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。

四川盆地普光高含硫气田长周期高产稳产关键技术

普光气田是我国探明储量最大的高含硫气田,储层以礁滩相为主,具有非均质性强、边水能量强、高含硫等特点,面临礁滩储层地震预测精度低、气藏边水推进快、产能快速递减、硫沉积逐步析出、气井产能和气藏储量动用效果差等一系列技术难点和挑战。为此,针对普光气田开发面临的难点和挑战,全面、系统总结了自“十三五”以来,为实现气田长周期高产稳产而开展的技术攻关与矿场实践。研究结果表明:①建立了台内滩储层预测岩石物理量版,提出了有效动用对策,研发了“自转向清洁酸+降阻滑溜水+缝内暂堵”造复杂缝酸压工艺,实现了超深礁滩相低品位台内滩储层有效动用;②建立了礁滩相储层气水前缘运动方程,研发了新型抗硫三元复合泡排剂、高抗硫超高膨胀率比桥塞,设计了过油管注塞堵水工艺,实现了高含硫气井全生命周期控水稳气;③揭示了高含硫天然气单质硫析出机理,建立了高含硫气藏硫沉积分布模型,研发了快速分散型溶硫剂,配套射流冲洗工艺,形成了井筒硫沉积治理技术。结论认为,普光气田目前边水突进导致剩余气分布复杂、硫沉积逐渐从井筒扩展到地层、井口压力接近外输压力,下一步需要开展剩余气精细描述与挖潜、精准堵水、储层硫沉积治理、集输系统增压开采等技术攻关,以期进一步改善气田开发效果进而提高采收率。

腐蚀监测技术在四川含硫气田的应用

腐蚀监测是在生产正常运行中，对设备的腐蚀或破坏进行系统测试，以延长设备寿命，使生产设备能更有效地运行的一门技术。其方法包括失重挂片法、电阻法、氢监测、线性极化电阻法、化学分析等。１９９５年四川石油管理局从加拿大引进了一套在线腐蚀监测系统，１９９６年３月在磨溪气田四号集气站的Ｍ—１３３井建立了一座在线腐蚀监测实验站，１０月又在川西北矿区低温站和中—４０井建立了一座在线腐蚀监测实验站；对ＣＴ２—４、ＣＺ３—１和ＣＺ３—３缓蚀剂的缓蚀效果作了在线监测评价，对腐蚀监测在现场的应用取得了一定的经验，并提出了四川含硫气田腐蚀监测的发展趋势。

大湾复杂高含硫气田水平井开发关键技术

大湾气田是近年来我国发现的地质条件极为复杂的典型高含硫气田之一,其储层埋藏深、厚度薄、平面变化大、储量丰度低、硫化氢含量高、裂缝-孔隙发育,国内外尚无成功开发先例。为了安全、经济、高效开发以大湾气田为代表的复杂高含硫气田,形成了复杂高含硫气田水平井整体开发新技术。其中包含4项核心技术:一是双重介质高含硫气田储层精细描述技术,二是双重介质高含硫气田开发技术政策优化技术,三是高含硫气田水平井开发完井技术,四是高含硫气田水平井分段酸压技术。应用这些核心技术,成功建成了世界上第1个水平井整体开发的大湾复杂高含硫气田,并已推广到国内类似气田,取得了良好的经济效益和社会效益。

含硫气田腐蚀研究现状

综述了目前含硫化氢气田的腐蚀机理、H2S/CO2共存条件下腐蚀行为、多相流腐蚀等方面的研究现状,并提出为了安全开发高含硫化氢气田,必须开展高浓度H2S和高浓度CO2体系腐蚀机理和在H2S/CO2的腐蚀环境中多相流腐蚀的研究工作,同时建立高含硫化氢环境的试验评价标准和适应高含硫气田腐蚀预测模型。

含硫气田恶臭气体阈限值与恶臭强度的关系

介绍了恶臭强度的6级分类法,针对含硫气田典型的5种含硫恶臭化合物,利用韦伯-费希纳公式研究了气体浓度和恶臭强度的关系,计算并分析了我国环境标准和职业卫生标准规定的阈限值对应的恶臭强度。GB/T14554—1993《恶臭污染物排放标准》规定一级厂界浓度标准限值对应的恶臭强度为2.5左右,二级新改扩建厂界标准限值对应恶臭强度为2.8左右。我国国家职业卫生标准GBZ 2.1—2007中规定的含硫恶臭气体职业接触限值对应的恶臭强度均在4以上。

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。

川渝含硫气田腐蚀控制方法

川渝含硫气田H2S、CO2含量高,同时伴有气田水,生产过程中腐蚀问题非常突出。分析了川渝气田金属材料的主要腐蚀行为,并根据川渝含硫气田井下管线、站内采气管线、站外集气管线及净化厂的不同工况,在腐蚀控制、腐蚀检测及腐蚀数据管理方面开展了针对性研究。

含硫气田水达标外排处理技术新进展

气田水普遍具有污染物组分复杂、矿化度高等特征,如何对其进行妥善有效的处置,一直是油气田环境保护领域关注的焦点。为此,针对四川盆地某气藏采出气田水矿化度较高且含有较多硫化物等污染物的水质特征,以处理后达标外排为目的,通过实验室试验研究,分析了混凝—脱硫复合处理工艺、化学氧化除氨氮工艺以及低温多效蒸馏工艺处理该气田水的适应性和有效性。结果表明:(1)采用聚合硫酸铁(PFS)作为混凝剂,同时配合使用TS-1脱硫剂,硫化物及石油类的去除率超过90%;(2)采用CA-1作为氧化剂,氨氮去除率超过96%;(3)经低温三效蒸馏工艺处理,蒸馏水中氯化物浓度低于150 mg/L,CODcr浓度低于60 mg/L。结论认为:经全流程工艺处理后,该气田水中主要污染物指标可以达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级标准的要求,氯化物浓度满足GB 5084—2005《农田灌溉水质标准》的要求,使用上述组合工艺能够对含硫气田水进行高效处理。

含硫气田设备及管道的腐蚀与防腐

四川气田系我国典型的含硫气田,设备及管道的腐蚀与防腐问题一直是一个重要的研究课题。文章首先分别探讨了H_2S腐蚀和CO_2腐蚀的机理及其影响因素,进而提出了H_2S和CO_2的防腐工艺和措施,最后探讨了含硫气田腐蚀及防腐研究的热点和发展方向,指出应该大力开展高含硫气田的腐蚀和防腐技术、二氧化碳条件下的钢材腐蚀机理和防腐技术、细菌腐蚀以及新型合金材料及非金属管道的应用研究,同时进行防腐实验。

含硫气田水的综合治理技术

主要依据四川气田含硫气田水的处理情况，综述了含硫气田水的来源与分类、处理方法和综合治理途径。

基于GIS的含硫气田大气污染预警与应急系统研究

以Arc GIS 9.2软件为背景平台,使用Visual C#.NET编程语言和SQL Server 2005数据库,通过构建气田基础地理信息、大气环境监测信息、环境风险源信息、气象观测信息、中尺度数值预报系统、大气污染预报系统、环境风险评估系统等,形成具有含硫气田特色的大气污染预警系统,可对突发大气环境污染事件作出快速响应,也能在短时间内进行大气污染影响程度和范围的模拟和预测,从而为含硫气田勘探开发提供环境污染预警与应急决策支持。

三维地理应急系统在含硫气田开发过程中的建设与应用

针对四川复杂地形含硫气田开发过程中可能出现的火灾、爆炸、原料气泄漏等突发事故,难以及时判断事故的发展趋势并确定有效的应对措施,加之对事发点周边的社会和地理环境不熟悉,极易造成群死群伤事故。研究了适用于安全监管与应急防控一体化的管理系统及"平战结合"的运行模式,开发了石油化工领域专用的空间GIS平台,以空间关系做为数据关联分析的底层逻辑,形成贯穿气田设计、建设、运营全生命周期的数据完整性管理体系。并重点针对含硫天然气事故灾害类型和应急支撑数据采集内容进行研究,形成应急管理与快速响应整套技术方法及示范工程,显著缩短了风险辨识和预警时间,提高了应急响应速度和应急决策能力。

含硫气田净化厂原料气过滤分离设备腐蚀主控因素研究

含硫气田天然气净化厂原料气过滤分离设备为关键设备,其腐蚀失效情况也备受关注。现场调研发现,使用一段时间后,分离设备底部积液位置出现腐蚀层,且分离设备存在较多鼓泡。通过开展金相分析、理化性能分析及腐蚀微观分析,确定了设备失效原因,室内模拟现场条件找出腐蚀失效主控因素。结果表明,在材料力学性能、化学成分满足标准要求的前提下,材料本身存在较多夹杂是导致设备鼓泡失效的主要原因,随着H_2S与CO_2分压比的增加,腐蚀速率增大,氢鼓泡现象更加严重。

含硫气田水闪蒸气硫粒自动装袋技术

1.目的四川盆地安岳气田龙王庙组气藏含硫天然气在集输过程中的气液分离阶段,由于压力变化会解析出一部分溶解在水中的气体,该气体饱含硫化氢、甲硫醛等有害物质,俗称为闪蒸气,需集中处理后排放。磨高地区主要采用液相氧化还原方式处理闪蒸气,该方式脱硫率高、潜硫量适应范围广、药剂可再生利用,但会产生大量的副产物硫粒,需要通过人工操作进行装袋,存在较大的劳动强度和安全风险,无法实现无人值守。

含硫气田硫化氢腐蚀

含硫气田在开发过程中,由于硫化氢的出现,常常会出现油管、套管、钻井设备、钻井仪器等等腐蚀和损坏问题。井下环境非常复杂,影响管材腐蚀的因素众多,因而产生了多种多样的腐蚀现象。本文研究中利用了中国几个含硫气田的生产现场实际资料并进行归纳整理,阐述了中国含硫气田油管腐蚀现象的基本特征、腐蚀方式及主要影响因素,为指导油管防腐工程实践提供了依据。

普光高含硫气田丛式井场安全控制系统概述

气井的安全运行是保证高含硫气田长期安全生产的关键之一,坚持安全生产,防控结合,是高含硫气田开发的基本原则。本文简要介绍了普光气田的工况,在此基础上就普光气田气井地面安全控制系统设计思路、系统功能以及工作原理作了阐述。

含硫气田水罐爆炸可能性探讨

含硫气田水罐内闪蒸气主要组成为可燃气体,因其特殊作业过程,罐内气相空间存在形成混合爆炸气体的可能。结合生产过程的分析和混合气体爆炸极限的相关理论,建立了适合罐内混合气体爆炸浓度的变化模型和计算方法,通过具体实例的计算预测,展示了含硫气田水罐爆炸可能性及控制方式。研究结果表明:当前含硫气田水罐转水过程中存在爆炸形成的可能条件,爆炸极限可根据含惰性气体的混合可燃气进行计算;应明确在液位下降过程中可燃气体浓度是否会在爆炸极限范围内,建议维持含硫气田水罐转水时的微正压,并在呼吸管上设置阻火器,做好防静电接地,优先采用非金属管道和设备等方式降低爆炸风险。

川中地区含硫气田水闪蒸气脱硫除臭工艺应用现状与优化建议

含硫天然气田开发中产出的气田水逸散出的闪蒸气含有硫化氢、有机硫等恶臭污染物,影响站场周边环境空气质量,危害现场人员健康。因此,对含硫气田水逸散闪蒸气的有效治理是含硫气田开发安全、清洁生产的要求。文章结合当前国家大气污染防治政策和中国石油温室气体控排要求,对川中含硫气田水闪蒸气采取的脱硫除臭措施的适宜性进行分析,指出不同气田、不同阶段采用的脱硫除臭工艺的局限性。建议针对气田生产特点对含硫气田水闪蒸气治理工艺进行深入研究,在满足安全生产、避免公众环境投诉的条件下,积极落实国家节能提效、低碳排放政策,在新改扩建项目中因地制宜做出调整。

含硫气田天然气水合物预防技术

在含硫气藏的开发过程中,天然气水合物冰堵的预测与防治是急需解决的难题,而目前在国内关于这方面的研究却很少,仅有的方法也只是针对一般气井,而对于含硫气井的预测结果偏差就很大。本文通过天然气水合物形成的热力学条件进行理论分析,提出有效且合理的预防措施。本研究成果对高含硫气田的水合物预防具有一定的指导意义。