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。     

高含硫气田电化学腐蚀现场试验研究

针对高含硫气田开发的腐蚀问题,开展了现场和室内腐蚀评价研究。研究结果表明,在目前试验井争件下,介质的电化学腐蚀性不强,材料的平均腐蚀速率小于0．1mm／a,腐蚀以局部点蚀为主。室内研究表明,水中Cr含量对腐蚀影响严重。高含硫气田在生产过程中,可能会产出含Cl^-的地层水或出现元素硫沉积的问题,其对腐蚀的影响及防护措施应引起高度重视。     

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。     

酸性气田的元素硫沉积、腐蚀与治理研究

含H2S天然气在生产和集输过程中都可能发生元素硫沉积,引起井筒、地面集输管线堵塞,危害巨大,是含硫气藏生产过程中必须解决的关键难题之一。本文介绍了酸性气田的元素硫来源,元素硫沉积的影响因素,沉积机理,预测模型,并指出向井口或管线注入溶硫剂是当今解决硫堵问题的有效措施之一。潮湿或含水汽的元素硫与金属直接接触可能导致设备发生灾难性的腐蚀问题,腐蚀机理复杂。本文还总结了元素硫腐蚀控制技术及沉积治理方面的研究进展。     

高含硫气田溶硫剂的研究与应用

高含硫气田的元素硫沉积不仅直接影响产量,而且腐蚀严重,对气田安全高效生产带来极大危害。研究了以DMDS为主剂、MAT为催化剂的新型溶硫剂体系,在50℃时,100g新型溶硫剂溶解50g硫粉所用时间为1．25min,饱和溶硫量为241g元素硫／100g溶剂,并且与高含硫气田常用的缓蚀剂配伍性良好。通过溶硫剂现场加注试验,元素硫沉积解堵工艺有效率达90％以上。     

普光气田地面生产系统腐蚀控制技术及其效果

高含硫天然气田地面生产系统面临H₂S/CO₂以及元素硫共存等苛刻条件下的腐蚀问题,这是目前开发此类气田的难点之一。通过分析普光高含硫气田开发过程中运用的腐蚀控制技术及其效果,可为有效控制此类油气田开发过程中的腐蚀问题提供依据。首先将室内模拟试验选材和缓蚀剂筛选作为控制腐蚀开裂和电化学腐蚀失重的主要措施,结合腐蚀挂片、探针、电指纹监测、超声成像测厚和智能清管检测以及服役前后材料理化性能对比测试,确定材料服役过程中的腐蚀特征、腐蚀机制以及缓蚀剂作用效果,从而为进一步针对腐蚀关键部位的腐蚀控制和监检测提供依据。该腐蚀控制综合技术的运用效果表明,目前普光气田整体腐蚀速率小于0.076 mm/a,材料力学性能未出现损伤退化,处于受控状态。而元素S沉积和地层水聚集将诱发少量局部腐蚀,这一问题将成为腐蚀控制的重点。     

四川气田腐蚀特征及防腐措施

四川气田的开发一直伴随着腐蚀与防护的问题，气田开采过程中存在多种腐蚀环境，70％以上的气井是含硫气井，如川中磨溪气田的H2S—CO2-Cl^-和细菌腐蚀环境、311东大天池气田高CO2低H2S腐蚀环境、川西北中坝雷三气田含油高H2S气田和须二高CO2腐蚀环境、川东北高H2S及高CO2和元素硫的腐蚀环境等。面对复杂的腐蚀环境，四川气田在开发过程中不断总结经验，逐渐形成了一系列有效的防腐措施，包括材质与防腐工艺技术选择、缓蚀剂防腐技术、腐蚀监测技术等，保证了气田的顺利开采。面对川东北高含硫天然气更加恶劣的腐蚀环境，建立了高含硫腐蚀评价实验室和天东5—1井现场腐蚀综合试验装置，为深入开展高含硫条件下的腐蚀防护技术研究奠定了基础。目前在H2S、CO2和元素硫存在条件下的腐蚀机理和防腐措施，对腐蚀的影响及耐蚀合金钢应用等方面需要进一步研究。     

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简述了国外高含硫气田开发的一般情况，较为详细地叙述了川东卧６３井先导试验在方案制定，流程设计，选材施工中碰到的一些技术问题。同时对卧６３井试生产过程中高含硫气体的腐蚀情况也作了简介，并对水合物生成问题与元素硫的沉积问题进行了分析和探讨。由于卧６３井是国内第一口正式进行生产的高含硫气井，因此其试验生产资料对关高含硫纹井的开采有一定的参考价值。     

高含硫气田地面集输建设的实践和认识

〗高含硫气田因高含硫化氢而引发的毒性及强污染性、强腐蚀性、易冰堵和单质硫沉积等特殊性及复杂性，大大增加了地面集输系统的安全环保风险。为了避免高含硫气田在生产中最有可能发生的由于管道和设备腐蚀穿孔、开裂而引起泄漏、火灾、爆炸等重大安全环保事故，防止影响正常生产的冰堵和硫堵事故发生，必须从设计开始，在制造、施工、检测、试运生产的各个阶段重点抓好以下工作：防止泄漏、控制泄放，严防重大安全环保事故发生；高度重视腐蚀控制，以免危及安全；防止天然气水合物冰堵和元素硫沉积影响气井正常生产。     

含硫气藏硫沉积机理及其对气井产能的影响

在高含硫气藏开发过程中,易出现元素硫沉积,堵塞孔喉道,降低地层渗透率,导致气藏减产。因此,研究含硫气藏元素硫沉积机理及其对气井产能的影响具有一定意义,能为开发高含硫气藏提供理论指导。本文在前人研究的基础上,分析了含硫气藏中的元素硫沉积机理,根据物质平衡原理和非线性沉积理论得到了在地层流体非达西流动状态下的元素硫沉积模型,并推导出含硫气藏的产能公式。     

高酸性气田地面用国产双金属复合管现场腐蚀评价

在高酸性气田开发过程中,由于腐蚀环境恶劣,双金属复合管耐蚀材料成为研究热点,但研究主要集中在室内实验,缺少现场应用案例,限制其进一步应用.为考察双金属复合管在高酸性气田地面管线应用的可能性,利用高含硫先导试验基地天东5-1井在线腐蚀试验装置开展了双金属复合管应用于高酸性气田地面管线的现场腐蚀性能评价,形成了双金属复合管...     

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。     

高含硫气藏硫沉积防治措施进展

随着油气开采技术的不断发展,国内外相继发现了一批高含硫气藏。硫沉积是高含硫气藏开采必须面对的一个普遍问题。为了减少硫沉积对地层、井筒的伤害,有必要弄清单质硫的沉积机理、影响因素以及如何防治和处理硫沉积。目前采用的治理措施有加热溶化法、化学反应法、加注硫溶剂法,其中应用最普遍的是加注硫溶剂法。论述了硫沉积原理以及防治措施,以期为高含硫气藏的开采提供帮助。     

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长庆气田开发过程中，硫化氢、二氧化碳、氯离子及水等多种腐蚀介质对井下管柱，地面采、集、输设备会产生不同程度的腐蚀，造成油、套管的断裂，井口装置失灵，集输管线爆破等事故。该气田腐蚀主要有硫化物应力腐蚀和酸性气体的电化学失重腐蚀两类。初期开发的气井由于井底残存部分积液，其中溶有一定量的酸性气体，从而形成酸液对井下管柱的腐蚀破坏。随着气井开发周期的延长，酸液腐蚀过程中产生的Ｈ＋在井下高温高压的作用下将不断地渗入到管柱内，从而降低管柱的硬度和强度，在拉应力的作用下将会造成管柱的应力变形或断裂。为抑制腐蚀介质的腐蚀破坏，建立了气田防腐专项研究项目，从根本上探明长庆气田的腐蚀特点，并借鉴国内其它油气田有关防腐工作的研究结果，开发出适合长庆气田的防腐措施，确保气田长期、高效地开发生产。     

高含硫气藏单质硫溶解度测试方法及预测模型

针对高含硫气藏单质硫溶解度测量准确度低的问题,基于溶剂溶解原理,建立高含硫气藏单质硫溶解度测试实验装置及实验方法,实现了某气藏含硫气样中的单质硫溶解度的测定.研究结果表明:高含硫气藏地层温度为40.0～98.9℃,地层压力为15.0～49.8 MPa,其单质硫标准状况下的溶解度为0.001～0.968 g/m3;单质硫...     

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根据国内某高含硫气田集输管线内高含H₂S（8%～16%）、CO₂（5%～10%）的高压腐蚀环境，分析了可能存在的腐蚀影响因素，并采用静态高温高压釜研究了H₂S、CO₂、温度、Cl-以及元素硫等不同腐蚀影响因素对20#钢的作用规律。结果表明，在试验研究的范围内，20#钢的腐蚀比较严重，腐蚀速率在0.348～2.559 mm/a之间，但温度、水中Cl-含量以及元素硫是影响20#钢腐蚀程度的主要因素：水中Cl-含量越高，20#钢的腐蚀速率越大；温度为40 ℃时20#钢的腐蚀速率相对较大；元素硫的存在会加速20#钢的失重腐蚀和点蚀，最大点蚀深度为4.867 mm/a。通过室内研究，建议现场采取适当的措施清除集输管线内沉积的元素硫，而且最好不要让集输管线的温度停留在40 ℃左右，以减轻对管线的腐蚀；此外，还要加强对高Cl-含量地层水汇集的集输管线的防腐蚀工作。     

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。     

Sulfur deposition in sour gas reservoirs: laboratory and simulation study

Sulfur deposition in the formation,induced by a reduction in the solubility of the sulfur in the gas phase,may significantly reduce the in flow performance of sour gas wells and some wells in sour gas reservoirs have even become completely plugged with deposited sulfur within several months.Accurate prediction and effective management of sulfur deposition are crucial to the economic viability of sour gas reservoirs.In this paper,a dynamic flow experiment was carried out to investigate formation damage resulting from sulfur deposition using an improved experimental method.The core sample was extracted from the producing interval of the LG2 well,LG gas field in the Sichuan Basin.The experimental temperature was 26 oC and the initial pressure was 19 MPa.The displacement pressure continuously decreased from 19 to 10 MPa,and the depletion process lasted 15 days.Then the core was removed and dried.The core mass and core permeability were measured before and after experiments.Experimental results indicated that the core mass increased from 48.372 g before experiment to 48.386 g afterwards,while the core permeability reduced from 0.726 to 0.608 md during the experiment.Then the core was analyzed with a scanning electron microscope(SEM) and energy-dispersive X-ray mapping.The deposition pattern and micro-distribution of elemental sulfur was observed and the deposited elemental sulfur distributed as a film around the pore surface.In addition,a preliminary three-dimensional,multi-component model was developed to evaluate the effect of sulfur deposition on production performance,and the effect of production rate on sulfur deposition was also investigated.Simulation results indicated that the stable production time would be shortened and the gas production rate would be decreased once sulfur deposited in the formation.The increase in deposited sulfur at high flow rates may be attributed to a bigger pressure drop than that at low gas flow rates.Gas production rate has a severe effect on sulfur saturation in the grid of produc