸性气田具有重要的参考价值。     

酸性气井关井后重组分沉降对井筒组分变化的影响

目前经典的井筒稳态多相流流动模型没有考虑关井后重组分沉降作用,可能导致井筒压力-温度预测不准。针对酸性气井井筒复杂流动特征,基于热动力学平衡原理和热扩散理论,考虑酸性气井关井后H₂S及CO₂重组分在重力、化学势变化以及热扩散作用下向下沉降,建立了重组分沉降过程中组分梯度方程和扩散模型,模拟计算了井筒压力分布和组分变化。研究表明：关井后井筒中H₂S和CO₂重组分沉降导致流体密度、H₂S、CO₂摩尔浓度从井口到井底逐渐增大,而C₁、C₂组分含量逐渐减少。实例井5 000 m井深井口样和井底样H₂S含量差别近10%,建议酸性气井流样分析宜采用井底样。这也解释了为什么酸性气井井底一般腐蚀更为严重。     

高酸性气田腐蚀监测技术研究

高酸性气田采输及净化过程中,由CO2-H2O、H2S-H2O、CO2-H2S-H2O和R2NH-H2S-CO2-H2O等环境引起的腐蚀造成大量直接和间接损失,对高酸性气田的腐蚀状况进行必要的监测和安全评价于气田安全高效生产具有重要意义。在对高酸性气田腐蚀及监测情况调研的基础上,以龙岗气田腐蚀监测体系为例,介绍了包括腐蚀监测点的布置、监测方法的选择、腐蚀回路的划分、数据的管理等方面的高酸性气田腐蚀监测技术。