高含H2S天然气井中硫的沉积及防止

本文对高含Ｈ２天然气井的开采过程中，经常发生硫横析出，沉积在井筒及设备表面造成堵塞问题。指出了硫磺的来源及带出途径，分析了影响硫沉积的因素，找出了防止硫沉积的方法及应用实例。     

特高压天然气压缩因子的实验测定

目前常用的通用压缩因子图对比压力的适用范围为小于 1 5的区域 ,且由于条件的限制 ,对比压力大于1 5的区域内相行为的实验报道较少 ,给特高压力油气藏储量的准确计算和开发方案的制定带来了一定的困难。为弥补特高压力区域压力 体积 温度压缩因子实验数据的不足 ,作者设计制造了一套特高压物性实验装置 ,其最高工作压力为 1 0 0MPa,最高工作温度为473K。用该装置测定了 3个气样 ,获得温度为 3 2 3～41 3K、压力为 2 0～ 1 0 0MPa范围内的压缩因子值 ,共取得 3 80个数据点 (其中对比压力大于 1 5的数据为 2 1 9个 )。实验结果表明 :对于所测定的体系 ,目前使用的通用压缩因子图的对比压力的适用范围可以外延使用至对比压力小于 2 2的区域 ,其误差没有明显的增加。图 2表 2参 2 (郭绪强摘 )     

碘量法测定天然气中H2S应该注意的几个问题

目前天然气中H2S含量的测定方法是依据GB/T11060.1·1998.该方法是用过量的乙酸锌溶液吸收气样中的H2S, 生成硫化锌沉淀,加入过量的碘溶液以氧化生成的硫化锌,剩余的碘用Na2S2O3标准溶液滴定,即碘量法. 该方法简单易行,但在操作过程中,包括在标准溶液的配制标定和反应过程中温度酸度等条件的掌握上,如果稍有偏差,便会对测定结果产生较大影响.     

高含硫气体中元素硫溶解度实验测定及计算方法研究

元素硫沉积是高含硫气藏开发中最重要的研究内容之一.为了准确获得高合硫气藏中饱和元素硫含量,通过自主设计实验方法和实验流程,购置相应实验配件,以真实气体为实验对象,测定了B24井和TD5-1井井口气样在一定温度和不同压力下元素硫溶解度.该实验方法的建立,为准确测定不同高含硫气体中元素硫溶解度提供了参考和依据.在实验研究成果基础上,对目前广泛使用的Chrastil模型和Roberts常系数模型的正确性进行了关联性研究,结果表明利用Chrastil模型计算高含硫气体中元素硫溶解度误差较小,准确性较高,而Roberts提出的常系数模型由于只是以特定的流体组分和实验条件为基础回归得到,其对不同组分和压力温度条件下元素硫溶解度的计算误差较大.     

浅谈天然气总硫测定

介绍了国内外天然气总硫测定的概况。其中重点介绍了氧化微库仑法,以及用该方法进行天然气总硫测定的操作技巧和笔者在工作实践中的经验体会。     

元坝气田硫溶解度Chrastil预测模型

准确预测硫在含H₂S气体中的溶解度是元坝气田硫沉积研究的关键之一。文中通过拟合元坝气田硫溶解度实验数据,得到适用于元坝气田的硫溶解度Chrastil预测模型,分析了拟合的双对数曲线特征;之后采用该模型分析了预测误差,并与目前广泛应用的Roberts模型预测结果进行了对比。研究结果表明：硫溶解度与气体密度双对数曲线呈分段式特征,因此需分段拟合;缔合数随温度压力变化而变化,反映溶质与溶剂分子在不同温度压力下的缔合作用,在储层温压条件下,平均每个硫分子结合2.58个混合气体分子;拟合得到的硫溶解度Chrastil预测模型预测结果较好,相对误差在2%以内,可以满足工程计算要求,而Roberts模型预测的硫溶解度比实验测量值高出2个数量级,应用该模型预测元坝气田硫溶解度,会高估元素硫的溶解量和析出量。文中的Chrastil预测模型能够准确预测元坝气田的硫溶解度,可为后续开展元坝气田考虑硫沉积的数值模拟研究提供理论基础。     

H2S在LPG与MDEA水溶液中的溶解度测定

介绍了一种H2S在醇胺水溶液与LPG中分布的测定方法，此方法可分析H2S摩尔分数低至0．0002％的含量(H2S摩尔分数范围0．0002％～5％，MDEA的摩尔浓度为3．0mol／L和4．2mol／L)。实验数据表明在LPG中H2S的摩尔分数低于1％时，其摩尔分数的对数与胺相中H2S负荷的对数近似呈线性关系。因此，可将H2S摩尔分数适当外推到0．0001％，来满足生产和设计的需要。     

焦化硫膏改性沥青H_2S释放行为的研究

通过FT-IR和~1H-NRM探究了反应时间、焦化硫膏改性剂(CSP_1)添加量、反应温度和CSP_1中微量成分对CSP_1改性沥青H_2S释放行为的影响。结果表明:硫化氢相对释放量在改性时间2～6 min呈线性增长,随后H_2S相对释放量基本达到恒定为95.89μg/g;在CSP_1添加量低于25%时,H_2S相对释放量无显著变化;在130～150℃的改性温度范围内,H_2S相对释放量随温度的升高而升高。焦化硫膏中的微量成分脱硫催化剂(PDS)与硫自由基结合形成多硫链,抑制了硫自由基夺取沥青分子中芳环碳原子上的氢,降低了H_2S相对释放量,各时刻均低于硫磺改性沥青约12.92μg/g。     

天然气中硫化氢含量及硫同位素联测方法

我国含硫化氢天然气勘探潜力巨大,硫化氢成因、来源、形成机制为石油工作者所关注。硫化氢含量及硫同位素是两项常用且重要的判识指标。因硫化氢的强毒性,国内很多实验室较少检测或取消了此类检测项目。通过前处理流程优选硫化氢转化试剂,同时通过改进同位素质谱仪配套设备——调试硫同位素法拉第杯离子束聚焦等参数,安装特制色谱柱、特氟龙管路、硫反应管等,搭建了硫化氢含量及硫同位素联测技术平台;其次将高纯二氧化硫标准气替换为低浓度、低压力、小体积的工作标准气,通过系统条件实验探索(稳定性,标样分析等),确定最优实验条件;最后将反应生成的固体沉淀物送入质谱仪中进行硫同位素组成信息的检测,通过与标准纯含硫物质同位素组成的信号对比,计算出待测气体中硫化氢含量。用该方法对鄂尔多斯盆地大牛地气田、富县气田、鄂西渝东红星地区部分含硫化氢天然气进行硫化氢含量和硫同位素测试,所测结果稳定、精度良好,同时与外部实验室比对结果吻合。与传统方法比,该方法一次进样可得到硫含量和硫同位素数值;优选醋酸银试剂一步化学法一次性转化,减少同位素分馏;另一方面将硫化氢转化为固态硫化银,与标准物质硫化银硫同位素直接对比,同位素溯源结果更具可靠...     

高含硫气藏硫溶解度的关联和预测研究

硫沉积是高含硫气藏有别于普通气藏的重要特征.硫沉积不仅影响气井产能,而且会对整个气藏的开发带来很多危害,因此,正确计算和预测不同条件下硫的溶解度具有十分重要的意义.鉴于高含硫气藏中硫沉积实验研究的难度,针对硫的溶解与析出类似于超临界流体中溶质的溶解与萃取过程,利用超临界流体相平衡模型中的压缩气体模型,建立了关联和预测硫溶解度的热力学理论模型.在该模型中,通过拟合回归硫在纯二氧化碳、甲烷和硫化氢气体中溶解度的实验结果,得到了硫与这些气体组分的二元交互作用系数,最后通过实例计算,验证了模型的正确性和可靠性.     

高含硫气体在地层水中溶解规律实验研究

高含硫气体在一定压力和温度条件下能溶解于地层水中.对于存在边水或底水的高含硫气藏,随着开发的逐步进行,溶解在水中的酸性气体会慢慢释放出来,使得气藏开发过程中组分和组成不断发生变化,从而对开发井的生产管理和控制以及地面集输的脱硫能力提出新的任务和要求.为此,建立高含硫气体在地层水中溶解度测试流程,测定了川东北罗家寨飞仙关组地层温度条件下高含硫气体从原始地层压力不断降压过程中高含硫气体在地层水中溶解度.该溶解度测定方法的建立,为研究罗家寨高含硫气藏开发过程中组分和组成的变化规律奠定了良好的基础,对于指导高含硫气藏的安全合理开发具有重要意义.     

普光高含硫气田集输管网优化

针对普光气田自身特点,以集输管网投资最小为目标,以管网各节点的流量、压力及管道的压力限制等为约束条件,建立了树状集输管网布局、管径和阀门数目全局优化数学模型,采用双重编码遗传算法对模型进行求解,获得了总投资费用最省的管网布局、管径和阀门数目。优化过程中,针对普光湿气集输采用气液混输的特点,确定了湿天然气的物性计算和热力计算模型。通过计算值与实测值的比较,确定了适用于湿气混输管线且精度较高的水力计算模型,保证了优化过程中物性、压力和温度计算以及优化模型约束条件校核的准确性。实例计算表明,所建立模型准确,优化算法有效,对降低高含硫气田管网建设成本和提高管网安全性有重要指导意义。     

基于BP神经网络预测硫在高含硫气体中溶解度

元素硫在高含硫气体中溶解度的研究是硫沉积机理研究、硫沉积预测和处理技术研究的前提和基础,也是元素硫沉积室内研究工作的核心课题。为了关联和预测硫在高含硫气体中的溶解度,提出误差逆向传播人工神经网络(BP ANN)模型,并设计了该模型的计算过程,讨论了该模型的参数设置。计算结果表明,该模型可作为模拟和内推硫在高含硫气体中溶解度的一种较好手段,但外推效果较差。与现有其他硫溶解度计算模型相比,该模型计算结果优于Chrastil缔合模型和经验公式,与状态方程法和六参数缔合模型的计算结果相当。     

高含硫天然气集气站三甘醇脱水工艺对比

三甘醇(TEG)脱水工艺是目前天然气工业应用较为普遍的一种方法。从高含硫气田采出来的天然气需要先脱除其中的水分,以防止水合物生成及减轻天然气输送过程中产生酸液带来的腐蚀危害。三甘醇脱水工艺在各集气站中已经得到广泛使用,但不同的脱水工艺对管道和设备的腐蚀存在差别。通过HYSYS模拟,对三甘醇脱水典型工艺、再生废气回收利用工艺、三甘醇高压富液气提工艺、三甘醇低压富液气提工艺4种脱水工艺进行了论证。分析得出,三甘醇低压富液气提工艺的脱水效果好,减轻了对设备的腐蚀,并能显著降低H2S的排放,有效解决了再生废气的污染等问题,具有较高的推广价值。     

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。     

高含硫化氢天然气处理站职业卫生调查

本文对某油田高含硫化氢天然气处理站进行职业卫生现场调查,对职业病危害的分布和来源、职业健康监护和职业卫生管理等情况进行了分析,并对空气中化学有害因素进行检测。     

高含硫天然气中元素硫含量测定的影响因素分析

准确测定高含硫天然气中元素硫含量对建立气藏硫溶解度模型,预测和处理硫沉积至关重要。为此,通过井口高含硫天然气中元素硫测定技术分析,并根据试验分析结果,揭示了影响元素硫准确测定的各种因素。结果表明：①不同取样位置得到的元素硫测定结果不同,需根据预测目的选择取样位置;②取样容器的结构和容积会影响到元素硫测定结果,使用前应对取样容器的容积进行准确校正;③宜采用抽空容器法和不通过取样分离器的方式来对元素硫进行取样;④样品体积不应采用流量计直接计量,而应采用计算法。结论认为,影响高含硫天然气中元素硫含量准确测定的主要因素是：取样位置、取样容器、取样管线、取样方法、压缩因子计算方法和样品体积计量方式。     

高H_2S高CO_2高Cl~-天然气压力容器设计

介绍了三高气田(高H2S、高CO2、高Cl-)压力容器设计的基本作法,同时对制造检验过程中出现问题的处理和试运投产的基本情况作了说明,确保了压力容器的安全,装置一次投运成功,最终生产出合格的天然气、凝析油、相应附属产品。该压力容器突破了国内外大型气田的开发,在国外一次投产成功,为今后国外三高气田的开发走出了一条安全可靠、便利实施的新路,这些作法和处理意见为同行们今后的设计、施工提供了参考。     

气相色谱法测定高含硫天然气中多种硫化合物

建立了用气相色谱仪和硫化学发光检测器检测高含硫天然气中硫化合物的方法。运用微流控制器解决了高浓度H2S对检测器的污染以及对其他硫化合物测定的干扰问题,只需一种标准物质就可快速经济地完成高含硫天然气中多种硫化合物测定。该方法根据标准物质的保留时间完成多种硫化合物的定性,并用外标法定量。用该方法进行高含硫天然气样品测定,硫含量和色谱峰面积呈明显的线性关系,线性相关系数r为0.999 7。测定质量浓度为2mg/m3以下的硫化合物时,测定结果的相对标准偏差小于6.1%;测定质量浓度为2mg/m3以上的硫化合物时,测定结果的相对标准偏差小于2.2%,满足高含硫天然气的分析需要。