含硫气井防护措施
高压高含硫气井安全生产操作规程
高压、高含硫气井钻井安全生产操作规程(初稿)1 主题内容与适用范围
本规程规定了高压、高含硫气天安全钻井作业时,井场及钻机设备的布置、钻井生产过程中对硫化氢检测与人身防护应遵守的基本原则、井控装置的安装和材质、钻井设计的特殊要求、钻井安全操作。
本规程适用于中国石化股份公司范围内的陆地高压、高含硫油气田勘探开发中的钻井施工,同样适用于含硫气田勘探开发钻井施工。海洋钻井施工可参照执行。
2 引用标准及参考书目
SY/5225-87《石油与天然气钻井、开发、储运防火防爆安全规定》
GB/8789-1988《职业性及性硫化氢中毒诊断标准及处理原则》
SY/5087-93《含硫油气田安全钻井法》
SY/5225-87《含硫油气田硫化氢监测与人身安全防护规定》
SY/6455-2000《陆上石油工业安全术语》
SY/6426-1999《钻井井控技术规程》
SY/5053.1-2000《防喷器及控制装置防喷器》
SY/5053.2-2001《地面防喷器及控制装置控制装置》
SY/6203-1996《油气井井喷着火抢险作法》
SY/5876-93《石油钻井对安全生产检查规定》
《石油天然气钻井健康、安全与环境管理》杜君主编 1998.5 石油工业出版社《钻井作业HSE风险管理》中国石油天然气集团公司HSE指导委员会编
《井下作业HSE风险管理》中国石油天然气集团公司HSE指导委员会编
《钻井手册(甲方)》《钻井手册(甲方)》编写组编 1990.12石油工业出版社3 术语
3.1 安全临界浓度
在此浓度中,工作人员可在露天安全工作8小时(硫化氢的最高容许浓度,为10mg/m3)。
高含硫气田开采安全技术
高含硫气田开采安全技术
摘要
高含硫气田开采是石油天然气开发中比较复杂和危险的一种,存在
着一定的技术和安全难题。本文主要介绍了高含硫气田开采过程中的
危险因素和应对措施,包括高含硫气田的特点与危害、高含硫气田的
开采技术、生产过程安全管理等方面。总结了高含硫天然气田开采安
全技术的实践经验,为高含硫气田开采提供了一定的参考。
高含硫气田的特点与危害
高含硫气田的特点与危害有以下几点:
1.破坏性强。高含硫气田中含有大量的硫化氢、二硫化碳等
有害气体,这些气体会严重破坏机械设备、建筑物等。
2.易燃爆炸。硫化氢等有害气体在空气中可以自燃,同时硫
化氢是一种剧毒气体,易燃易爆,一旦发生事故后果严重。
3.环境污染。若在生产过程中未能完全回收处理废气和废水,
会对环境造成不可逆转的影响。
4.操作难度大。由于高含硫气田独特的化学特性,其开采过
程中要求技术操作人员有较高的技术水平。
5.责任重大。高含硫气田开采事故一旦发生,后果不堪设想,
责任极大,对企业和国家产生不良影响。
高含硫气田的开采技术
为了降低高含硫气田开采的风险,需要采用精细化管理和先进技术手段。常见的高含硫气田开采技术有以下几种:
合理选井和压裂技术
在高含硫气田选井时,应从生产井区域、气层累计产气量、气层含硫量、井型、井网等多方面因素综合考虑,合理选井。同时在压力表现弱的井区应采用压裂技术增加气层产能。
应用先进设备和化学品
高含硫气田开采过程中,应尽可能地采用先进的机械设备来减少漏气风险。预防和控制漏气,可采用化学物质来提高渗透和抑制采气井的泄漏。
联合开采技术
因为高含硫气田存在很多危险因素,联合开采技术可以降低对环境的影响,较少漏气事故的发生,并且减少建设和开采的开销。
高含硫井安全监督
高含硫井安全监督
高含硫井是指含有较高含硫化合物的油井。由于含硫化合物的挥发性和腐蚀性,对油井的安全监督非常重要。本文将从高含硫井的定义、危害和安全监督措施等方面进行分析,总结____字的论文。
定义和特征
高含硫井是指在石油开采过程中,含有较高含硫化合物(如硫化氢、硫醇等)的油井。通常,含硫化合物的含量超过1000ppm 时,就被认为是高含硫井。高含硫井的主要特征是气味刺激、有毒性、易燃易爆性和腐蚀性。
危害和风险
高含硫井存在很多危害和风险。首先,含硫化合物如硫化氢具有很高的毒性,能够对人体的呼吸系统和中枢神经系统造成伤害甚至导致死亡。其次,高含硫井中的硫化氢和其他易燃气体容易引发火灾和爆炸事故,对人员和设备安全造成严重威胁。此外,含硫化合物对金属和设备也有很强的腐蚀性,会导致设备的损坏和油井的运行故障。
安全监督措施
为了确保高含硫井的安全运行,需要采取一系列的安全监督措施。首先,对于高含硫井的施工和设备安装,应制定详细的技术规范和标准,以确保符合安全要求。其次,在高含硫井的开采和生产过程中,应加强现场的监控和管理,及时掌握井口的气体
组成和含硫化合物的浓度,避免超标运行。此外,为了减少风险,可以考虑采用适当的替代工艺和技术,如非常规采油技术或提纯技术等。最后,进行应急预案的编制和演练,提高处理紧急情况的能力。
现有问题和挑战
尽管高含硫井的安全监督工作已经取得了一定的成绩,但仍存在一些问题和挑战。首先,高含硫井的数量不断增加,加大了安全监督的难度和压力。其次,一些高含硫井的开采和生产技术不够成熟,存在一定的安全风险。另外,油田安全监管的法规体系比较薄弱,需要进一步完善。此外,一些地区的油井安全监督能力较弱,缺乏技术支持和专业人才。
井下作业硫化氢防护
二级节流管 汇耐压 级别 /
35 MPa或70 MPa
70 MPa
70 MPa
三级节流管 备注 汇耐压级 别
/ 35 MPa
70 MPa
可根据施 工最高 压力调 整节流 管汇压 力级别
70 MPa
地面流程
蒸汽发生器或热交换器的供热能力应不小于20 万大卡,按照压力容器有关规定进行检验。
地面流程
井下作业入井工具,应尽量使用抗H2S腐蚀的材质的工具,若条件不允 许的情况,也可采用低钢级工具进行作业施工,但必须保证修井液PH值 为9.5~11。
压井液的要求
维持修井液PH值为9.5~11,以避免发生能将硫化氢从修井液中释放出 来的可逆反应。
修井液中应添加适量的除硫剂、缓蚀剂,并密切监测修井液中除硫剂的 残留量,控制硫化氢含量小于50mg/m3;
管材及井下工具
高温高压井及含硫化氢、二氧化碳井,应采用气密封特殊 扣油管,下井管柱丝扣应涂专门丝扣密封脂,管柱下部应 接高温高压伸缩补偿器、压力控制式循环阀和封隔器。
管柱设计的安全系数应为:抗拉大于1.8,抗外挤大于 1.25,抗内压大于1.25。
管材及井下工具
在施工作业中,井内管柱预测最大关井井口压力≥35MPa ,存在放喷生产工况的井下管柱应有封隔器,测试管柱还 应有压力控制式循环阀、井下关闭阀(如测试阀)。
钻井防火防爆防硫化氢安全措施1
钻井防火防爆防硫化氢安全措施
1.1 防火、防爆措施
1.1.1 井位选址的安全距离应符合本细则4.3.1条规定,井场周围环境调查要求应符合本细则4.4.1条规定。
1.1.2 钻井现场设备、设施的布置应保持一定的防火间距。有关安全间距的要求包括但不限于:
a)钻井现场的生活区与井口的距离应不小于100m。
b)值班房、发电房、库房、化验室等井场工作房、油罐区距井口应不小于30m。
c)发电房与油罐区相距应不小于20m。
d)锅炉房距井口应不小于50m。
e)在草原、苇塘、林区钻井时,井场周围应有防火隔离墙或隔离带,宽度应不小于20m。
f)高压变电设施距井口大于75m。
g)井场内不得有架空通信线路、不得有外部输油气管道。
h)钻井井场周围1m范围内不得有易燃物品。
1.l.3 井控装置的远程控制台应安装在井架大门侧前方、距井口不少于25m的专用活动房内,并在周围保持2m以上的行人通道;放喷管线出口距井口应不小于75m(含硫气井不小于100m)。
1.1.4 井场应设置危险区域图、逃生路线图、紧急集合点以
及两个以上的逃生出口,并有明显标识。
1.1.5 井场设备的布局应考虑风频、风向,井架大门宜朝向盛行季节风的来向;井场设备应根据地形条件和钻机类型合理布置,在井场及周围有光照和照明的地方设置风向标(风袋、风飘带、风旗或其他适用的装置),其中一个风向标应挂在施工现场以及在其他临时安全区的人员都能看到的地方。安装风向标的位置可以是:绷绳、工作现场周围的立柱、临时安全区、道路人口处、井架上、气防器材室等(风向标具有夜间反光标识)。
浅谈钻井作业中硫化氢的危害及预防中毒措施
一、分析 H2S 的危害
谈到 H2S 的危害,我们必需先了解 H2S 的特性,由于 H2S 自身特
殊的性质,使得它对钻井工作人员及设备造成很大的危害。下面着重阐述
H2S 的特性、H2S 对人体的危害及中毒病症以及 H2S 对设备的腐蚀危害。
(一)H2S 的特性
H2S 是一种可燃性气体, H2S 燃点为 260℃,燃烧时为蓝色火焰,并
生成危及人眼睛和肺部的二氧化硫;H2S 也是一种极易爆炸的气体,当 H2S
在空气中浓度到达 4.3~46%时,形成的混合气体,遇火将产生剧烈的
爆炸; H2S 还具有剧烈的腐蚀性,人体吸入 H2S 后,可致人眼、喉、呼
吸道发炎; H2S 易溶于水和油, H2S 及其水溶液对金属有剧烈的腐蚀作用,假如溶液中同时含有 CO2 或者 O2,其腐蚀作用更快; H2S 及其水溶液还能
加速橡胶、油浸石墨等非金属材料的老化;最重要的是H2S 剧毒性, H2S
的毒性比 CO 大 5—6 倍,可与氰化物相比,是一种致命的气体。它对人体的
致死浓度为 500ppm,在正常条件下,对人的安全临界浓度是不能超过
30PPm。
(二)H2S 对人体的危害及中毒病症
1、H2S 对人体的危害。
H2S 是一种神经毒剂,也是窒息性和刺激性气体。主要作用于中枢神
经系统和呼吸系统,亦可造成心脏等多个器官伤害,对其作用最敏感的部
位是脑和粘膜。 H2S 被吸入人体,通过呼吸道,经肺部,由血液运送到人
体各个器官。首先刺激呼吸道,使嗅觉钝化、咳嗽,眼睛被刺痛,严峻时将失明;刺激各个神经系统,导致头晕,丢失平衡,呼吸艰难;心脏加速跳动,严峻时,心脏缺氧死亡。 H2S 进入人体,将与血液中的溶解氧发生
高含硫气田开采安全技术
高含硫气田开采平安技术
一、绪论
含硫气田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。硫化氢含量在2%~70%为高含硫化氢气田[1]。世界上已发现了400多个具有商业价值的含硫化氢气田[1,2]。而目前我国含硫气田(含硫2%~4% )气产量占全国气产量的60%。、渤海湾、鄂尔多斯、塔里木和准噶尔等盆地相继发现了含硫化氢天然气[1,3-10]。硫化氢含有剧毒[10],对人员有一定的危害。随着天然气勘探力度的不断加大,油气钻井的难度不断增加,含硫天然气田的开采变得格外重要,现已成为我国天然气开发的一个重要方向。
因此,对于高含硫气田开采过程的平安分析和平安管理变得格外重要。文章通过对高含硫气田开采过程进展分析,从人机物法环角度,提出平安管理的要求,并对易发情况提出应对措施。
二、我国高含硫气田概况
1.我国高含硫气田根本情况
天然气属于清洁能源,大力开展天然气工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2011年,中国累计探明高含硫天然气储量约123110m ∧⨯,其中90%都集中在**盆地[11]。
从20世纪50年代至2000年,中国石油天然气集团公司己在**盆地开发动用高含硫天然气831402.510m ∧⨯,2000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顶峰〔表1〕[12]。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根底。除天然气外,硫磺也是高含硫气田所蕴藏的珍贵资源。因此,平安、经济、高效地开采天然气并将有毒硫化氢转化为硫磺,对优化能源构造和节能减排意义重大。
高含硫井安全监督范本
高含硫井安全监督范本
一、安全监督责任
1. 井下作业人员必须全面理解各项安全规章制度,严格遵守操作规程,确保井下作业过程中的安全。
2. 班组长必须严格落实安全管理责任,加强对井下作业人员的安全教育培训,定期组织安全检查和排查,如发现安全隐患要及时整改。
3. 防火、排毒、防爆等各项安全设备必须保持正常使用状态,定期进行检查维护,确保其有效性。
二、安全生产措施
1. 严格遵守井下作业现场管理规定,对高含硫井矿井设备设施进行定期检查,如发现问题立即上报处理。
2. 定期组织安全技术交底会议,强化现场作业人员对高含硫井作业风险的认识,提高应急处置能力。
3. 实行人机设备三同时管理,确保井下作业人员与设备的安全运行状态,避免因设备故障引发的安全事故。
三、事故应急处置措施
1. 对井下作业人员进行安全疏散演练,提高其应急避险能力,确保在事故发生时能快速有序地撤离。
2. 设定应急预案,明确各级责任人员的职责分工和行动方案,确保对各类事故能快速做出反应,及时处置。
3. 对事故原因进行调查分析,总结教训,及时修订安全管理措施,完善安全制度,防止类似事故再次发生。
四、安全督察评估
1. 建立定期巡查检查制度,对高含硫井井下作业环境进行全面检查,针对存在的安全隐患提出整改建议。
2. 对安全生产工作进行定期评估,对井下作业人员的安全意识、安全操作能力进行考核,对不合格者进行教育培训。
3. 定期召开安全管理例会,对各项安全管理工作进行全面梳理,发现问题及时解决,确保高含硫井的安全生产工作得到有效落实。
在高含硫井的安全监督工作中,任何一项疏忽都可能导致严重后果,我们必须高度重视安全生产工作,始终把安全放在第一位,做到严格执行各项安全制度和规定,确保高含硫井的安全生产稳定运行。
高压含硫气井操作及安全注意事项
经验教训及注意点(2)
直接原因4:当班人员未认真观察录井仪。 经验: 现场人员抄表时一定要注意各温度、压力点是 否正常? 与上一次的记录有无偏差?原因? DCS内警报范围及时调整。
经验教训及注意点(3)
直接原因5/6:指挥人员安全意识不足。
经验: 对可能发生危险的动作决不姑息---如现场安全 阀前手阀不可关闭、水封槽前管路不可有阀门 等 当经济与安全发生冲突时,一切以安全 为第一。
第二部分:硫化氢防护知识
(六) 站长或其他负责人对本站外来施工队伍及不 熟悉现场人员进行安全交底,明确告知作业施工中 可能存在的硫化氢风险及防范措施,特别是有限空 间作业必须检测合格后方可进入。 (七) 采油队、站各路巡检人员配备硫化氢检测仪 和2台正压式空气呼吸器。
三、生产过程管理规定
(一)巡回检查 1.井站员工巡检前观察风向标确认风向,巡检到有 蓝、黄、红标识的井时,尽量从上风向进入。在井、 站巡检过程中发现检测仪报警应立即撤离至安全地 带(上风处)。 2.巡检人员经过硫化氢集中排放区域时,要尽量从 上风口绕行,如不能绕行时随时观察硫化氢检测仪 读数,一旦检测仪报警或闻到臭鸡蛋味时,立即撤 离至安全地带(上风处)。
(4)录井工肖先素在罗家16号井录井房值班, 负责对钻井作业进行监测,23日18时40分至 19时40分,录井记录已显示有9柱钻井液未灌 注泥浆的严重违章行为,肖先素未及时发现; 之后,她发现了也未立即提出警告纠正,违反 有关规定。从而丧失了最后一次将事故扼制在 萌芽状态的时机。
钻井施工中硫化氢防护措施探讨
钻井施工中硫化氢防护措施探讨
关键词:钻井施工硫化氢泄漏预案应急能力
2006年3月下旬,重庆开县高桥镇一座矿井发生井漏,泄漏的硫化氢气体从河底及附近山体缝隙冒出。以事故点和距事故点一公里处的出气点这两个为圆心,一公里为半径范围的1.5万多名居民被紧急疏散。为了钻井队作业人员能够高效地应对h2s中毒事件,保障员工的生命安全和身体健康。适用于公司在含硫油气田钻井施工作业的员工遭遇h2s时的应急工作,并视情况启动应急预案。
一、硫化氢的理化特性
硫化氢:hydrogensulfide,cas:7783-06-4,分子式h2-s,为无色、有“臭皮蛋”气味的有毒气体,分子量34.08,熔点:-82.9℃,沸点:-61.8℃,相对密度(空气=1):1.19,饱和蒸气压:2026.5kpa (25.5℃),临界温度:100.4℃,临界压力:9.01mpa,爆炸下限:4.3%,爆炸上限45.5%,引燃温度:260℃,最小点火能:0.077mj,最大爆炸压力:0.490mpa,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高温能引起燃烧爆炸。与浓硝酸、发烟硝酸或其它强氧化剂剧烈反应,发生爆炸。硫化氢比空气重,能在较底处扩散致相当远的地方,遇明火迅速引着回燃。另外,它易溶于水,易溶于甲醇、乙醇类和石油溶剂以及原油中。
二、硫化氢防护预案的启动
应急工作分为两级:
第一级:在临界浓度(20mg/m3)以内,有臭蛋气味,h2s监测仪
报警,钻井队应急小组启动应急预案,并按本预案组织实施。
第二级:超过临界浓度(20mg/m3),发生轻度以上h2s中毒时,公司应急指挥中心启动本应急预案,并按本预案组织实施。
高压含硫气井操作及安全注意事项
02
检查设备故障原因,判断是否需要紧急维修
03
联系设备维修人员,报告故障情况
04
在确保安全的前提下,进行设备维修或更换设备
谢谢
井下作业流程
井口准备: 检查井口设 备,确保安
全可靠
井下作业: 使用专业设 备进行井下 作业,如钻 井、修井等
气体检测: 实时监测井 下气体浓度,
确保安全
井下作业完 成:完成作 业后,清理 现场,关闭 井口设备,
确保安全
井控设备使用
井控设备包括防喷器、压 井管汇、节流管汇等
防喷器用于防止井喷,确 保井下压力可控
操作过程中注意观察设备运行 情况,发现异常立即停止操作
操作结束后检查设备是否正常, 如有异常立即报告并处理
3
紧急情况处理
硫化氢泄漏处理
立即撤离现场,避免吸入硫化 氢气体
报告上级领导和相关部门,请 求支援
穿戴防护设备,如防毒面具、 防护服等
关闭泄漏源,如阀门、管道等
使用消防器材进行灭火和稀释 硫化氢气体
监测现场硫化氢浓度,确保安 全后再进入现场进行后续处理
井喷事故处理
立即关闭井 口,切断气 源
疏散现场人 员,确保人 身安全
保护现场环 境,防止污 染扩散
01
03
05
02
04
06
启动应急预 案,组织救 援队伍
2024年加强高含硫气藏试采安全管控(三篇)
2024年加强高含硫气藏试采安全管控
蜀南气矿多举措加强高含硫气藏试采安全管控针对安岳气田高石梯震旦系高含硫气藏开发,西南油气田蜀南气矿狠抓高石梯高含硫气井试采安全管理,切实提高全员、全过程的风险管控能力。截至8月6号,安岳气田高石梯区块震旦系气藏高石1井和高石6井已安全累计试采天然气3553.89万立方米。
为提升员工安全防范意识及自我防护能力,气矿认真组织员工开展高含硫气井试采知识培训学习,井站班组每周组织一次硫化氢中毒救护、安防器材维护使用等应知应会知识的教育培训,并记录于HSE 活动记录本。井站班组每日组织员工开展一次空呼器佩戴并进行现场测试,记录佩戴时间,持续熟练掌握。针对气井高含硫的特性,井站员工严格按照《井站应急处置指南》内容每月组织了两次以上应急演练,并对周边村民、乡镇进行天然气开发建设生产宣贯和硫化氢防护知识的培训,增强当地老百姓安全意识,开展含硫化氢天然气泄漏的企地联动演练,并进行总结评估。
气矿强化防护器材维护保养、检测,开展高石梯含硫气井的工艺设备、管道完整性管理,做好设备设施完整性评价和风险识别及控制,加强管道清管通球工作,制订了科学合理的清管通球制度,防止管道积液,降低输气压力,确保管道运行可靠,安全受控。
同时,不断建立完善操作规范,气矿组织技术人员认真细致编写硫化氢作业场所操作规程、操作卡、工作指南等,切实规范缓蚀剂、乙二醇加注等涉及硫化氢作业场所每项操作,不断摸索含硫气田水密
闭输送、储存的管理规范,严查重处违章操作行为,防止员工硫化氢中毒事故发生。
2024年加强高含硫气藏试采安全管控(二)引言:
高含硫气田安全隐患及员工安全技术培训
高含硫气田安全隐患及员工安全技术培训
一、高含硫气田安全隐患
高含硫气田指含硫化合物浓度较高的天然气田,其中最主要的是硫化氢(H2S)。高含硫气田的开采存在着一些安全隐患,主要包括以下几个方面:
1. 爆炸和火灾危险性:高含硫气田中的硫化氢是一种易燃易爆气体,与空气形成混合物后,一旦遇到明火或者高温点火源,容易发生爆炸和火灾。
2. 高毒性风险:硫化氢具有极高的毒性,对人体呼吸系统、神经系统以及生理功能产生严重影响。短时间内高浓度的硫化氢暴露会导致中毒甚至死亡。
3. 透平机械损坏风险:高含硫气田中的硫化氢具有强腐蚀性,会对透平等机械设备产生损坏,增加设备维护和更换成本。
4. 地质灾害:高含硫气田的开采可能会导致地质灾害的发生,如气体泄漏导致地层破裂、井口喷射等,给工作人员和设备带来危险。
5. 操作不当风险:高含硫气田具有一定的特殊性,操作人员必须掌握专业的操作技术和安全知识,否则会带来安全隐患。
二、员工安全技术培训
为了确保高含硫气田的安全生产和员工的人身安全,需要进行员工安全技术培训。下面是培训的主要内容和方法:
1. 硫化氢的特性和危害:培训人员应该了解硫化氢的特性、危害以及防控措施,引导员工正确判断硫化氢的风险,并能采取相应的措施进行防护。
2. 安全操作规程和操作技术:培训人员应向员工传授高含硫气田的安全操作规程和操作技术,包括对设备的操作、危险品的储存和使用等方面。在培训中可以使用多媒体演示、案例分析等形式,让员工能够在实际情境中掌握正确的操作方法。
3. 灭火和急救技术:培训人员应向员工传授灭火和急救技术,包括如何正确使用灭火器材、急救措施和应对突发情况的方法。可以邀请专业教师进行培训,让员工掌握基本的灭火和急救技能。
二氧化硫的危害及预防措施信息化分析
二氧化硫的危害及预防措施信息化分析
摘要伊朗的油气井很大部分都含有大量硫化氢,其含量小至10ppm,高达400000ppm以上。由于产层压力高,H2S和CO2的分压也高,一般均达到酸性天然气界线,因此含硫气井一般也为酸性天然气井。酸气中的硫,既可以元素的形式存在,也可以多硫化合物的形式存在。此类高含硫井会给油气井测试带来一系列复杂的问题,对设备的防硫能力以及各项HSE关键设备都会有极大的要求。在测试作业过程中首先要考虑H2S对人体及环境的危害性并做好各项防护和应急措施。但其燃烧主要衍生物SO2对人和环境的危害却往往被大家所忽视。世界上有很多城市发生过二氧化硫危害的严重事件,造成很多人中毒或死亡。二氧化硫对眼和呼吸道有强烈刺激作用,吸入高浓度二氧化硫可引起喉水肿、肺水肿、声带水肿及(或)痉挛导致窒息。所以在油气井测试过程中,必须深刻认识SO2对人和环境的危害并采取正确的预防措施。
关键词油气井测试;二氧化硫;危害性;预防;SO2报警仪
1 二氧化硫的基本性质
1.1 油气井测试现场的二氧化硫
油气井测试包括钻井中途测试、完井测试以及油气井生产过程中的测试,是在钻井和开发生产过程中测量被测试井段的地层压力、温度、地层流体类型、产量、流体性质等动态资料,为油气藏评价提供最后的资料。通俗地讲,即是我们用建立负压(底层压力大于液垫压力)的方式将地层流体诱喷至地面,在地面对其进行计量并取样,并最终得到地层的压力恢复曲线,用以分析油藏的储能。这就涉及地层生产的油气如何处理的问题。一直以来,我们可以采用储罐进行回收,也可以在测试现场燃烧处理。在伊朗,由于高含硫的原因,油气井测试所生产的原油和天然气都是通过在燃烧池燃烧来处理的。当地层含硫时,硫化氢是一种可燃气体,在空气充足的条件下,硫化氢能完全燃烧发出淡蓝色的火焰,生成SO2。如果氧气不足,硫化氢发生不完全燃烧,生成水和单质硫。其化学方程式如下所示:
含硫化氢井的安全措施
含硫化氢井的安全措施
硫化氢的特性:
H2S气体是仅次于氰化物的剧毒,是容易致人死亡的有毒气体,一旦含硫油气井发生井喷和井喷失控将是灾难性悲剧,H2S气体不仅威胁着人们的生命安全,造成环境严重污染,同时它对钻井试采等作业井下工具、金属设备、设施也将造成严重的腐蚀破坏。
天然气中的H2S气体是客观存在的,只要我们掌握了它的特点,有一套完善的H2S防护措施,H2S对人身伤害和对井下工具、金属设备、设施的破坏是完全可以避免和削减危害的。
一、H2S的理化特性
1、H2S气体系剧毒无色气体,有臭鸡蛋气味;
2、国家允许的安全临界浓度为10mg/m3,石油天然气行业规定不超过20 mg/m3;
3、H2S气体比密度1.176,比空气重,易溶于水和油;
4、H2S气体燃点250℃,燃烧时火焰呈蓝色;
5、H2S对金属有腐蚀作用。
二、H2S的来源与现场传播特征
1、对油气井中,H2S的来源主要有:
①石油中的有机物分解产生出H2S气体;
②石油中的烃类和硫酸盐的高温还原作用产生H2S气体;
③泥浆处理剂的高温分解作用产生H2S气体;
④多产生于海相沉积地层(如:塔里木油田轮古的碳酸盐地层)。
2、H2S气体在钻采作业现场的传播特征:
①H2S气体密度比空气重,在作业现场会随着风向发生飘移扩散;
②作业现场风越大扩散速度越快,扩散距离越远;
③H2S气体始终随着下风方向飘移;
④雨雾天气或无风状态下H2S气体基本不扩散,会弥漫在整个作业现场。
三、H2S的工业危害(简述)
①对井内油套管硫化物应力腐蚀破坏;
②对井下钻具硫化物应力腐蚀造成突然断裂,无断裂前的征兆、断裂源多发生在应力集中点,且断口较平整不存在塑性变形;
高含硫气井安全隐患治理技术思路与实践探索
《装备维修技术》2021年第7期高含硫气井安全隐患治理技术思路与实践探索
杨 龙 蒋才虎 李建平
(中石化西南石油工程有限公司井下作业分公司,四川 德阳 618000)
摘 要:高含硫气田在川渝气区的川东地区较为常见,由于井深、高酸性以及高压等是大多数气井所具有的特点,并且气井的纵向具有复杂的地质结构,因此,其存在着严重的裂缝以及漏失浅表层现象。在加上山区的地理位置较为偏远,缺乏便利的交通,居住着大量的人口。高酸性气体具有较强的腐蚀性,井下管柱极易出现腐蚀。如果气井自身出现了问题,就会导致油管、套管丝扣以及工具等部位渗漏出含硫天然气,并通过上部裂缝向地表窜漏,会对气井生产和居住在地面的人们的安全造成直接的影响。因此,对高含硫气井所存在的安全隐患进行了探讨,并提出了相应的治理技术及安全管理对策,以供参考。
关键词:高含硫气井;安全隐患;治理技术;管理对策
1、存在于高含硫气井中的重要安全隐患
高含硫气井中存在的重要安全隐患主要是早期缺乏完整的完井方式,由于没有采用动力油嘴装置,油管以及套管丝扣或井下工具中经常会漏出高压气,容易造成严重的安全隐患;低质量的固井及薄弱的套管附件;缺乏全方位的防磨措施,对油层套管造成严重的影响,甚至会损坏油层套管;没有完善的管理气井作业,也是较为严重的安全隐患。
2、动力油嘴方案的实施
2.1项目概况
2020年8月10日按照公司要求,广汉华油钻采设备制造有限公司、四川宝石机械钻采设备有限责任公司、广汉市思明石油钻采设备配套有限公司项目实施团队到甲方所在的测试施工作业现场进行实地调研,主要了解动力油嘴及喷火装置现场的使用需求和工况要求,重点了解动力油嘴及喷火装置现场使用环境,现场的使用需求等。结合现场调研结果,项目团队与公司初步讨论了动力油嘴及喷火装置设计方案,选定了控制工位数量、整体形式等基本参数。
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含硫气井防护措施
含硫化氢地层的钻井、试油、修井,不仅涉及人员的生命安全,同时关系到保护环境、防止污染、减少设备和钻具的腐蚀问题。因此,在含有硫化氢的设计和施工作业时应采取一定的安全措施做到防患于未然,将有着十分重要的意义。
1、设计的特殊要求
当所钻地层预测有硫化氢气体存在时,在进行钻井设计时就应该认真对待。合理的钻井设计是安全、经济地钻穿含硫化氢地层的前提,所以在设计时除正常设计所应考虑的问题外还应注意以下几点:
(1)在设计中应注明含硫化氢地层及其深度和预测含量,以提醒施工人员注意。
(2)若预计硫化氢分压大于0.021MPa时,必须使用抗硫套管、钻杆、油管及其他防硫管材,井下温度高于93℃的井段,可不考虑套管的抗硫性能。
(3)设计井身结构时,除正常钻井应考虑的因素外,还应考虑在较大的过平衡下钻进及溢流关井和压井施工时,裸眼地层能承受较大的井底压力。
(4)含硫地层测试管柱设计的抗拉安全系数应大于2.0,抗外挤安全系数应大于1.25,抗内压安全系数应大于1.25。油管应采用气密性好的特殊丝扣油管,下井管柱丝扣油应涂耐高温高压丝扣密封脂,管柱下部应接高温高压伸缩补偿器、开关式循环阀和封隔器,压井液中应有缓蚀剂。
(5)钻开含硫化氢地层时,设计的钻井液密度应有较大的安全附加压力当量值。含硫化氢地层是非主力产层时,在不压漏地层的情况下可考虑使用较大的钻井液密度将气层压稳,如果含硫化氢的地层是主力产层,可考虑使用允许附加钻井液密度的上限,以阻止硫化氢进入井筒。
(6)必须设计有足量的重钻井液(密度超过正常钻井液0.2g/cm3以上)和加重材料储备及除硫剂。重钻井液的储存量一般是井筒容积的1.5~2倍。在钻进含硫化氢地层前50m,应将钻井液的pH调整到9.5以上直至完井。若采用铝制钻具时,pH控制在9.5~10.5之间。
(7)严格限制在含硫地层用常规中途测试工具进行地层测试工作,若必须进行时,必须控制管柱在硫化氢中的浸泡时间。
(8)设计时必须对井场周围(探井3km,生产井2km)以内的居民住宅、学校、厂矿等进行勘测,并在设计上标明位置。在有硫化氢溢出井口的危险情况下,应通知上述单位人员迅速撤离。在煤矿、金属矿等非油气矿藏开采区钻井,应标明地下矿井、矿道的分布、深度和走向及地面井位与矿井、矿道的关系。在江河干堤附近钻井应标明干堤、河道位置。
(9)在钻井设计中不仅有钻井、完井设计,而且还要有弃井设计。对于无工业开采价值而含硫化氢的井应采取永久性弃井,即试油气结束后,先将井压稳,从油气层底部至顶部(射孔井段)全段注水泥,水泥浆在套管内应返至气顶以上200~300m,其中先期完井的井应返至套管鞋以上200~300m。在井口200~300m处打第二个水泥塞进一步封井,井VI焊井口帽,装放气阀,盖井口房。对
暂时无条件投产的有工业油气流的井应采取暂时性弃井方式,即试油气结束后,先将井压稳,在油气层以上50m打易钻桥塞(先期完井应在套管鞋以上50m打易钻桥塞),然后打100~200m的水泥塞。井口要安装简易井口并装压力表,盖井口房,定时观察记录。
2、井控装置的配备及安装要求
(1)井控装置的配备
在含硫化氢油气田的开发中,使用的井控装置和管材及其配件必须具有良好的抗硫化氢性能,根据最高地层压力,选用高于该压力等级的井控装置,选择时应以地层流体中硫化氢的含量为依据,并充分考虑能满足进一步采取增产措施增高压力的要求。主要应包括以下六个部分:
①以液压防喷器为主体的钻井井VI装置(包括四通、套管头、过渡法兰等)和控制装置。高温高压的含硫井应使用双四通,并配备剪切闸板。
②以节流管汇为主的井控管汇(包括放喷管线、压井管线和灭火管线)。
③管柱内防喷工具(包括钻具回压阀,方钻杆上、下旋塞阀,冲砂管柱旋塞阀等)。
④以监测和预报地层压力为主的井控仪器、仪表。
⑤钻井液净化、钻井液加重、起下钻灌钻井液设备,起钻灌钻井液计量罐也是必不可少的。
⑥适于特殊作业和井喷失控后处理事故的专用设备和工具(包括自封头、不压井起下钻装置、灭火设备等)。
(2)井控装置的安装要求
根据地层的压力梯度,按有关标准配备相应等级的防喷器组合及井控管汇等设备,其安装、试压应符合有关井控规定的要求。同时还应达到以下要求:
①井口和套管的连接,每条防喷管线的高压区都不允许现场焊接,因为焊接时产生的内应力对硫化氢应力腐蚀尤为敏感。
②放喷管线至少应装2条,高压井应装4条,其夹角为90°,并接出井场100m以外,以保证风向改变时,至少有一条能安全使用。
③压井管线至少有一条在盛行风的上风方向。
④井控装置和管材在使用前应进行无损探伤,不允许有微小裂纹存在。
⑤双闸板组合应为上全封、下半封,半封应与所封管柱外径尺寸一致,双闸板与单闸板组合中为一半封、一全封、一半封。同时对井口装置要进行等压气密性检验。对于含硫井应装有钻具剪切闸板,当钻具内防喷器失灵、半封闸板失效、测井井内有电缆时,可用剪切闸板将钻具切断,关闭全封闸板。
3、管材的选择
(1)钢材。由于钢材的强度越大,对硫化物应力腐蚀开裂就越敏感,因而要求钢的屈服极限不得大于655MPa,硬度最大为HRC22,若钢材经调质处理,其屈服极限和硬度可以比上述规格略。
(2)非金属材料。凡密封件选用的非金属材料,应具有在硫化氢环境中能长期使用而不失效的性能。
(3)硫化物应力腐蚀开裂主要是在钢材受拉力时产生的,并随拉应力的增大,硫化物应力腐蚀开裂的时间缩短,因而其使用的拉应力应尽量控制在钢材屈服极限的60%以下。
(4)由于厚壁钻杆或油管可以降低内应力,延长其使用寿命,因而,在高压含硫地区可采用厚壁钻杆或油管。
(5)几乎所有的金属与硫化氢反应都生成金属硫化物。硫化氢腐蚀对于铁、钢、铅、镍、锌、铬、钴、钯和钽的腐蚀程度比银、铜、镉、汞、铅要小,在遇到铜和银或它们的合金时,暴露于硫化氢之中的这些金属部分会首先不断地潮解。
4、防硫化氢呼吸器及监测仪的配备在钻井、试油和修井过程中最好配备呼吸空气站和相应的面罩、管线、应急气瓶组成的供气系统,在没有条件的情况下应配备便携式空气呼吸器。另外,在井场的周围和井口等处应配备一定数量的监测仪器,以便空气中硫化氢含量超过阈限值时,能自动报警。并制定相应的硫化氢应急预案。
5、钻井中硫化氢的处理现场把钻遇酸性气层的几个主要显示概括为:钻井液密度下降,黏度升高,气泡增多;钻进时发生憋跳,钻速快或放空,泵压下降,钻井液池液面升高,有间隙井涌,有硫化氢气味,起钻时钻井液是满的,下钻时钻井液不断外流。在钻井、修井、试油过程中对硫化氢污染的处理有以下几种方法:
(1)合理的钻具结构合理的钻具结构对于控制井喷起着关键性的作用,在钻井或修井过程中的任何工况下钻具下部都应装有回压阀,在含硫浓度比较高的井甚至可以考虑装钻具回压凡尔和投入式止回阀、双止回阀。