含硫油氣井測試作業(yè)風(fēng)險控制方法分析

喬宇 侯金龍 張昊

摘 要：含硫油井測試工序相對于其他油井而言，其風(fēng)險較大，因此做好各項風(fēng)險防控措施，確保油井地層測試工作的順利開展具有十分重要的意義。本文對含硫油井的風(fēng)險性進行了簡要分析，并從制度和施工工藝兩方面分析了測試作業(yè)風(fēng)險控制的方法。

關(guān)鍵詞：硫化氫；地層測試；風(fēng)險控制

1 概述

地層測試是發(fā)現(xiàn)和評價油田的重要途徑，安全、系統(tǒng)的開展測試作業(yè)，可為油田的順利開發(fā)提供可靠的數(shù)據(jù)參考。含硫油氣井是處于深部的復(fù)雜油氣藏資源，其埋藏條件較為特殊，一般具有高溫、高壓、高腐蝕的特點，開展地層測試時，工藝難度大，作業(yè)風(fēng)險高，任何一個環(huán)節(jié)上出現(xiàn)問題，都可能引發(fā)工程安全事故，給油田工作人員的生命財產(chǎn)和周圍環(huán)境造成極大威脅。

2 含硫油井測試作業(yè)風(fēng)險分析

2.1 硫化物性質(zhì)分析 含硫油氣井中硫化物主要為硫化氫（H2S），典型物理性質(zhì)可見表1所示。

表1 H2S主要物理性質(zhì)

[分類＼&密度＼&熔點（℃）＼&沸點（℃）＼&自燃點（℃）＼&溶解性＼&物性＼&>空氣＼&-82.9＼&-60.2＼&260＼&水、醇、石油等＼&]

除表1中物理性質(zhì)外，H2S還具有較為活潑的化學(xué)性質(zhì)，如與空氣混合，濃度高于4.3%和低于46%時，容易發(fā)生爆炸；可燃，燃燒產(chǎn)物二氧化硫（SO2）有劇毒；具有一定的酸性和腐蝕性，對測試設(shè)備和工具的耐腐性要求較高。

2.2 硫化物危害性分析

首先，硫化氫對設(shè)備的危害。硫化氫溶于水可電離出氫離子，對金屬具有較強的腐蝕作用。腐蝕形式有多種，主要以氫脆破壞為主。井下管柱、地面管匯、儀表和井口裝置很容易在氫脆破壞作用下發(fā)生突然斷落或爆破事故，導(dǎo)致井口裝置無法正常作業(yè)；嚴重時還可能引發(fā)井噴失控或者重大火災(zāi)事故。另外，地面設(shè)備、井下工具一般以橡膠、石棉和浸油石墨為密封器件。橡膠材料對H2S的耐腐性較差，密封件使用一段時間后會發(fā)生鼓泡、長大，進而失去彈性，影響配件的密封效果；石棉繩和浸油石墨上的油會發(fā)生溶解，導(dǎo)致配件密封性減弱。其次，硫化氫對人的危害。硫化氫作為一種劇毒物質(zhì)，對人體的損害是非常明顯的，其毒性是一氧化碳的5-6倍，與氰化氫的毒性接近。它能刺激人的神經(jīng)，對粘膜也有一定的刺激作用。即便是低濃度的硫化氫，也能對人的呼吸道和眼睛粘膜造成劇烈的刺激；濃度越高，對人體的損害越大，進而會表現(xiàn)出中樞神經(jīng)系統(tǒng)紊亂和窒息癥狀。

3 測試作業(yè)風(fēng)險控制方法

3.1 制度方面風(fēng)險控制措施 含硫油氣井測試作業(yè)前應(yīng)做好各項風(fēng)險控制預(yù)案，制定完備的風(fēng)險管理制度和施工工藝，嚴格按照既定的工藝進行施工組織安排。其安全管理制度內(nèi)應(yīng)包含以下內(nèi)容：設(shè)置風(fēng)險警告或明顯信號；科學(xué)編組，至少保證2人以上完成作業(yè)；根據(jù)具體的作業(yè)環(huán)境配置相應(yīng)的H2S監(jiān)測裝置，配置專人負責(zé)管理和維護；禁止無關(guān)人員隨意進入、進出測試區(qū)域；制定設(shè)備檢測和維護制度，對油嘴管匯、蒸汽換熱器、分離器的閥門可控制器進行定期檢測，發(fā)現(xiàn)泄漏隱患，及時消除；在進行放樣、換孔板等作業(yè)時，要站在上風(fēng)位置；若遇突發(fā)事件需要進行人員救助時，施救人員應(yīng)佩戴好安全裝備；關(guān)鍵操作，如首次打開測試工具，應(yīng)盡量安排在白天進行；安全工程師有權(quán)確定測試時間，以消除風(fēng)速、風(fēng)向?qū)y試作業(yè)的影響；檢查通訊設(shè)備，作業(yè)人員要隨身保留應(yīng)急電話；建立完善的應(yīng)急響應(yīng)程序，至少設(shè)置兩條不同風(fēng)向的逃生路線；當風(fēng)速低于1m/s、濃度高于100ppm或出現(xiàn)其他緊急狀況時，應(yīng)立即采取關(guān)井措施。

3.2 測試作業(yè)過程中應(yīng)采取的風(fēng)險控制措施

首先，設(shè)備安裝與調(diào)試應(yīng)注意的事項。測試前，根據(jù)指定的擺放圖和流程圖安裝設(shè)備，按照相關(guān)的技術(shù)規(guī)范連接設(shè)備和管線；在高壓流程端管線彎頭處，用鋼絲繩或鐵鏈將需要固定的部件進行錨固；油嘴管匯上游的法蘭連接管線和彎頭應(yīng)使用工作壓力為70MPa的型號；用不同顏色標記流程中的工作壓力等級；試壓時用明顯警示帶圍攏測試區(qū)域，按由低到高的順序逐級試驗；若在試壓時發(fā)現(xiàn)泄漏，應(yīng)先泄壓然后再進行故障修復(fù)；檢查各儀表設(shè)備的接地情況；做好工作場地的清潔工作，部分設(shè)備應(yīng)做好各項防爆措施。其次，測試作業(yè)注意事項。開井前，作業(yè)人員和測試人員應(yīng)對其進行安全檢測，確保安全閥功能處于可控狀態(tài)；在未知地層流體返回地面前，作業(yè)人員應(yīng)全程佩戴呼吸器；測試時，根據(jù)地層特性和產(chǎn)能選擇合適的油嘴，初期使用可調(diào)節(jié)油嘴，確保硫化氫完全燃燒；流動初期，每個10min做一次濃度監(jiān)測；當流體流動狀況和含水量穩(wěn)定后，執(zhí)行穩(wěn)定流動求產(chǎn)程序，采集相關(guān)數(shù)據(jù)，計算油田產(chǎn)能；記錄完求產(chǎn)數(shù)據(jù)后，根據(jù)指令關(guān)閉油井，恢復(fù)壓力。最后，流體處理過程中應(yīng)注意的事項。測試時，經(jīng)分離器和密閉罐出來的燃氣將直接進入到燃燒器燃燒；而從井內(nèi)和分離器出來的液體則流向密閉罐和燃燒器。在對進入密閉罐的流體進行處理時，裝油操作人員應(yīng)佩戴呼吸器完成輸油操作；通過密閉罐看窗或流量計監(jiān)測儲油罐內(nèi)流體量，防止溢出；當流體達到儲油罐容積的2/3時，操作員應(yīng)佩戴呼吸器爬上儲油罐進行液位監(jiān)測。流體進入到燃燒器燃燒時，操作人員應(yīng)做好燃燒情況的監(jiān)測工作，觀察風(fēng)向，發(fā)現(xiàn)風(fēng)向發(fā)生變化，立即更換燃燒器；由于硫化氫燃燒產(chǎn)物為二氧化硫，同樣屬于劇毒物質(zhì)，因此在燃燒過程中還應(yīng)安裝二氧化硫濃度監(jiān)測設(shè)備；風(fēng)力不夠或無風(fēng)時，硫化氫容易聚集在閥門、法蘭、接頭處部位，因此需要在以上部位安裝硫化氫檢測儀。

4 結(jié)語

含硫油氣井中的硫化氫具有酸性和腐蝕性，對測試作業(yè)的井下工具和地面設(shè)備具有很強的腐蝕作用，從而破壞金屬類、橡膠類、石棉類材質(zhì)的設(shè)備部件的密封性，產(chǎn)生泄漏問題。在測試過程中，一旦發(fā)生泄漏問題，不僅會給整個工程造成嚴重影響，還會對人的生命健康造成極為惡劣的影響，因此做好風(fēng)險控制，確保測試工作的順利進行十分重要。在風(fēng)險控制方面，除從安全管理制度建設(shè)方面入手外，還應(yīng)加大安全管理制度的執(zhí)行力度，使各項安全措施真正落實到測試工作的各個環(huán)節(jié)，確保測試設(shè)備和人員的安全。

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