高含硫气井安全的关键工艺技术研究

川东北高温高压含硫气井完井测试技术摘要:川东北地区蕴藏着丰富的天然气资源,并且具有高产(天然气无阻流量最高达100×104m3/d及以上)、高压(50～120 MPa)、高含H2S(5%～40%)和井深(5000～7500 m)的“三高、一深”特点,试气测试施工难度大,对试气测试工艺技术要求高,经过多年不断的实践和完善,逐渐配套完善了超深、高温、高压、高含硫井下测试工具和地面试气流程。

本文通过介绍常用的测试技术,有助于进一步推广和提高超深、高温、高压、高含硫气井测试的一次成功率。

关键词:APR测试HP阀OMNI阀气举川东北油气田以产天然气为主,普遍具有压力高、温度高、H2S 高、产量高等特点,给试气测试工作带来了巨大的挑战。

经过多年了摸索,逐步形成多项完井测试联作技术。

四川常把井深4000～6000 m 的井叫做深井,而把超过井深6000 ｍ以上的井叫做超深井。

相应来讲,超深井试气就是指井深超过6000 m井的试气。

超深井具有地层压力大,地层温度高的特点。

目前国际上把超深井试油叫做高温高压井测试。

高温高压井测试(国外简称HTHP)指在恶劣条件下井的测试,一般规定了一定的压力和温度界线。

比如哈里伯顿公司HTHP指:压力70 MPa以上,温度150 ℃以上,含H2S、CO2。

而斯伦贝谢公司HTHP指:压力105 MPa以上,温度210 ℃以上。

我国目前规定:当地层压力大于或等于100 MPa或地层温度大于或等于150 ℃,含H2S大于或等于3%,含CO2大于或等于3%的油气井测试叫做高温高压井测试。

1 裸眼测试技术1.1 采用带OMNI阀(带球阀)APR测试工艺测试管柱结构(自上而下):悬挂器+防硫油管＋断销式反循环阀＋防硫油管+OMNI阀(带球阀)+RD安全循环阀+电子压力计托筒＋VR 安全接头＋RD循环阀+RTTS封隔器＋防硫油管+接箍。

工艺流程:管柱中的OMNI阀在下井的时候循环孔出于开启位置,球阀关闭。

高含硫气田环空带压井的管理风险与安全评价高含硫气田环空带压的产生机理一般有三种，在三种生产过程中都存在着危害有火灾、爆炸、中毒等风险。

为应对和解决高含硫气田环空带压生产过程中风险，有必要对其进行安全评价，通过安全评价，从系统工程方面提高安全程度。

文章针对高含硫气田环空带压的特点，重点从管理上分析产生的风险，通过安全检查表分析法，从人员、规制、法规等方面检查，然后进行人员可靠性分析，发现操作规程和责任制制定中的不足和缺陷，完善管理上的漏洞。

由此提出针对性的安全管理建议。

标签：高含硫气田；环空带压；井控；风险；安全评价0 引言天然气作为清洁能源，越来越被社会所认可，然而，在油气井开发过程中，高含硫环空带压气井将带来重大安全问题。

在我国，因对石油天然气开发时间较晚，技术与国外存在很大差距，尤其在钻探、检测工具和控制技术较落后。

为弥补技术的不足，需加强管理，降低环空带压事故风险。

因此，对高含硫环空带压井的安全管理须引起重视，通过安全评价，发现不足，弥补缺陷，给出定性和定量的安全管理结论，为安全生产管理提供参考依据。

1 环空带压的产生机理环空带压产生根据生产过程分为开采初期、开采过程中、停产三种环空带压形式。

在开采初期因井内和漏空区存在较大温差，产生气流扰动，在井口中产生动压力；在生产过程中主要是因为油管柱、套管串的渗漏导致，如果作业过程中水泥环质量不稳定，遭到破坏，气流流窜到环空，在井口环空中产生动压力。

最后就是异常停产也会造成环空带压，包括有計划的压井停产和非正常关井，会引起井筒温度突然发生较大的波动，导致环空带压，同时，关井前后的压力差引起环空管柱的鼓胀效应也会导致环空带压2 高含硫气田环空带压井管理现状高含硫环空带压天然气田是一个复杂的系统工程，涉及勘探、地质、钻井开发、集输与脱硫净化等众多专业。

每个作业过程都存在自己特有的风险，建设单位需根据不同阶段的生产特点和生产需要，及时开展不同特点和不同要求的安全评价，从本质上满足安全生产的需要。

高含硫化氢气田钻井作业危险识别及控制措施唐开永(注册安全工程师、一级安全评价师)目前我国含硫气田占全国产量的60%。

我国“十五”期间探明的天然气中有990×108为高硫化氢（硫化氢含量大于或等于30g/m³），其主要分布在鄂尔多斯、塔里木、四川盆地及柴达木盆地。

含硫气井的开采是具有高度危险性的作业，世界各国在含硫气井开采过程中，井喷事故的发生层出不穷，常常会发生灾难性的事故，开采面临的风险很大。

一、风险识别钻井液中的硫化氢主要来源于含硫化氢地层。

硫化氢钻井作业中面临的特定危害和影响如下表。

硫化氢钻井作业中的特定危害和影响在钻井过程中，硫化氢主要集中在①井口附近；②钻井液出口；③除气器口；④循环池；⑤泥浆筛附近；⑥生活区、发电机、配电房抽风口处。

硫化氢职业危害程度级别为II级高度危害，10 m g/m³是《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ2-2002）规定的最高容许浓度。

硫化氢腐蚀方式主要有电化学失重腐蚀。

氧诱发型裂纹（HIC）腐蚀、应力腐蚀开裂及硫堵；硫化氢对人的危害主要是毒性危害。

二、控制措施1、人员培训现场监督是硫化氢作业环境现场监督的负责人，也是组织实施应急预案的现场指挥，除了接受硫化氢防护的基本培训外，还应清楚自己在应急预案中的职责，掌握钻井遇到硫化氢之前对钻井液的处理和硫化氢对设备的影响等。

在含硫气井作业的相关人员应进行硫化氢防护培训，了解硫化氢自救和他救的知识。

对其他到访人员则应该知道有关出口路线、紧急集合区位置、适应的警报信号和在紧急情况下的响应方法和个人防护用品的使用。

2、钻井设备选择和布置由于硫化氢对设备腐蚀严重，所以钻井设备的金属材料应该具备抗应力开裂的性能，非金属材料应能承受相应的压力、温度和硫化氢环境，同时应考虑化学元素或其他钻井液条件的影响。

井场及钻机设备的安放应考虑季风风向，井场值班室、工作室、钻井液室应设在井场季风的上风方向。

在季风上风方向较远处专门设置消防器材室，配备足够的防毒面具和配套供氧呼吸设备。

元坝气田高含硫气井井筒堵塞物分析及解堵剂优化研究1. 引言1.1 背景介绍元坝气田是我国重要的气田之一，位于西南部地区。

该气田的天然气含硫量较高，使得气井产生堵塞问题成为普遍存在的情况。

气井井筒堵塞物是指在气井井筒内积聚的一种物质，会导致气井产能下降甚至完全堵塞。

针对高含硫气井井筒堵塞问题，进行详细的分析与优化研究具有重要意义。

随着我国天然气产量不断增加，气井堵塞问题已成为制约生产的重要因素。

特别是高含硫气田，硫化氢和硫化物等物质易形成堵塞物，影响气井正常产能。

对元坝气田高含硫气井井筒堵塞物的特点进行深入分析，探讨其形成机理和组成成分，对于解决堵塞问题具有重要意义。

本文将对元坝气田高含硫气井井筒堵塞物进行详细分析，并研究解堵剂的种类及作用机理。

针对现有的解堵剂进行优化研究，以期为高含硫气井井筒堵塞问题提供解决方案和技术支持。

通过本研究，对提高气井产能、降低生产成本具有积极意义。

【字数：262】1.2 研究意义元坝气田的高含硫气井井筒堵塞物是气井产能下降和生产受阻的主要原因之一。

对于高含硫气井井筒堵塞物的分析及解堵剂优化研究具有重要的意义。

通过对井筒堵塞物的研究，可以深入了解堵塞物的形成机理和组成成分，有助于采取有效的措施来预防和处理井筒堵塞问题。

研究解堵剂种类和作用机理，可以为解决井筒堵塞问题提供技术支持和解决方案。

通过解堵剂的优化研究，可以提高气井的产能和生产效率，降低生产成本，实现气田的可持续开发和利用。

本研究对于解决元坝气田高含硫气井井筒堵塞问题具有重要的实践意义和应用价值。

1.3 研究现状目前，针对元坝气田高含硫气井井筒堵塞问题的研究已经引起了广泛的关注。

随着气田的开发逐渐深入，高含硫气井井筒堵塞问题也变得日益突出。

在国内外的研究中，已经有一些关于气井井筒堵塞物的形成机理和解堵剂种类的研究成果。

针对高含硫气井井筒的堵塞问题，研究者们不断尝试各种解堵剂，并探究其作用机理，以寻找最有效的解决方案。

高含硫天然气脱硫工艺研究进展发布时间：2023-03-22T05:36:27.949Z 来源：《科技新时代》2023年第1月1期作者：王晓龙[导读] 脱硫吸收塔是净化天然气的关键设备，天然气净化流程繁多，原料气成分复杂，涉及的原料、中间产品大部分易燃、易爆、有毒王晓龙广东政和工程有限公司广东广州510000摘要：脱硫吸收塔是净化天然气的关键设备，天然气净化流程繁多，原料气成分复杂，涉及的原料、中间产品大部分易燃、易爆、有毒；温度、内压较高容易造成容器破裂。

天然气净化厂设备分布局限，脱硫吸收塔内气体一旦发生泄漏，压缩气体会从破裂处高速喷出，在点火源的作用下，形成喷射火灾或爆炸，对相邻设备以及周围区域产生影响引发二次甚至多次事故，这就是天然气脱硫吸收塔事故后果的多米诺效应。

关键词：含硫天然气；MDEA脱硫装置；脱硫工艺；关键参数引言天然气作为一种清洁能源，在优化我国能源结构的过程中扮演着十分重要的角色。

我国从2010年开始逐渐提高了天然气在能源结构中的比重，预计后期天然气的消费量将会呈现出逐渐升高的趋势。

我国的天然气资源储量十分丰富，而近年来新增勘探开发的气田中酸性气田的占比达到了50%以上，主要分布在四川盆地等区域。

据有关统计显示，我国目前已探明的酸性天然气资源储量在6×1012m3以上，能够为我国的能源安全提供可靠的保障。

1含硫天然气的生成井口天然气的主要成分为CH4，但其中也包含了一些需要被除去的杂质，如水蒸气、H2S、CO2、He、N2和其他化合物[。

天然气中的H2S主要来源于自然形成和开采两个过程，其中自然形成是生成H2S的主要环节[。

在自然形成过程中，有机硫主要通过氧化、水解作用降解生成H2S；无机硫通过微生物作用生成有机硫，进而在腐败作用下生成H2S；结合热化学还原作用，形成H2S。

天然气开采过程中也会形成部分H2S，主要来源于钻井作业中岩浆喷涌上升过程中产生H2S、集输管道中的微生物滋生形成的H2S等。

高含硫井安全监督1、主要风险1.1存在井喷的风险，可能会造成井口失控，导致污染环境、火灾、人员及财产损失。

1.2风险探井以及高含硫地区存在硫化氢等有毒有害气体暴露，可能导致人员中毒。

1.3天然气井及浅气层井存在天然气等可燃气体暴露，可能会导致火灾爆炸、人员伤亡。

1.4地层内硫化氢气体随钻井液泄漏至井口，有可能引发硫化氢中毒或井喷或井喷失控着火爆炸事故的发生。

2、监督要点2.1钻井队组织作业人员进行作业前安全分析，针对作业实际情况识别风险制定削减控制措施，钻井队落实工程设计中有关HSE方面的要求。

2.2填写相关方告知书，并记录相关方负责人的联系电话。

2.3各次开钻前、钻开油气层前经自查自改后，申报主管部门验收，关键工序施工作业，制定的风险削减和控制措施。

2.4钻井队编制的口井HSE作业计划书，组织应急处置预案编制及培训和演练。

2.5钻井队组织开展的硫化氢知识、硫化氢防护设施的使用、硫化氢和可燃气体检测仪使用方面的培训工作。

2.6清楚医疗资源、消防资源、专业救援资源等可依托的应急救援基本状况，联系方式准确有效。

2.7井场位置空旷，盛行风畅通，周围民居不受硫化氢扩散影响。

2.8钻井队在开钻前将防硫化氢的有关知识向周边居民进行告知，让其了解在紧急情况下采取的措施，在必要的时候做到正确撤离。

2.9大门方向面向盛行风。

井场大门处有硫化氢提示牌。

井场综合录井房、地质值班房、钻井液化验房、工程值班房摆放在井场季节风的上风方向，距井口不小于30m。

锅炉房摆放在上风方向，距井口不小于50m。

野营房置于井场边缘150m以外的上风处。

发现达不到要求时，及时汇报上级单位，按要求督促整改，做好相关记录。

2.10在钻台偏房、振动筛、座岗房等最少四处设风向标，在天车、二层台、紧急集合点、放喷口等处设彩旗代替风向标。

2.11自动点火装置灵敏可靠，现场配备备用手动点火装置。

2.12在工程值班房内安装有1台6通道固定式硫化氢、可燃气体监测仪。

含硫气井管线腐蚀分析及防腐措施探讨摘要：含硫气井的腐蚀一直是气田开发过程中需要面对的难题，含硫气井的腐蚀主要是电化学腐蚀，影响因素主要有天然气中所含的水、H2S的浓度、温度、pH值、CO2以及流速。

榆林气田整体含硫量较低，腐蚀较轻，本文将分析榆林气田含硫气井的腐蚀机理和腐蚀情况，并提出如何采取更好的措施来减轻硫化氢的腐蚀。

关键词：含硫气井硫化氢电化学腐蚀榆林气田一、榆林气田含硫气井腐蚀和防腐现状含硫气田(藏)是指产出的天然气中含有硫化氢以及硫醇、硫醚等有机物的气田(藏)。

榆林气田所辖偏高含硫气井3口，分别为榆51-5井、榆51-6井和榆52-5井，集输于榆20集气站集中处理后经榆20至榆11支线进行外输，硫化氢平均含量约200mg/m3。

通过榆20至榆11支线的清管结果对比发现，清管清出黑色固态物体较多，经化验为硫化亚铁以及硫化铁等物质，所以可以判断硫化氢与管线发生氧化还原反应，对管线产生了电化学腐蚀。

目前对该类气井采用的主要防腐措施为加注ZD1-1和XK-05型缓蚀剂。

二、硫化氢的腐蚀机理、影响因素1.硫化氢的腐蚀机理根据国内外研究表明，硫化氢腐蚀方式主要有电化学失重腐蚀、氢诱发裂纹(HIC)腐蚀和应力向氢诱发开裂(SOHIC)。

1.1 电化学失重腐蚀电化学失重腐蚀也叫硫化应力开裂(SSCC)腐蚀。

在湿状态下，H2S、CO2的分压会产生电化学腐蚀，而且这种腐蚀作用会随分压值的升高而加剧。

1.2 氢诱发裂纹(HIC)当电化学产生的氢渗透到钢材内部组织比较疏松的夹杂物(包括硫化物和氧化物)处，并聚集起来形成一定的压力。

经过一段时间的积累会使接触它的金属管道和设备内壁的断面上产生平行于金属轧制方向的梯状裂纹，从而导致材料变脆,形成层状裂纹，即HIC (氢诱发裂纹)现象，从而影响到管材和设备的安全性。

1.3 应力向氢诱发开裂(SOHIC)SOHIC发生在焊接的热影响区及高应力集中的区域，但形成的裂纹是在贯穿容器壁厚的方向叠加。

油田生产安全技术：第二章石油钻井安全技术第五节钻遇硫化氢的安全防护在钻井过程中，有时会遇到含有硫化氢(H2S)气体的地层，如果没有有效的控制，容易造成恶性的事故。

华北油田在赵48井试油起电缆作业时，因井喷失控，致使H2S大量喷出，造成6人死亡，多人中毒，20余万人紧急疏散。

了解有关H2S的基本知识，掌握钻遇H2S 的安全防护与应急处理技术，是对钻井作业人员的一项突出要求。

一、硫化氢的特性1．是一种剧毒的气体。

它的毒性为一氧化碳(CO)的5～6倍。

它对人体的致死浓度为500×10—6(500ppm)。

在正常条件下，对人的安全临界浓度不能超过20×10—6 (20ppm)。

2．是一种无色气体，沸点约为－60℃。

3．比空气重，相对密度为1．176。

在通风条件差的环境里，极易聚集在低凹处。

4．在低浓度0．13×0—6～4．6×10—6(0．13～4．6ppm)时可闻到臭蛋味。

当浓度高于4．6×10—6(4．6ppm)时，人的嗅觉会钝化而感觉不到H2S的存在。

三、硫化氢对人体危害的生理过程H2S被吸入人体后，通过呼吸道，经肺部由血液运送到人体各个器官。

它首先刺激呼吸道，使人嗅觉钝化、咳嗽，严重时将灼伤呼吸道；刺痛眼睛，严重时将失明。

H2S既而刺激神经系统，导致头晕，丧失平衡、呼吸困难，使心脏加速跳动，严重时因心脏缺氧而死亡。

H2S进入人体，将与血液中的溶解氧发生化学反应。

当H2S浓度极低时，它将被氧化，对人体威胁不大。

而H2S浓度较高时，将夺去血液中的氧，使人体器官缺氧而中毒，甚至死亡。

四、硫化氢中毒症状1．急性中毒H2S气体会导致气喘，脸色苍白，肌肉痉挛；当H2S浓度大于700ppm时，人很快失去知觉，几秒钟后就会窒息，呼吸和心脏停止工作，如果未及时抢救，会迅速死亡。

而当H2S浓度大于2000×10—6(2000ppm)时，人体只需吸一口气，就很难抢救而立即死亡。

YF-ED-J6956 可按资料类型定义编号

In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment.

（示范文稿）

二零XX年XX月XX日

大型高含硫气田安全开采及硫磺回收技术实用版 方案示范文本 文件编号：YF-ED-J6956

第 2 页 文件名 大型高含硫气田安全开采及硫磺回收技术实用版 日期 20XX年XX月 版次 1/1 编制人 XXXXXX 审核 XXXXXX 批准 XXXXXX

大型高含硫气田安全开采及硫磺

回收技术实用版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。

摘要：我国高含硫天然气资源丰富，开采

潜力大，但其资源利用面临腐蚀性强、成本高、毒性大、事故后果严重等难题。为此，总结了中国石油天然气集团公司近年来在深层高温、高压、大产量高含硫天然气开采中产能测试、完井及改造、集输与腐蚀控制、脱硫与硫磺回收、安全环境风险防控等方面开展技术攻关所取得的创新成果：①高含硫气井产能测试技术非稳态测试用时减少50%，平均误差为7.5%，试井测试深度达7 000 m，硫化氢测试方案示范文本 文件编号：YF-ED-J6956 第 2 页 含量达230 g／m³；②高含硫气井完井裸眼封隔器分段工具的分段级数达12级，不动管柱水力喷射分段工具的分段级数达9级；③高含硫气田气液密闭混输工艺和腐蚀控制技术体系长效膜缓蚀剂的膜持续时间为45 d；④高含硫天然气净化技术体系的改良低温克劳斯硫磺回收工艺的硫磺回收率达99.45%，高含硫天然气脱硫技术及工艺计算模型的有机硫脱除率达85%，催化剂硫化氢的转化率为96%，总硫转化率为98%。最后还提出了加快建设高含硫气田开采国家级研发平台以推动本领域技术进步的建议。 关键词：川渝地区高含硫气田开采产能测试完井及改造腐蚀控制脱硫硫磺回收风险防控 1 高含硫气田概况 天然气属于清洁能源，大力发展天然气工方案示范文本 文件编号：YF-ED-J6956 第 2 页 业是中国重大能源战略决策。中国高含硫天然气资源丰富，开发潜力巨大。截至20xx年，中国累计探明高含硫天然气储量约1×l0的12次方(原多次方位置应该标在右上位置，但word格式不支持) m³，其中90%都集中在四川盆地。从20世纪50年代至20xx年，中国石油天然气集团公司已在四川盆地开发动用高含硫天然气1 402.5×l0的8次方(原多次方位置应该标在右上位置，但word格式不支持) m³，20xx年后随着川东北地区下三叠统飞仙关组气藏和龙岗二、三叠系礁滩气藏的探明，更是迎来了高含硫天然气开采高峰(表1)[1] 。随着海相天然气资源勘探力度的加大，中国高含硫天然气探明储量将进入快速增长期，为进一步加快高含硫气田开采奠定了资源方案示范文本 文件编号：YF-ED-J6956 第 2 页 基础。除天然气外，硫磺也是高含硫气田所蕴藏的宝贵资源。因此，安全、经济、高效地开采天然气并将有毒硫化氢转化为硫磺，对优化能源结构和节能减排意义重大。

普光高含硫气田开发关键技术
孔凡群;王寿平;曾大乾
【期刊名称】《天然气工业》
【年(卷),期】2011(031)003
【摘要】普光气田是我国近年来发现的最大海相碳酸岩盐气田,具有高含硫化氢、中含二氧化碳、气藏埋藏深、上覆地层多、合气井段长、地层压力高、有边底水存在等特点,通过技术引进、集成和创新,形成了以礁滩相储层展布及含气性预测技术、高含硫气藏开发技术政策优化、复杂地层安全优快钻井技术以及高含硫气井安全高效采气工艺技术为核心的高含硫气田开发关键技术.上述技术的应用,取得了良好的
效果:开发井数由52口优化为40口;钻井成功率100%;钻遇气层厚度符合率平均达到86.5%;单井钻井周期同比缩短60 d以上;气层段固井质量优良率超过85%;开发井平均无阻流量达487×104m3/d,实现了普光气田的有效开发.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】孔凡群;王寿平;曾大乾
【作者单位】中国石化中原油田分公司;中国石化中原油田分公司;中国石化中原油
田普光分公司
【正文语种】中文
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1.橇装膜制氮注氮技术联合连续油管车在普光高含硫气田的应用 [J], 刘广玉;刘广胜;杨烽;庞广明
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3.普光高含硫气田安全环保管理 [J], 李庆明
4.普光高含硫气田开发动态监测技术 [J], 曾大乾;彭鑫岭;付德奎;胡杰;吴晓磊;张俊法
5.连续油管拖动喷射酸化在普光高含硫气田的应用 [J], 王建青
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