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。     

高含硫气田集输系统硫的沉积及预防

元素硫在地面集输系统中的析出和沉积,与其在天然气组分中的溶解是互逆过程,主要受温度和压力,以及硫化氢、高分子烷烃的影响。集输系统的硫沉积主要是物理凝结作用导致的,热力学结晶过程中,可通过溶解度模型预测硫是否析出及析出量;基于颗粒自由沉降的动力学分析可判定管道内是否发生硫沉积,但对于硫沉积常见的处理设备及管件处的定量模拟仍需进一步研究。硫沉积预防建议采用适当的清管操作及工艺改进措施。     

高含硫气田元素硫沉积研究进展

在高含硫气田开发过程中,随着温度和压力的不断降低,元素硫沉积现象频发。硫沉积严重则会造成井筒堵塞、关井停产,也会影响集输系统安全高效运行。目前关于高含硫气田元素硫沉积的研究大多是针对井筒,对集输系统的研究则起步较晚。文章阐明了井筒和集输系统元素硫沉积的机理,探析了影响元素硫沉积的主要因素,并综述了元素硫沉积预测方法研究现状和能否成功预测的关键技术点,最后展望了今后元素硫沉积的研究重点和发展趋势,以期为高含硫气田安全、高效生产提供一定的借鉴。     

高含硫天然气集输系统硫沉积研究进展

硫沉积问题一直是高含硫气田开发中的难题,研究的焦点多集中在气藏地层和井筒中,而集输系统中硫沉积问题近年来才逐渐引起重视。集输系统中管道硫沉积研究所遇到的"瓶颈"是硫沉积的机理尚不清楚,因而,目前对于管道硫沉积的防控技术主要是针对系统中已沉积的元素硫所采取的物理化学治理,不能有效解决湿气集输模式下集输系统的硫沉积问题。通过总结归纳集输系统内硫沉积的研究现状,提出了新发现的基于高含硫气田集输管道呈现的环壁等厚度硫沉积特征的机理和今后研究的发展方向。     

浅谈高含硫气田的集输工艺技术

简要介绍了高硫气田硫化氢的危害性及其腐蚀机理,概述了高含硫气田集输工艺技术.高含硫气田集输工艺技术主要包括高含硫干气输送、高含硫天然气分子筛脱水、系统防硫堵、防腐蚀技术及抑制水合物技术等主要内容.     

高含硫气田集输系统增压模式优化研究

随着高含硫气田的持续开发,气井井口压力逐步低于集输压力,亟需实施集输系统增压运行。采用OLGA软件,以气液两相流、压降预测、耦合传热理论为基础,针对高含硫气田集输管网高程差、气体组分、液气比、管网全尺寸参数等工况条件,建立了复杂山地高含硫湿气集输系统生产运行的数值模型,以集输系统生产历史数据为基础,验证模型准确性并进行修正。考虑单井、多井或单线配置压缩机等情况,根据开发预测的各井压力变化情况,计算集输管网的压力分布及系统能耗,重点分析了单站增压、区域+单站增压、集输干线增压三种模式,最终优选出高含硫气田集输系统增压模式。     

高含硫气田生产系统的硫沉积机理及防治方法初探

为解决地面生产系统的硫沉积对．含硫天然气的安全生产以及对地面设备和管线的安全运行问题，通过大量文献调研，总结了硫沉积的影响因素和沉积机理。研究认为，硫沉积包括物理沉积和化学沉积，影响因素包括天然气的组分、温度及压力；研究硫沉积的机理对解决硫堵问题具有重要的指导意义。     

普光气田集输系统硫沉积现状及防治技术研究

针对普光气田集输系统出现的硫沉积现象,开展了硫沉积检测分析和试验研究。分析表明,硫沉积主要以S8的形式存在,且多发生在集输系统节流阀前后、仪表引压管、分离器及汇管等处;通过分析硫沉积机理,建立了普光气田井筒硫沉积预测模型,计算出天然气饱和溶硫量为400～480mg／m^3,临界携硫速度为0．17m／s;溶硫剂研发及现场试验表明,溶硫剂溶硫效果明显;电伴热解堵等试验表明,当电伴热温度控制在50℃以上时,可以有效控制硫沉积引发的堵塞,节流控制可在一定程度上抑制硫沉积的发生;研究结果可为类似油田提供借鉴.     

高含硫气田元素硫沉积及其腐蚀

高含硫气田在开发和维护过程中容易出现硫沉积并引发严重硫腐蚀,由此造成的管道堵塞、管道腐蚀穿孔、设备损毁失效都会严重影响油气田的正常生产。为此,分析了高含硫气田中元素硫的来源：①烃类硫酸盐的热化学反应;②高温高压下H₂S的缩聚反应;③硫烷的分解;④离子多硫化物的分解;⑤氧气对H₂S的氧化;⑥溶解在液态烃中的元素硫。阐述了硫沉积的发生机理：元素硫能溶解在酸性气体中,主要是溶解在硫化氢中。剖析了硫腐蚀机理：包括以元素硫的水解为基础的催化机理、水解机理、电化学机理和直接反应机理。探讨了硫腐蚀的影响因素：温度、压力、氯离子、硫的存在形式和流速等。最后建议：针对硫沉积区的特殊环境,开展多介质多相混合流体中管线的硫腐蚀机理研究,并建立其腐蚀模型。该研究成果可为高含硫油气田的安全有效开发提供参考。     

高含硫气田集输系统腐蚀及其控制措施研究

本文围绕高含硫气田集输系统的腐蚀防控议题进行了探讨,概述了集输系统的主要工艺,然后分析了高含硫气田集输系统发生腐蚀的原理,最后提出了集输系统腐蚀的防控措施,供相关人士参考。     

高含硫气井井筒硫沉积预测

随着高含硫气藏的开发,析出的硫会对储层造成伤害,影响气井的正常生产,因此,准确预测硫的沉积对酸性气田的合理高效开发具有十分重要的意义。文中根据气、液、固三相流动规律,建立了高温高压高含硫气井井筒硫沉积预测模型,利用缔合模型的基本原理,建立包含温度、压力和流态3个变量的硫溶解度函数模型,用来预测硫在井筒中的析出位置;再利用缔合模型的相关理论解释硫元素在井筒中的溶解机理,以温度、压力和硫溶解度为变量,判断单质硫是否沉积、沉积位置,并对沉积量进行动态计算。以普光气田×井为例,计算得出硫溶解度和析出量随井筒的变化规律,其结果与实际情况吻合较好。     

高含硫气田不同井型元素硫沉积模型及应用研究

高含硫气藏在开发过程，随着压力的下降，必然会发生元素硫沉积，堵塞孔道，影响产能。根据元素硫溶解度与压力关系，利用稳定渗流理论，建立了元素硫析出的沉积模型。在对水平井流态分析的基础上，预测了高含硫气藏直井和水平井在开采初期，其含硫饱和度在不同产能下、不同井距处随时间的变化规律，为高含硫气藏科学合理开发，提供了一定的依据。     

高含硫气井中的硫沉积规律

针对高含硫气井井筒硫析出、硫沉积预测难题,建立了高含硫气井井筒多相流动和传热数学模型,给出了多场耦合井筒硫析出、硫沉积判别准则和计算方法。计算结果表明,高含硫气井从井底至井口硫溶解度逐渐减小,呈非线性变化规律;井筒中伴随有硫析出,析出位置及析出量主要受温度梯度、压力梯度和硫化氢质量浓度等影响;井筒中的硫沉积主要受气体携带能力和局部流场扰动的影响。温度、压力下降越大,硫析出越早;在同一流压下,产气量越高,硫析出越早,析出量越大。该研究模拟了气井生产动态,给出了高含硫气井中的硫析出、硫沉积、压力及温度分布规律,计算结果可用于指导现场进行开发方案调整、生产参数优化,为制定硫沉积预防方案提供依据。     

高含硫气田集输与处理技术

加拿大Caroline气田含H2S36%、CO27%,属高含硫天然气,采用了气井→集气增压站→气体处理厂的工艺流程,井场仅设井口节流阀控制装置,集气管线材料选用低碳钢,设有综合性的腐蚀控制和监测系统;Caroline气体处理厂采用了MDEA与Sulfinol联合脱硫处理装置,Claus硫磺回收工艺,SCOT尾气处理技术;液硫采用保温管线输送,Rotoform硫磺成型工艺;整个气田设有紧急反应系统和安全互助系统,实现高度自动化管理。     

高含硫气藏元素硫形成机理及硫沉积预测研究

高含硫气藏的开发过程中,随着气藏压力的不断下降,硫在地层天然气中的溶解度不断降低,在适当的条件下,单质硫就会从天然气中析出并沉积下来,从而堵塞地层孔隙,降低地层渗透率。因此,确定硫沉积的析出条件可以为高含硫气藏的开发方案设计提供重要依据,对指导高含硫气藏合理高效开发具有重要的指导意义。研究单质硫化学沉积和物理沉积机理,并提出硫沉积的判断条件,最后建立了达西和非达西渗流条件的硫沉积模型,并进行求解和分析。计算结果表明,对于距离气井一定位置处,随着生产时间的增加含硫饱和度也增加,硫沉积越严重;初始地层渗透率越低,硫沉积对地层造成的伤害越严重,硫沉积范围越大;渗流速度越大,对地层的伤害越严重。     

特高含硫气田开发地面集输工程设计应注意的问题

随着四川东北部罗家寨，渡口河等特高含硫气藏的相继发现，如何安全，环保地开发特高含硫气田已经显得尤其重要。文章从特高含硫气田开发地面集输工程的工艺设计出发，总结了国内外类似气田在地面集输系统的连续运行和安全生产的一些成功经验。提出了在特高含硫气田开发中应注意的技术问题，以供在类似工程设计中参考。     

普光气田地面集输系统硫沉积问题探讨

天然气集输系统出现硫沉积会引起操作难度加大、系统腐蚀加剧等问题,更会严重影响生产设备、设施的正常功效及生产进度。形成硫沉积的原因及其影响因素复杂多样,具有不确定性,目前还难以给出量化的判断法则。为此,探讨了硫沉积的影响因素,总结了硫沉积规律：H₂S含量越高,硫沉积倾向越大;单质硫多产生于温度（压力）骤降的工艺过程;硫沉积多发生在流速变低和流体转向处。针对四川盆地东北部普光气田天然气高含H₂S和CO₂的特点,分析了气田集输系统硫沉积可能发生的重点部位,提出了有效的硫沉积防治措施：加注硫溶剂、定期清管和加热流化。该项成果对高含硫气田的安全运行具有指导意义。     

高含硫气藏硫沉积预测及实施除硫作业时机选择

高含硫气藏在开发过程中,随着气藏压力和温度的降低,元素硫将从气体中析出,从而堵塞天然气的渗流通道,当硫沉积严重降低地层有效孔隙空间及渗透率时,需要实施除硫作业。在考虑气体高速非达西不稳定流动、硫沉积、水动力对硫沉积冲刷与运移、硫沉积对储层危害（孔隙度、渗透率）的基础上,建立了预测硫沉积分布的气固耦合渗流模型。该模型与除硫工艺（溶硫剂）相结合,能够确定实施除硫工艺的时间,以及除硫后近井地带含硫饱和度随生产时间的变化。通过该研究可为高含硫气藏硫沉积预测提供有效方法。     

基于IOW的高含硫气田集输管网操作风险评估

高含硫气田开发安全风险极大,确保其集输管网安全经济稳定运行具有重要意义。为此,利用完整性操作窗口(IOW)技术对其集输管网进行了操作风险分析,首先,把管网输入输出空间划分为正常操作、安全警戒、安全危险、灾难4个区域,并根据管道承受强度、天然气水合物生成温度、管道腐蚀影响等因素确定出了管道中天然气压力、温度、流速为输出区域敏感变量,集气站供气压力、供气温度、供气量为输入区域敏感变量;然后以相关标准规范、工程实践成果等来确定输出区域敏感变量不同输出区域的边界;最后,利用HYSYS软件建立集输系统的工艺模型,基于确定的输出区域变量边界,按管网输入输出区域的映射关系得到了输入区域变量的边界,从而可根据集输管网运行参数进行操作风险等级评估。结果表明:采用IOW技术能够对集输管网工艺状态进行危险等级划分,可为制定集输管网运行策略提供参考。     

高含硫气藏硫沉积预测模型

高含硫气藏随着开采的进行,元素硫会从天然气中析出,沉积到地层中的元素硫会堵塞孔道,减小流体流动有效空间,并降低地层渗透率,使得流动阻力增大,给气井的正常生产带来严重的伤害。文中给出了预测硫沉积的平面径向流模型及裂缝硫沉积模型,根据模型得出了硫沉积对储层的伤害规律,为合理开发这类油藏提供科学依据。