高含硫气井生产状况分析及应对措施探讨

２０ ０ ４年 ４月投 产初 期井 筒 内有 硫 堵 ，曾用 三 甘醇 、
煤 油 、酸液 等进 行解堵 作 业 。
特 含 硫 氢 高 硫 化 气 藏 气 藏
徽含 硫 气 藏
低含 硫 气 藏
中 硫 含 气 藏
高 硫 含 气藏
（ ）影 响气 井产 量 。气井 的产 量越 大 ，单 质硫 ３ 的析 出量也越 大 ，越 易发 生硫堵 。所 以制 定合 理 的
（ ）解 除硫 沉积堵 塞工艺 技术 。从前 面的分析 ３ 知 ，单质硫 防治 措施主 要有 以下几种 方法 ：①通过
优 化 配 产 和 生 产 制 度 来 防 止 硫 沉 积 ；② 除 垢 防 止 硫
（ ）选择合 适 的材料 。保证设 备 、管 道长期 安 １ 全 运转 ，合 理选 材是首 要 的一环 。合 理选 材既要 考 虑 工艺条件 及生产 过程 中可 能发生 的变化 ，又要 考
将会减 弱 。因此首 先应该 计算下 游各节 点处天然 气
中 Ｈ。 Ｓ的 含 量 ，然 后 再 对 Ｈ Ｓ含 量 高 的 地 方 （ 设
并 实施缓蚀 剂保护 完全 能满 足高含硫气 田开 发 的需
要 ，如加拿 大 ，开 发高 含硫气 田一直 采用碳 钢加缓 蚀剂 。２ ０ ０ ６年 在 ＮＡＣ Ｅ中 国腐 蚀年 会 上 ，各 国 专 家也 一致认 为 ，高 含硫气 田的开 发使用 碳钢 加缓蚀
游 、集 输 管线 的低洼 地 带等是 单 质硫最 容 易聚集＿ 的 地 方 ，这些 部位 的腐 蚀应 引起 重视 。
２ ３ Ｈ Ｓ对 设 备 、管 道 腐 蚀 分 析 ． ： 因 Ｈ Ｓ含 量 较 高 ，且 有 单 质 硫 沉 积 ， 对 设 备 、
１ ３ 高含硫气 井 生产情 况 ．
庆 气 矿 （ ３ 口井 ） 川 东 北 气 矿 及 罗 家 寨 气 田 有 ８ 、
Leabharlann Baidu
场水 样作 试验 用水 样 ，天 东 ５ １井 在 线 腐蚀 试 验 — 装置 卧 式 罐 下 层 混 合 物 （ 质 硫 含 量 ９ 以上 ） 单 ５ 和脱 硫 厂纯硫 磺粉 为现 场单 质硫 进行 室 内实验 。实
预 案报地 方政 府等 。 （ ）对相关 的装置 、管线 、设备 进行敏 感性试 ３ 验 。高 含硫集气 管线所 有焊 口应进 行 １０ 硬 度检 ０ 测 、焊前 预热 和焊后热 处理 。为避 免站场工 艺设备 和 天 然 气 输 送 管 线 等 在 Ｈ Ｓ的作 用 下 发 生 开 裂 ， 高含 硫气井 投产前 应对 站场Ｔ 艺设 备 和天然气 输送
等 ，主要 产层 为 长兴 、飞仙 关 、嘉 陵江 。气井腐 蚀
流体 含量 较 高 ，其 中 ：Ｈ。 Ｓ含 量 ３ ． ２ ４ １ ４ ０ ４ ６ ～ ９ ． ９
ｇ ｍ。 ／ ，Ｃ０２含 量 ０ １ ５ ２ ２ １ ／ 。 ． ４ ～ ２ ． ０ ｇ ｍ。
验 结 果表 明 ，在高 酸性 采输 系统 中 ，沉积 的单质 硫 对 设 备 、管道 的腐蚀 是 相 当严重 的 。因单 质硫沉 积 不均 匀 ，现场 设 备 、管 道 的 腐 蚀 表现 为 局 部 腐蚀 ， 如高 含硫 井站 分离 器积 液包底 部 、分 离头 、孑 板 上 Ｌ
油气 田 地 面 工 程 第 ２ ７卷 第 １ Ｏ期 （ ０ ８ １ ） ２ ０ ． ０
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高含硫气井生产状况 分析及应对措施探讨
徐 春碧 黎 洪 珍 冷 一奎 易洋
（ ． 重庆科 技 学 院 ；２ 中国石化 西南 油气 田分 公 司重庆 气矿 ） １ ．
摘 要 ： 由 于 高 含 硫 天 然 气 具 有 Ｈ Ｓ和
对 重庆 气矿 高含硫 气井生产 情 况及 技 术 管理
进 行 分 析 ， 找 出 存 在 的 问 题 ， 结 合 室 内研 究 ，提 出 了应 对 措 施 和 管 理 要 求 ， 以供 决 策
泵 出问 题降低 加 量 ，导致 出站 管线 被水合 物堵 死 。
２ ２ 硫 沉积 对气 井 生产 的影 响 ． （ ）堵 塞地 面 设 备 及 管 线 。 由于 单质 硫 沉 积 ， １
高 含 硫 气 井 在 生 产 过 程 中有 单 质 硫 沉 积 堵 塞 管 道 设
参考 。 关键 词 ：高 含 硫 气 井 ；Ｈ Ｓ；硫 沉 积 ；
腐 蚀 ；措 施
备 。如 天东 ５ —１井 ，２ ０ ０ ６年 ２月 分离 器 积 液包 堵
１ 高含 硫 气 井基 本 情况
１ １ 高 含硫气 藏 划分标 准 ． 高 含硫气 藏开 发 的先 导性 试验 从 ２ ０世 纪 ６ Ｏ年 代开 始进 行 （ 验井 是 卧龙 河 气 田的 卧 ６ 试 ３井 ，其
等的本 质不安 全引起 的 Ｈ。 Ｓ破 坏 。 （ ）加强 地企 合作与联 动 。为 了降 低装置发 生 ２ 泄漏事 故风 险 ，应开 展 以下 工作 ：①加 强与地方 的
沟 通 协 调 ，积 极 组 织 应 急 演 练 ，确 保 周 围 群 众 的 安
全 ；② 加 强 对 周 边 群 众 的安 全 知 识 宣 传 和 应 急 技 能
有效方 法 。它能有效 地减缓 金属 表面腐 蚀反应 ，从 而降低 可供 钢 材 吸 收 的 氢 原 子 ，控 制 氢 诱 发 裂 纹
（ Ｃ）腐 蚀 的速 度 。 ＨＩ
培 训工 作 ；③ 将附近地 方政府 、消防 、医院等部 门 联 系 电话 纳入本 单位应 急号码 ，同时将本单 位应急
虑 材 料 的结 构 、性 质 及 使 用 中 可 能 发 生 的变 化 。 重
沉积 ；③ 加热熔 化 ；④ 加注硫 溶剂 。
３ ３ 高 含 硫 气 井 的 开 采 要 求 ．
３ ３ １ 投 产 前 的 准 备 ．．
（ ）对 上 、下游管 线及设 备预评价 ，确保设 备 １ 等本质 安全 。高含 硫天然 气进入 原有 的矿场集输 系 统 ，与一 般 含 硫 量 的 天 然 气 混 合 后 ，天 然 气 中 的 Ｈ： Ｓ含 量 会 降 低 ，对 设 备 、装 置 、管线 的 腐 蚀 也
发 现 ，腐 蚀 非 常 严 重 （ 蚀 率 ２ ８ｍｍ／ ） 同 时 ， 腐 ． ａ。 从 ２ ０ 、２０ ０ ６ ０ ７年 站 场 设 备 和 管 道 壁 厚 检 测 中 也 发 现 ，近期 投 产 的 高 含 硫 气 井 设 备 、管 道 腐 蚀 较 严 重 。
理 ， 目前 还没有 成熟 的办法 。重 庆气矿 主要采用 物 理法 处理 ，即利 用停产 机会 ，将发 生硫堵 严重 的分
基 金 论 文 ：重 庆 市 教 委 基 金 项 目 “ 含 硫 天 然气 井 合 理产 量确 定 方法 研 究” （ ｊ ６ ４ ７ 高 ｋ０ １ ０ ）
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油气 田地 面 工 程 第 ２ ７卷 第 １ ０期 （ ０ ８ ０ ２ ０ ．１
管道 的腐蚀 较 严 重 。如 峰 ｌ ５井 ，２ ０ ０ ５年 １ ２月 ６ 日 井 口节流 阀严 重外 漏 ，拆 下 阀 门后 发现 密封 圈 腐 蚀脆 断 。从 峰 】 ５井 防 冻 剂加 注 回路 的止 回阀也
庆气 矿近年 投产 的高含硫 气井地 面生 产设备 、管道 基本 选用抗 Ｈ ｓ氢 脆及 抗 硫 化 物应 力 腐 蚀 破 裂性 能 的材质 。从重 庆气 矿 开发 高含 硫气 田的 经验 看 ， 使用 材质并 非越 贵越好 。 从 国外 开发 高 含硫气 田的经验可 知 ．采 用碳 钢
Ｈ Ｓ含 量 ４ ｌ４ ０ｇ ｍ。 ，对 Ｈ ９ ＿ ９ ／ ） Ｓ含 量 达 到 多 少 才
死 （ 硫堵 ） ，分 离 头 已开 始 堵 塞 ，清 洗 孔 板 时 也 发 现 Ａ 面有黄 色沉 淀物 （ 硫磺 ） 同时在 模 拟试 验 撬 ， 内发现 有 大量 的硫 沉积 。 （ ）堵 塞井 筒 。硫 的沉积 主要 发生 在距 井筒周 ２
离 的平 方成 反 比 ，与压 降成正 比 ，这使 得单 质硫越
靠 近 井 筒 ，沉 积 越 迅 速 且 量 越 大 。 如 天 东 ５ １ ， — 井
类” ，对高含硫 气藏定义做 出明确规定 （ 见表 １ 。 ）
表 １ 含 Ｈ Ｓ气 藏 分 类
气藏 类 分 标 准
Ｈ Ｓ 量／ ２含
管 线 进 行 ７ ２ｈ的 敏 感 性 试 验 。 在 试 验 过 程 中 ， 定
（ ）涂 抹 防腐 蚀 涂 层 。在 油气 田防 腐 蚀 ＿ ３ Ｔ作
中 ，应 根 据 实 际 情 况 灵 活 控 制 涂 层 系 统 结 构 ， 考 虑
围 ２Ｉ ｌ 范 围 内 ， 当 含 硫 饱 和 度 超 过 ２ 时 ， 硫 ｌ的 Ｏ
堵 就会 迅速 发生 ，并 且硫 的沉 积量 与距 井筒 中心距
称为高含硫 气藏 ，概念 比较模糊 。１９ ９ ５年 ，中国石
油 天 然 气 总 公 司 发 布 了 Ｓ ／ ６ ６ — １ ９ “ 藏 分 Ｙ Ｔ １８ ９５ 气
高含硫 气 井 因 Ｈ。 ｓ含 量 较 高 ，水 合 物 形 成 温
度 也较 高 ，站 内及 出站管 线在 冬季 大气 温度 较低 时 易 发生 冰 堵 ，因此 在 冬 季 必 须 加 注 防 冻 剂 维 持 生 产 。如 宝 ｌ井 ，２ ０ ０ ７年 １ ６ 月 ～８ 日因 防冻 剂 加注
ＣＯ。等 腐 蚀 性 介 质 含 量 较 高 、 水 合 物 形 成
２ 高 含 硫 生产 气 井存 在 的 问题
２ １ 冬 季生产 易 发生水 合 物冻堵 ．
温度较 高、而且在 井下及地 面析 出单质硫 等 特 性 ，使 其 对 设 备 管 道 造 成 严 重 堵 塞 和 腐
蚀 ，对 生 产 、 作 业 和 经 济 效 益 影 响 较 大 。 针
剂足 以满足 高含硫 气井 的材质需 求 。 （ ） 加 注 适 宜 的 缓 蚀 剂 。添 加 合 理 的 缓 蚀 剂 是 ２ 防 止 高 酸 性 油 气 对 碳 钢 和 低 合 金 钢 设 施 腐 蚀 的 一 种
备 、管 线 、阀门等 ）进行 相应 的抗 硫能 力评价 ，防
止在 以后 的生产过 程 中出现 由于装置 、设 备 、管 线
采气 速 度 ，才能 达 到 预 防硫 元 素 的大 量 析 出沉 积 ，
以便 获 得 良好 的经济效 益 。
（ ） 严 重 的腐 蚀 性 。 取 天 东 ５ １和 峰 １ ４ — ５井 现
１ ２ 目前 高含硫 气 井分布 情 况 ． 参 照 Ｓ ／ ６ ６ —１ ９ Ｙ Ｔ １ ８ ９ ５划 分标 准 ，目前 投产 的 高含硫 气井 主要 分布在 西南 油气 田分 公 司所辖 的重
离头 等撤 下来 清 洗 。如 峰 ｌ ５井 ，将 分 离头 撤 下来
后 ，现场 用 乙二 醇 作 载 体 加 热 溶 硫 ，溶硫 效 果 较
好 ，分 离 头 清 洗 得 很 干 净 ，但 现 场 清 洗 时 加 热 温 度
较难 控制 。
３ 高含 硫 气井 应 对措 施
３ １ 防 腐 措 施 ．
如重 庆气 矿 卧龙河 气 田嘉 陵 江气藏 高 含硫气 井
投产 时 间较 早 ， 目前 处 于 开 发 后 期 ，产 量 、压 力 低 ，靠增压 维 持生产 。而有 些井 如 天 东 ５ —１ ０ 、１ ９ 井压 力虽 然较 高 ，但 产 量 较 低 ；部 分 井 如 宝 １ 、 井
峰 １ ５井 产 量 、 压 力 均 较 高 。
Ｈ Ｓ ＇／ ・ ＜ ． Ｏ ２ 含 ＜ ． ｊ 含 ＜ Ｏ ０ 量 ｌ Ｏ 含 ＜ ７ ＞ ７ ２￣ ｇ ｍ Ｒ ０ ２ ． ＜ 量 ５ ＜ 量 ３ ＜含 ＜ ｌ ＜ 量 ７ ７ ０ ０ ０ ３ ０ｊ ０ ０
＜Ｏ ０３００ ３ ． １ ． １＜含量 ． ．＜含量＜ ２ ０ ０ ＜Ｏ３ ３ ０ ２ ＜含量＜Ｏ １ １ ０ ＜￣ ＜５ ＞５ ０ ０