高含H2S气田试气作业中的防护技术

乌兹别克哈乌扎克和康德姆气田属于世界上典型的高含硫气田,试气作业中对高含H₂S气井井控安全作业、硫化氢防护和设备防硫有着很高的要求。通过对硫化氢气体的成因、性质、危害的研究分析,总结出一整套安全防护技术措施。达到了降低施工风险、减少危害、延长设备使用寿命、有效控制硫化氢和保证安全施工的目的。对国内外其它高含硫气田试气作业也会起到借鉴作用。     

高含硫气田试气作业的安全措施与管理——以普光气田为例

高含硫气田试气作业安全管理中,如何预防井喷失控、着火爆炸、硫化氢泄漏中毒事故的发生非常关键。中原油田普光分公司在普光气田的试气过程中严格试气队伍的资质审查、开工前的检查验收,改进工艺工序与操作方法,优化硬件设备,应用新技术新设备,完善安全预案等,形成了一整套行之有效的安全管理方案。在安全技术措施上,改进了坐完井悬挂器（穿越四通）操作步骤,避免损坏金属密封,造成悬挂器损坏;将录井技术应用于试气作业,实现了科学预警;推广应用了QTI3000型焚烧处理装置,降低了对环境的不良影响;改进了射孔枪的连接方法,减轻了工人的劳动强度,缩短了起射孔枪时间,能在起钻发生井喷失控前及时控制关井。以上安全技术措施保证了普光气田试气作业安全、顺利的进行,为我国同类气田试气作业的安全管理,保障试气作业顺利进行提供了参考和借鉴。     

元坝超深酸性气井试气作业安全管控技术

元坝气田具有储层埋藏深、温度高、产量高、压力高、腐蚀性流体含量高等特征,地表和地下地质条件复杂,工程施工难度大,安全风险高。为此,充分利用“安全系统学”和“危险控制四原则”的安全管理理论,在井筒作业、地面控制、过程管理控制等方面探索形成了针对元坝“四高”气田试气作业较为成熟的“物资设备本质安全控制、施工方案优化、组织方案细化、有毒有害气实时监测及防护、关键环节全过程管控、应急体系保障”安全管控技术,并得到成功运用,保证了元坝气田试气安全、优质、高效作业。     

高含硫天然气开发公众安全防护距离标准的分析及建议

我国高含硫天然气开发已经形成规模并进入持续发展阶段,其公众安全防护问题一直受到企业、政府和社会的高度关注。为此,针对我国高含硫天然气开发中所面临的集输管道、站场和净化厂公众安全防护距离难以确定的问题,分析了我国高含硫气田开发所依据的标准和规范的现状,并提出了相关的建议。研究结果认为:(1)现有标准只规定了硫化氢平均含量为13%~15%的特定工况下的安全防护距离,存在规定范围的不连续性和实际操作的不确定性等问题,在含硫化氢气田和高含硫气田开发方面都需要补充相应的标准和规定条款;(2)涉及公众安全方面标准的制订应以安全行业标准为主,并与国家标准和石油天然气行业标准相互配合;(3)对于高含硫气田的采输管道,目前应以本质安全为基础,辅以降低强度设计系数、提高设计施工要求等措施;(4)现有的模拟计算方法得到的结果只能用于制订应急计划的参考,不能作为搬迁原住户的实际依据;(5)由于管道事故的危害后果往往大于公众安全防护距离所设定的范围,因此必须引入风险管理的理念,制订事故分析报告技术要求和程序格式方面的标准规范;(6)建议高含硫气田开发参考国外先进管理模式,在高含硫气田集中的地区完善政府属地管理。     

首台国产高含硫天然气焚烧炉试验成功

国内首台高含硫天然气焚烧炉在普光气田大湾401—1井现场试验取得圆满成功,标志着我国在高含硫气体焚烧处理技术上取得重大突破,为高舍硫气井实现长时间安全环保试气作业提供了关键技术装备。     

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。     

含硫化氢天然气集输管道公众安全防护距离分级标准讨论

我国含硫气田开发迫切需要建立含硫化氢天然气集输管道公众安全防护距离分级标准,以满足政府监管、管道建设和公众保护的需求.以普光气田含硫化氢天然气集输管道为对象,依据能源保护委员会(Energy Resources Conservation Board)标准划分公众安全防护距离,指出我国标准建立面临搬迁成本过高和公众防护不足的问题.根据硫化氢最大泄漏体积,推荐我国含硫化氢天然气集输管道公众安全防护距离分为3级,并建立与含硫化氢天然气井一致的最小安全距离;针对公众防护问题,推荐管道运营企业在本质安全、管道控制及应急救援方面可采取的事故控制措施,以配合标准实施,降低公众风险.     

石油作业硫化氢防护训练模拟系统探讨

石油作业中现场人员均要接受硫化氢防护培训,目前国内钻井技术培训中心还主要是进行硫化氢防护理论的讲解及硫化氢防护设备使用的练习,因与实践脱钩,达不到预期培训效果。要取得好的教学效果,首先要解决硫化氢防护训练的载体,但租用施工井场进行硫化氢防护训练成本太高,同时也影响正常的作业施工,而构建一个可视化的硫化氢防护训练模拟系统,可使学员"身临其境"地感受硫化氢的危害、学会使用硫化氢防护设备、能正确实施硫化氢防护应急程序,将会大大提高硫化氢防护培训质量和训练效果。本文从系统结构、模拟器设计、模拟软件功能等方面对该系统进行详细探讨。     

川渝地区高含硫气田开发的HSE保障体系建设探讨

高含硫气田的大规模开发在国内尚处于起步阶段,为了有效降低开发过程中的安全风险,建立相应的HSE保障体系很有必要。针对川渝地区高含硫化氢气田特点,结合中国石油西南油气田公司LG气田HSE示范工程建设成果、中国石油与美国雪佛龙石油公司在川东北高含硫化氢气田合作开发经验以及中国石化普光气田开发实践,系统分析了高含硫化氢气田开发HSE标准体系建设需求,提出了从定量风险评价、安全防护距离确定、应急处置程序、环保管理、职业健康管理等方面完善HSE标准体系的建议;另外,根据定量风险评价、三维扩散事故后果模拟技术制订安全规划,设置安全距离与应急计划区,从应急机构与装备、应急预案与企地联合应急演练等方面,提出了应急保障体系建设要求。该研究成果对高含硫气田安全、清洁、高效开发具有借鉴意义。     

泵注法除硫装置在含硫气井试气过程中的应用

为解决含硫化氢气井试气时，因硫化氢在空气中扩散泄漏引起的安全问题，研究了泵注法除硫装置。介绍了泵注法除硫原理、泵注装置的主要组成和结构、泵注头的组成和作用、硫化氢浓度监测方法和远程控制系统的组成。在永15、永22断块3口含硫化氢气井上应用表明，除硫装置技术性能优良、安全可靠、自动化程度高，满足了试气要求。可作为含硫气井配套试气工艺装备，为含硫气井安全试气提供保障。     

超深高含硫气井油管内钢丝打捞作业技术及应用

高含硫高压气井钢丝打捞作业面临断落钢丝分布复杂,难以判断落鱼状态,打捞难度大;气井产量高,地层能量活跃,压井难度大;硫化氢含量高,对人生安全、设备安全防护要求高等难题。结合钢丝断落特征及具体井况分析,优化形成防硫电缆配合钢丝探测器组合、内捞矛组合的打捞工艺,满足了井内打捞的需求;通过无固相压井液直推法压井,配合吊罐压井、实时液面监测,满足了井内清洁、井控安全的要求;采用防硫材质作业设备,满足高压含硫气井的防护及井口安全。形成的综合性作业方案在YB121H井应用,成功解决了高压高含硫气井钢丝打捞的难题。     

无线硫化氢监测系统在高含硫气田的应用

高含硫气田天然气净化装置在高负荷下长周期运行,设备逐渐老化,管道产生腐蚀,传统的固定式硫化氢报警仪无法及时针对新漏点实时监测,新兴的无线监测技术以其高效的安装速度、低廉的安装成本,在高含硫气田中获得了越来越广泛的应用。在某天然气净化厂,以无线硫化氢报警仪、无线网关和智能天线、GDS系统为基础,建立了一套无线硫化氢监测系统,实现对硫化氢泄漏高风险区域的实时监控,有效保障了净化厂长期安全稳定生产。     

天然气中硫化氢的测定方法及影响因素分析

硫化氢为剧毒气体,也是强腐蚀性物质,对气田作业区域的安全构成威胁,为保障气田安全开发,有必要对天然气中硫化氢进行定期监测。对实验室目前采用的亚甲蓝法、碘量法和快速检测管法3种硫化氢检测方法进行了说明,并对这3种方法中影响结果准确度和精密度的因素进行了分析,认为应根据天然气高含硫的特点,结合现场检测条件和实验室分析要求,正确选择硫化氢检测方法。     

普光气田集输系统安全控制与应急管理

我国高含硫气田大规模开发尚属首次,缺乏成熟配套的安全控制技术、标准规范和管理体系,安全生产和应急处置面临一系列技术难题。普光气田硫化氢含量高、压力高、集输系统点多线长,泄漏监测与安全控制要求高,同时由于地形复杂,人口密集,应急处置和应急疏散难度大。为此,①通过建立含硫天然气泄漏山地扩散模型,对不同生产区域的安全防护距离进行了优化,确定了我国高含硫气田的安全防护距离;集成红外、激光、电化学和无线远程监测,形成了平面布局、立体布防、全方位的天然气泄漏多元监测体系;优化气井、集输、净化、外输紧急关断系统的逻辑关系,创建了大型高含硫气田上下游一体化的4级联锁关断系统。②应用含硫天然气泄漏山地扩散模型划分应急区域,建设了最大规模的紧急疏散通讯系统,通过应急疏散能力评估对应急道路进行了优化,研发了山地消防坦克和远程点火等装备,建立了完整的应急处置、人员疏散与应急救援体系,形成了复杂山地高含硫气田大规模应急疏散与救援技术。这些措施为该气田绿色、高效开发提供了安全保障。     

普光气田天然气净化装置运行总结

高含硫气田天然气因硫化氢、二氧化碳含量高，物料毒性、腐蚀性强，大大加剧了天然气净化装置的安全、环保风险。普光气田作为国内首个自主开发投产的高含硫气田，其天然气净化厂自2009年投产至今，已安全平稳运行14 a,外输天然气1 200亿m³,外销硫磺2 400万m³,均达到国标最高质量等级要求，腐蚀速率控制在0.020 mm/a以下，外排烟气SO₂质量浓度低于200 mg/m³,万立方米原料气综合处理能耗低于6 400 MJ,无安全、环保事故发生。在腐蚀防护、安全控制、环保提标、提质增效等方面建立了系列成套技术，为高含硫气田的成功开发及投产提供了技术支持和借鉴。     

高含硫气田安全环保控制技术

高含硫天然气井口一般应设置两套安全阀.一套是地面安全阀,用于一般事故状态下的紧急切断;一套是井下安全阀,位于井口以下约200 m处,用于极端危机情况(如井口发生火灾爆炸事故)下的紧急切断.此外,井口还应设置高低压传感器、易熔塞、井口压力温度传感器、硫化氢和可燃气体泄漏监测仪等.在钻井过程中,应采用录井监测技术为作业施工提供安全预警手段;在地面集输管网中应设计配置高效的天然气泄漏监测技术及气田生产紧急关断联锁控制技术.钻井、作业废液废渣处理技术及装置适宜处理高含硫酸性气田深井钻井和作业废液废渣的无害化处理,更适宜于处理常规气田的钻井和作业废液废渣.在产能测试中,含硫天然气不能直接排放处理,应采用热解焚烧技术,使硫化氢在高温下转换成低污染的硫氧化物.     

普光气田高含硫超深水平井投产配套技术

普光气田是我国已发现的丰度最高、储量规模最大的高含硫大型海相整装气田,H2S含量12%～20%,CO2含量10%～12%。国内外开发实践表明,高含硫气田开发 面临着安全环保风险大、设备材料H2S腐蚀、开发成本高等技术难题。普光气田开发方案设计水平井6口,通过技术攻关,针对高含硫普光气田超深水平井投产作业技术难点,配套形成了酸压投产一体化管柱、长井段射孔、长井段酸压投产、作业施工及井控技术,满足了超深水平井投产作业需要,为国内同类气田开发提供了技术借鉴。     

高含硫化氢井作业前套管气脱硫处理工艺及效果

孤岛部分稠油区块原油含硫量高在2%以上,稠油热采过程中原油中的含硫有机成分分解。生成硫化氢气体在套管内富集,对安全生产和作业造成危害。通过开发高效脱硫剂体系,将硫化氢转化为硫磺,同时研制一套可移动式撬装脱硫处理装里,实现对套管气中硫化氢的高效吸收,使处理后套管气中硫化氢含量低于最高容许浓度,并便于对不同区块的含硫油井进行处理,以解决因硫化氢影响稠油热采井作业安全的问题。     

试油酸压一体化工艺在高含硫油气层的应用

试油酸压一体化工艺实现了一趟管柱完成射孔、求产、酸压改造和封层等多套工序。通过在大港油田高含硫油气层现场实验,该套工艺不仅能够求得液性、产量、压力等相关参数,而且在起下管柱作业过程中,井筒不与地层连通,阻断了硫化氢的来源,保证了高含硫井的施工作业安全。     

浅谈SIP技术以及在硫化氢事故应急救援中的应用

鉴于硫化氢特殊的物理和化学性质,高含硫气田一旦发生硫化氢泄漏事故,将会对人和设备造成极大的危害.针对我国目前硫化氢气体泄漏事故后的应急救援技术不到位,事故发生后普遍造成较大损失的现状,学习国外先进的应急救援技术是必要的.对国际上较为常用的SIP应急救援技术进行了阐述,并介绍了其在国内外硫化氢事故后应急救援中的应用,还在我国高含硫气田开发的综合条件下,对基于SIP技术的应急救援的准备工作进行了研究,可以为硫化氢泄漏事故后的应急救援工作提供参考和建议.