管道内检测技术在山区高含硫气田的应用研究

山区高含硫气田集输管道因输送原料气成分及输送环境复杂,导致管道内壁发生电化学腐蚀,存在泄漏风险,因此对酸气管道开展内检测非常重要。漏磁检测技术是在高含硫气田应用比较成熟的内检测技术。近几年又新起了电磁涡流内检测,具有通过性好,对小尺寸缺陷识别度高,更适应于小管径低流速管道。本文结合某高含硫气田漏磁和涡流检测技术的应用成果,对检测技术的现场适应性、优点以及局限性进行分析,并提出改进建议,为今后同类型气田在检测技术选择上提供一定的技术支撑。

雷达式液位变送器在高含硫气田的应用分析及展望

本文主要分析了雷达式液位变送器在高含硫气田中的应用情况,并对未来的发展趋势进行了展望。通过对雷达式液位变送器的工作原理、性能特点以及在含硫气田中的应用优势进行深入分析,提出了在高含硫气田中推广应用雷达式液位变送器的建议。同时,针对雷达式液位变送器在高含硫气田应用中存在的问题,提出了相应的解决方案,并对未来雷达式液位变送器在高含硫气田应用的发展趋势进行了预测。

微牙痕下套管技术在川东北高含硫气田的应用

高含硫油气田H2S极易通过油气井管柱的伤痕对其进行腐蚀,缩短套管和油管的寿命。为此引进美国ECKEL公司生产的φ219 mm(85/8英寸)HS HT型微牙痕液压套管钳,改造扭矩仪、液压动力站、气动卡瓦等设备,配套形成微牙痕下套管技术。该技术的应用可使套管体损伤降低到最小程度,牙痕深度小于0.08 mm,有效减轻H2S对入井套管及油管的腐蚀,延长套管及油管的使用寿命,为高含硫油气田生产开发提供技术支持。

高含硫气田的开发与卧63井先导试验

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试生产的高含硫气井,因此其试验生产资料对有关高含硫气井的开采有一定的参考价值。

用于高含硫气田的镍基合金管材服役后局部腐蚀的成因

为了研究镍基合金Incoloy 825(UNS NO8825)管材在高含硫气井井口服役后内表面局部腐蚀坑的形成原因及其服役状况,截取并纵剖服役1年后的带有焊接接头管材进行检查。通过扫描电镜观察了服役后的管体、焊接接头、焊接热影响区和腐蚀晶界横截面的微观形貌,并结合能谱仪对以上区域进行了元素分析。结果表明:(1)服役后Incoloy 825合金管材表面发生了晶间腐蚀且局部腐蚀坑内的晶间腐蚀更为严重,但却未发现硫化物腐蚀产物沉积;(2)焊接热影响区晶粒长大且晶界有析出相,但未发现局部腐蚀;(3)Incoloy 825合金管材内表面发现的点蚀为酸洗钝化处理时过酸洗造成的;(4)在服役过程中,Incoloy 825合金管材和焊接接头腐蚀轻微;(5)虽然过酸洗导致了管材内表面的局部腐蚀,但经酸洗钝化处理后的钝化膜则具有较强的耐蚀能力;(6)服役时的高温高压酸性环境不会对已酸洗钝化的Incoloy 825合金管材造成侵蚀,也不会导致局部腐蚀扩展。

高含硫气田的安全管理对策分析

近几年来,能源开发问题已经引起了相关部门的关注。现阶段,在我国,具有巨大开发价值以及开发潜力的气田是高含硫气田,由于高含硫气田开发会对人体产生一定危害,因此,应对高含硫气田加强安全管理,保障高含硫气田相关工作的正常开展。本文是针对高含硫气田的概述、高含硫气田安全管理过程中面临的挑战、以及笔者提出的高含硫气田的安全管理对策的分析。

LDAR技术在高含硫气田的拓展应用

介绍了泄漏检测与修复(LDAR)技术在某高含硫气田天然气集输和净化装置的应用。通过对装置不同区域、不同密封点类型、不同介质进行全面建档检测和分类统计,并应用LDAR数据采集系统进行在线管理,共建档密封点51308个,检测共发现泄漏密封点35个,总泄漏率0.068%,修复35个,修复率100%。计算共减少硫化氢排放量0.01678 t/a、燃料气排放量0.31701 t/a,减排率为100%。对比泄漏点修复前后装置的安全风险值,可知风险值普遍降低。通过将LDAR技术应用于高含硫气田,有效降低了硫化氢和天然气泄漏安全风险,拓展了LDAR技术的应用范围,为高含硫气田开展泄漏风险预警提供了判断依据。

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。

基于PLC的社区报警系统在罗家寨高含硫气田的应用

传统的社区报警系统多为广播语音系统、短消息系统等,这些系统存在不能实现可视化管理,可靠性差等缺点。罗家寨气田社区报警系统以PLC为控制基础搭载多功能的操作界面,室外报警站点与报警控制中心通过GPRS 4G和Motorola TETRA冗余通讯链路确保系统数据传输的稳定性。罗家寨气田社区报警系统由报警控制中心、室外报警站、网络通讯、系统供电等部分组成。该社区报警系统具有易扩展,运行稳定,易操作,自动化集成度高等优点。本文通过介绍罗家寨气田社区报警系统,使读者对基于PLC的社区报警系统有一个全新的认识。基于PLC的社区报警系统与传统的社区报警系统相比,系统运行更稳定,更易操作,在油气田特别是高含硫气田的生产场站具有广阔的应用前景。

高含硫气田集输SCADA安全评估方法

油气能源基础设施安全越来越受到组织化攻击威胁,因此,对能源基础设施尤其是对高含硫气田集输SCADA系统安全状态识别就显得尤为必要。为了揭示高含硫气田集输SCADA系统安全评估中随机性和不完全性对安全状态评估结果的影响,提出了基于云模型改进白化权函数的灰云安全评估方法。首先,对评估结果进行等级划分,设计了组合权重优化模型;然后,按照专家评分细则确定出样本矩阵,利用云模型改进白化权函数,形成灰色评估权矩阵;最后,结合优化后的权重通过逐级评估得到系统最终的风险值并确定系统风险评估状态。以3个实际应用场景为例,验证了方法的有效性。研究结果表明,与层次分析法、变异系数法、线性加权和乘法加权法比较,组合优化赋权方法的离散度为0.456,线性加权和乘法加权的离散度为0.514和0.860,层次分析法和变异系数法的离散度为1.294和1.225,提出的组合优化赋权模型的离散度最小,表明此方法比其他方法更有效;将SCADA安全评估中风险指标信息不完全性与专家知识的不完全性和随机性结合起来,不仅能定性评估和预测整体SCADA系统的安全状态,而且实现二级指标风险量化;该模型能揭示各风险指标的脆弱程度,为下一步安全加固提供方向。本研究不仅有利于识别高含硫气田SCADA系统安全状态,而且为其他行业安全评估提供了参考。

高含硫气田地面集输系统元素硫沉积化学防治一体化新技术

随着高含硫气田的不断开发,气田地面集输系统不可避免地会出现元素硫沉积堵塞问题。采用停产浸泡硫溶剂循环清洗解堵,面临着稳产周期短、清洗频繁、综合治理成本较高等挑战。为此,基于化学预防-治理相结合的理念,分别开展了停产浸泡硫溶剂循环解堵技术及不停产在线加注硫溶剂预防堵塞技术的研究,完成了配方设计、验证和现场试验,提出了防治一体化方案。研究结果表明:①研发的复合胺高效硫溶剂(CTS-1),较优使用温度为40~60℃,较优清洗时间为1~2 h,饱和溶硫量达45.72 g/100 mL,溶硫能力显著提升,且具有刺激性气味弱、微毒、腐蚀性低等优势,在四川盆地罗家寨气田LJ11H井成功开展了溶硫解堵试验;②创新性提出了不停产在线加注硫溶剂预防元素硫堵塞的技术思路,明确了在线加注硫溶剂的“动态预防-实时溶解”双重作用机制,并针对性地形成了在线加注硫溶剂应用工艺方案;③研发了复合碱硫溶剂(CTS-2),在确保高溶硫能力的同时,有效溶硫时间大幅降低至15~20 min,且适应性良好、环境友好。结论认为:①化学防治一体化技术是有效解决高含硫气田地面集输系统元素硫沉积堵塞的有效手段,新研发的复合胺硫溶剂及复合碱硫溶剂可满足化学防治的技术需求;②下一步需要开展井筒-地面清洗一体化防治、在线加注化学药剂预防堵塞及化学药剂可重复利用等系统性攻关,实现高含硫气田地面集输系统元素硫沉积的长效防治,全面助力高含硫气田长期稳产和规模高效开发。

高含硫气田电网规划与技术应用研究

由于高含硫气田的电力需求受实际运行状态影响,导致电网规划需要结合多个因素进行综合分析,为此提出高含硫气田电网规划与技术应用研究。首先综合生产规模与工艺复杂度、高含硫气田产能大小、电力设备容量和运行功率、采气工艺对电力需求,以及处理和净化流程的具体情况,实现对高含硫气田电力需求的预测。然后综合硫化氢浓度、温度、压力、湿度、气体流速、设备材质、设备年龄与维护状况、杂质含量以及操作条件变化频率,计算高含硫气田硫化氢腐蚀风险。最后结合预测结果和风险评估结果实现对电网的规划。实际应用结果表明,应用研究方法明确了相应技术的应用方式及效果,实现了高含硫气田电网的规划。

高含硫酸性气田集输管道地质灾害防治管理关键技术研究

高含硫气田多处于地质条件多样、地质灾害发育的复杂山区,一直以来集输管道地质灾害难以进行全面管理。为解决这一难题,研发了自动化实时监测设备与开源数据库MySQL相结合地质灾害防治管理体系,从原理、监测内容、数据要求等多个方面建立适合于复杂山地高含硫气田集输管道地质灾害防治体系,明确了各类地质灾害监测内容,进行集输管道地质灾害数据管理,确定集输管道地质灾害危险等级,采用自动化监测设备实现了高含硫气田集输管道地质灾害全天时、全天候监测预警,打破了地域限制,实现跨地域协同工作。基于MySQL数据库建立某含硫气田地灾管理数据库,对地质灾害评价结果中不同类型、危险等级的地质灾害点进行归纳分类,实现气田地质灾害统一管理,指导气田集输管道定向监测。

高含硫气田集输系统硫沉积机理及非介入式检测技术

高含硫气田集输系统中的硫组分会因压力、温度和组分等的变化而析出,经成核、聚集过程后逐渐生长为硫颗粒并沉积到管道内壁。硫沉积可导致管道堵塞、设备污染、腐蚀加速、集输系统效率降低等问题,严重威胁集输系统安全。分析了高含硫气田集输系统的硫沉积机理,包括析硫与成核机理、硫沉积来源及影响硫沉积的因素。适用于高含硫气田集输系统硫沉积的非介入式检测技术很少,重点介绍了基于超声波原理的在线检测技术及其在高含硫气田中的应用现状,同时指出了其他检测技术应用于硫沉积检测时存在的不足。

优化型解卡液在高含硫气田油基钻井液中的应用

川东北高含硫气田为超高含硫油气藏,目的层飞仙关组具有地层压力系数低、储层渗透性好等特点,使用的钻井液密度高,极易发生压差卡钻,若处理不当或处理时间过长,会进一步引发井壁失稳、硫化氢溢出和溢流等井下二次事故,严重时会导致填眼侧钻,造成钻具埋井和井眼报废等重大工程事故。通过分析飞仙关组地层特点和卡钻性质,在其他解卡手段效果不佳和条件受限的情况下,参考常规油基解卡液的解卡思路,摸索出一种适用于解除高含硫气田飞仙关组压差卡钻的优化型解卡液。应用结果表明,该解卡液在处理高含硫气田飞仙关组压差卡钻中,具有解卡成功率和效率高、与油基钻井液配伍性好、操作工艺简单等优点,在高含硫区域具有良好的推广应用前景。

高含硫气田侦查哨兵智能化防护系统应用研究

为解决某含硫气田应急救援单兵防护装备数据传输问题,设计了一种集空呼检测、环境采集、生命特征采集、无线宽带MESH自组网和哨兵指挥调度平台为一体的智能哨兵硫化氢个体防护系统。系统以无线宽带MESH自组网为支撑,融合计算机图形建模、图像分析等技术,具备视频监控回传、语音交互、3D定位、环境浓度监测、生命体征监测等功能,确保指挥部实时掌握救援人员的位置、身体状态和防护装备状况,实现救援科学、专业和安全。

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。

高含硫气田开发过程中H_2S含量变化规律

对流体相平衡及高温高压下H2S气体在水中溶解度的实验研究表明,在高含硫气田开发过程中,H2S含量增加缘于原始地层水中所溶解的H2S气体在地层压力降低后部分脱附而进入地层气相中。基于H2S气体在水中溶解度实验数据和物质平衡方法,建立了高含硫气田H2S气体含量长期变化规律模型。对H2S含量变化规律进行的敏感性分析结果表明:在高含硫气田开发早期,产出气体中H2S含量增加较为缓慢,在气田进入开发的中后期时,H2S含量增加速度不断加大。同时,地层原始含水饱和度对H2S含量增加的影响较大。在同样条件下,原始含水饱和度高的气藏其H2S含量增加速度更快。

高含硫气田腐蚀特征及腐蚀控制技术

我国高含硫气藏H2S、CO2含量高,还伴随有大量的气田水,开发过程中腐蚀问题非常突出。为此,分析了高含硫气田的腐蚀特征,展示了该类气田开发在材料选择与评价、缓蚀剂防腐技术、腐蚀监测与检测技术等方面的进展:①提出了镍基合金评价方法、双金属复合管及其焊缝抗环境应力开裂试验方法和耐蚀性能评价程序、缓蚀剂筛选评价程序;②研发的专利缓蚀剂CT2-4水溶性环空保护液体系能实现对套管内壁和油管外壁的有效保护,CT2-19缓蚀剂、地面管线清管器预膜技术和缓蚀剂连续加注技术较好地控制了湿气密闭输送系统内的腐蚀;③FSM、氢探针技术、电化学噪声技术等腐蚀监测新技术在研究点蚀、缝隙腐蚀和氢致开裂等方面具有独特的优势。最后提出在高含硫气田开发设计时,就应全面引入腐蚀控制设计和腐蚀监测体系,从腐蚀控制技术的集成与优化入手,形成高含硫气田整体防腐方案,建立数字化腐蚀数据管理系统和数据库,全面跟踪评价缓蚀剂效果,从而实现腐蚀控制的整体设计和完整性管理。

高含硫气田开发安全评价技术探讨

随着国内高含硫气田的相继开发,这些气田的安全评价工作越来越得到国家和行业部门的重视,对于政府和公众所关心的安全距离问题,现有的安全评价技术只能从标准、规范的要求来进行评价,不能结合工程的特点和实际情况,科学、合理地提出相应的措施。故针对高含硫气田开发的特点,提出了基于定量风险评价技术的安全评价程序和方法,并就该方法的运用进行了探讨。