基于多米诺效应的输气站场保护层分析研究

针对目前输气站场保护层分析中,在评估泄漏事故后果严重程度时,未考虑由多米诺效应造成的升级事故后果,提出将多米诺效应分析引入输气站场保护层分析中,以期得到更加准确的评价结果。首先,根据API 581中的方法计算设备发生泄漏的失效概率,然后对其进行多米诺效应分析,确定所造成的后果严重度等级,再计算事故场景的发生频率并做出决策。分析表明,由于输气站场的空间限制,一旦发生爆炸事故,引发多米诺事故的可能性较大。在评估事故后果严重度时,考虑由多米诺效应引起的升级事故后果,得到的事故后果严重度等级更实际、更精确。研究成果将为后期风险决策提供更加可靠的依据,确保事故风险在可容忍范围内。     

RBI技术在长输管道压气站风险评价中的应用

以长输管道压气站内承压设备和压力管道为例,说明基于风险的检验(RBI)技术用于压气站风险评估的应用要点。以腐蚀减薄失效模式为例,介绍了均值一次二阶矩法计算失效概率的方法,并将修正后的失效概率与失效后果的计算相结合,对典型压气站场的分离器和压力管道潜在失效机理和失效风险的大小进行了评估。     

川南页岩气地面流程测试管线刺漏原因及机理分析

川南页岩气自营区块地面流程测试管线近3年发生22起刺漏事件。刺漏主要发生在分离器配管，刺漏部位集中在弯头和焊缝处。频繁的刺漏事故，严重影响了页岩气的正常生产。文章通过室内失效分析，利用金相显微镜、扫描电镜等设备，从宏观形貌、微观形貌、化学成分、显微组织、腐蚀产物以及流体流态等方面对不同部位刺漏原因及机理进行分析。结果表明，分离器配管弯头发生流体冲刷腐蚀失效是由于弯头处结构的特殊性，多相流介质经过后流速、液相分布、压力都发生改变，腐蚀程度加剧；而焊缝发生沟槽腐蚀失效，是由于焊缝化学成分与母材差异大，组织不均匀，导致其具有较低的腐蚀电位，耐蚀性降低，优先发生腐蚀。同时管内输送介质中含有硫酸盐还原菌和二氧化碳，则加速了弯头和焊缝的失效。     

川南某页岩气区块油管腐蚀分析与防护技术优选

因所处井筒环境复杂,油管腐蚀已成为国内页岩气生产过程中面临的一个新难题,直接影响气井正常生产、动态监测和排水采气措施的实施。为解决川南某页岩气区块井下油管腐蚀,明确区块油管腐蚀原因,采取针对性措施改善管材腐蚀情况。文章基于流体工况、油管腐蚀形貌,区块流体特征分析了影响页岩气井管材腐蚀的主要因素。针对上述腐蚀原因,在管材失效分析基础上进行室内腐蚀评价实验,比选了几种常见管材腐蚀防护措施,在考虑经济性和现场适用性基础上,优选并推荐酚醛环氧内涂层技术进行油管防腐。现场实施后通过起出试用内涂油管并开展油套管损伤检测测井,结果显示：酚醛环氧内涂层油管未见腐蚀,管材腐蚀现象得到有效控制。     

化工设备定量风险评价方法的研究

在研究定量风险评价的基础上,从腐蚀减薄、应力腐蚀开裂、外部腐蚀、高温氢损伤、脆性断裂等多种失效模式分析失效可能性的同时,从可燃后果、人员伤亡以及运营中断等多种后果类型计算失效后果,快速、方便地实现定量风险评价过程.     

基于Monte Carlo分析的储罐失效概率计算

石化企业储罐区内储罐的失效原因可能来自储罐自身,也可能来自储罐外部,例如多米诺效应影响,在计算储罐失效概率中考虑多米诺效应非常必要。依据可靠性理论得到的储罐失效概率的计算公式,计算过程复杂且存在较大误差。本文采用分析计算法和蒙特卡洛模拟算法分别计算了储罐的瞬时失效概率。通过对分析计算法和蒙特卡洛模拟算法所得结果的比较,验证了蒙特卡洛模拟算法的可行性。     

四川盆地页岩气储层含气量的测井评价方法

含气量是页岩气储层评价的一项重要参数指标,其值的高低直接影响着页岩气区块是否具有工业开采价值。而页岩气含气量主要由吸附气和游离气组成,其影响因素较多,包括孔隙度、含气饱和度、地层压力、地层温度、总有机碳含量等。为此,针对四川盆地蜀南地区下志留统龙马溪组页岩气储层开展综合研究,形成了一套系统的页岩气储层含气量测井评价方法 :(1)通过页岩岩心等温吸附实验,建立了兰格缪尔方程关键参数计算模型,并对吸附气含量主要影响因素地层温度、地层压力、有机碳含量进行分析及校正,提高了吸附气含量计算精度;(2)开展页岩储层孔隙度和含水饱和度精细评价,为精确计算游离气含量奠定了基础;(3)由于吸附态甲烷占据一定孔隙空间,扣除吸附气体积影响后,总含气量计算精度较高,与岩心分析数据具有较好的一致性。通过实验与理论的结合,所形成的四川盆地页岩气储层含气量评价方法在该区块具有较好的适应性,为现场试油层位的优选和区块资源潜力评价提供有效的技术支撑。     

页岩气气田集输系统腐蚀控制技术研究与应用

目的针对页岩气气田集输系统面临的腐蚀问题,采用系统分析及模拟评价手段,进行不同阶段的腐蚀行为及规律研究,明确腐蚀主要原因及应对措施。 方法系统分析了各阶段的腐蚀主控因素,根据腐蚀特征将页岩气开发分为一个排采阶段及两个生产阶段,采用失重模拟实验、扫描电镜、能谱、XRD等手段研究了不同阶段的腐蚀行为及规律。 结果在5~18 m/s流速条件下,砂含量及流态变化较大的地方的腐蚀以冲蚀为主,电化学腐蚀为辅,且冲蚀表现为犁削型冲蚀损伤;随着流速降低,砂沉积及返排液沉积腐蚀特征发生转变,明确了SRB和CO₂共存条件是导致集气管线穿孔失效的主要原因;通过模拟SRB成膜的现场工况,获得了点蚀速率为5.86 mm/a,这与部分管线穿孔失效的点蚀速率相当。 结论提出切实可行的腐蚀控制方案,主要包括使用耐冲蚀材料、增大壁厚、加注杀菌缓蚀剂,并应用于页岩气现场,使集输系统失效降低90%以上。      

大情字某区块腐蚀结垢主控因素

针对大情字某区块腐蚀结垢严重问题,对区块水质、细菌含量、腐蚀速率等进行检测,通过不同腐蚀单元腐蚀影响因素分析与趋势预判,及腐蚀环境、垢样分析,确定大情字某区块腐蚀结垢主控因素为细菌腐蚀.     

天然气中水含量与水露点换算关系探讨

目的采用实验加数学拟合的方法开发一种新型天然气中水含量与水露点的换算方法,以提高换算精度并降低误差。 方法综合应用气体标准物质、便携式冷镜仪以及数学软件Matlab,采用三次样条插值技术建立了一种新型水含量与水露点换算方法。 结果利用三次样条插值技术建立拟合曲面方法进行水露点换算,该方法的平均绝对误差(MAE)为1.16 ℃,均方根误差(RMSE)为2.28 ℃,满足合理可接受的最大偏差为2.8 ℃。将该方法与国内外主流的换算方法进行比较分析,3种方法的平均绝对偏差分别为0.46%(三次样条插值法)、0.69%(GB/T 22634-2008《天然气水含量与水露点之间的换算》)和0.84%(ASTM D1142-95(2021)《露点温度法测定气体燃烧水蒸气含量的标准试验方法》),并分析探究了3种方法在不同水含量和压力段的适用情况。 结论通过与实验值的对比研究,当水的体积分数在0~200×10-6范围内时,三次样条插值法相比标准方法具有更好的换算精度,可有效降低水含量与水露点的换算误差。      

页岩气地面工程标准化设计

页岩气藏的特殊物性决定了其地面工程建设必须采用非常规、标准化的技术手段,加之我国页岩气藏地面工程设计面临集输规模不确定性强、管网和站场布局适应性差、工艺设备配套难度大及后期需考虑增压开采等诸多难点,因此要求页岩气地面工程建设必须向"标准化设计、模块化建设、橇装化配备"的方向发展。为此,在文献调研和技术探索的基础上,形成了以"标准化井场布局、通用化工艺流程、模块化功能分区、橇装化设备选型、集约化场地设计、数字化生产管理"为核心的页岩气地面工程标准化设计技术;并以国内川渝地区典型页岩气田为例,讨论其应用背景和地面工艺技术路线,对地面集输系统进行标准化设计,包括标准化工艺流程、模块化集输站场、系列化脱水装置、集约化平面布置,取得了显著的效果。建立了灵活、实用、可靠的地面生产体系,完成了丛式井平台、集气站、配套工程等一系列标准化工艺及模块的设计,形成了一套适应于国内页岩气田地面工程建设的技术体系。     

页岩气集输系统的腐蚀评价与控制——以长宁—威远国家级页岩气示范区为例

四川盆地南部长宁—威远国家级页岩气示范区页岩气开采普遍采用了体积压裂技术，单井水平井压裂液用量介于4×104～5×104 m3、支撑剂（石英砂和陶粒）用量介于2.5×103～3.0×103 t，在压裂施工结束后的页岩气排采和生产过程中，压裂返排液对地面排采流程和地面集输系统带来了不同程度的腐蚀，有可能致使设备和管线穿孔失效，进而影响生产系统的安全运行。为了提高页岩气集输系统的安全运行水平，基于中国石油西南油气田公司天然气腐蚀控制技术支撑平台，借助于腐蚀环境和生产工况分析、材料失效评价及优选、杀菌缓蚀剂应用和生产工艺参数控制优化等方法和手段，开展了川南页岩气集输系统腐蚀行为和控制措施研究。研究结果表明：①川南页岩气集输系统主要表现为冲刷腐蚀和电化学腐蚀；②冲刷腐蚀主要集中在页岩气站内工艺流程，体现在砂粒对弯头、三通、阀门等部位持续的机械磨损；③电化学腐蚀主要集中在页岩气站外集气管线，体现在积液环境中二氧化碳与硫酸盐还原菌的共同腐蚀作用；④采用提高除砂效率、优化流程设计等手段，可以有效控制冲刷腐蚀；⑤加注杀菌缓蚀剂并配套生产管理措施，可以有效控制电化学腐蚀；⑥页岩气集输系统腐蚀评价与控制工作应从设计阶段就开始考虑。结论认为，所形成的集材料优选、设备结构优化、腐蚀介质处理和运行工艺参数优化控制等为一体的页岩气集输系统整体腐蚀控制技术，有效地减缓了川南页岩气集输系统的腐蚀失效、提升了安全运行水平。     

运行参数对某湿气集输管网积液的影响研究

在湿气集输管网运行过程中,积液会降低管输效率,加剧管道腐蚀,引起管网节点压力升高。针对某气田集输系统建立管网积液模型,通过单因素控制变量法,研究管网输气量、气体质量含液率、集气站出站温度、集气末站进站压力对管网积液量及积液分布的影响效应,通过正交试验设计研究各运行参数对积液的影响程度。研究结果表明,输气量的降低、气体质量含液率的增加、集气站出站温度的降低和集气末站进站压力的上升,均会引起管网积液量和积液管段数量增加。运行参数对积液量的影响从大到小依次为管网输气量、集气末站进站压力、气体质量含液率、集气站出站温度。输气量对积液量的影响最为显著,这将为积液控制提供指导。     

昭通区块页岩气工艺气管线腐蚀与防治

目的 针对昭通页岩气区块集输平台管材腐蚀严重现象,开展页岩气工艺气管线腐蚀与防治研究。方法 通过分析弯头腐蚀情况,确定腐蚀产物主要为FeCO₃和FeO,并考查了CO₂含量、CO₂分压、侵蚀性CO₂、溶解氧、流速、出砂、细菌等因素对腐蚀的促进作用。结果 发现溶解氧促进的CO₂腐蚀是管材腐蚀的主要因素,流体总CO₂含量越高,分压越大,腐蚀越严重,流速和含砂对管材腐蚀同样存在促进作用,而细菌对腐蚀无明显促进作用。结论 同时筛选出了咪唑啉和曼尼希碱两类具有明显提高缓蚀性能的缓蚀剂,现场应用证明咪唑啉类缓蚀剂具有较好的缓蚀性能,缓蚀率达95%。     

苏中气田天然气集输干线合理注醇量计算

在冬季,天然气集输干线内易生成天然气水合物,将甲醇作为抑制剂注入到管线内是有效的防治方法.本文以降低管线内注醇量为目的,分析现有HYSYS软件注醇量计算模型的不足有:无法适用于苏中气田集输干线,缺少管线内气相含水量计算.从完整模拟苏中气田集气站内天然气集输工艺流程的角度出发,基于上述软件搭建了适用于苏中气田的注醇量计算...     

高含硫气田集输系统元素硫沉积防治措施

在高含硫气田的开发过程中,随着天然气压力、温度的降低,在地层、井筒及地面集输系统中都可能发生硫沉积,引起管道和下游设备堵塞及严重的腐蚀,危害巨大。为了保证集输系统的正常运行,降低硫沉积危害,在大量文献调研的基础上,分析了集输系统中硫沉积的机理及其主要影响因素,阐述了硫沉积的主要沉积位置,给出了防治集输系统硫沉积可采用的工艺措施,认为工业实际中防治硫沉积的最好方法是注入硫溶剂。通过对比物理溶剂和化学溶剂的溶硫量、特性以及实际使用情况,认为中等程度的硫沉积推荐采用以锭子油为载体的烷基萘,硫沉积严重时,推荐使用SULFA-HITECH或者DADS硫溶剂。     

川西北地区超高压含硫气井安全地面集输工艺

四川盆地西北部地区超高压气藏富含硫化氢和二氧化碳,对地面集输工艺的安全性要求极高,其中双探1井为川西北地区典型的超高压含硫气井,是目前国内投入试采井口压力最高(104 MPa)的气井,其安全试采的关键是节流降压和防止天然气水合物形成。为此,以该井为先导,创新建立了超高压含硫气井的地面集输工艺流程:(1)考虑冲蚀腐蚀的影响,按照等压设计思路,设计了高压多级节流橇;(2)提出了地面一级加热+天然气水合物抑制剂+移动蒸汽加热的天然气水合物防治技术;(3)形成了地面安全控制技术,建立了安全等级最高的超高压井口安全系统,保障了气井的安全生产;(4)针对气田产水和高含硫化氢的特点,提出了气液分离+脱硫+缓蚀剂+清管的防腐措施。该配套技术工艺对超高压含硫气井地面集输工艺的研究和试验具有典型性和示范性,对其他同类气田具有一定的借鉴意义。     

致密气集输管道微生物腐蚀风险及控制措施研究

目的 针对四川致密气特殊工况,研究并明确集输管道在生产中存在的微生物腐蚀风险,并基于此提出腐蚀控制措施。方法 取现场产出水监测细菌浓度,研究了凝析油比例和温度对含硫酸盐还原菌(SRB)生长及腐蚀程度的影响规律,并系统评价了防腐药剂的应用效果,基于页岩气腐蚀控制经验,推荐了腐蚀监测方法。结果 致密气产出水中存在大量细菌,虽然凝析油对SRB的生长和L245N钢的均匀腐蚀存在抑制作用,但仍有大量细菌附着在试片表面诱发局部腐蚀;排采期高温条件下的点蚀现象更严重。评价得到两类杀菌率高于99%、能有效抑制点蚀的防腐药剂。结论 致密气集输管道存在一定的微生物腐蚀风险,应结合加注高效防腐药剂和加强低洼段监测两方面进行腐蚀防治。     

浅析酸性天然气集输管道失效特性

酸性天然气集输管道由于运行风险较高,在进行管道完整性管理时需对其进行失效模式分析。介绍了天然气集输管道的通用失效模式,对酸性天然气集输管道的失效特性进行了分析,论述了酸性天然气的腐蚀和堵塞失效的机理,并提出了将堵塞作为集输管道失效模式的分析方法,以期降低集输管道运行的风险。