采氣生產(chǎn)工藝安全風(fēng)險(xiǎn)防控探討

王亮亮

摘要：天然氣作為一種易燃、易爆混合氣體，開發(fā)過程中存在一定的危險(xiǎn)性，直接影響著采氣效率與質(zhì)量，天然氣生產(chǎn)過程中存在安全問題的形勢(shì)仍然十分嚴(yán)峻。因此，在采氣安全生產(chǎn)過程中不僅需要設(shè)備方面的安全，更需要人員方面的監(jiān)督工作來保證其安全性。本文將從采氣工藝的多方面進(jìn)行探討分析，提出如何安全有效的規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)，保障安全生產(chǎn)的可靠措施。

關(guān)鍵詞：采氣;工藝;安全;防控

采氣工藝和采油工藝在表面上存在較大不同，從天然氣的儲(chǔ)層到井底、井口、輸氣管道以及到下游的處理廠，都是一個(gè)完整的系統(tǒng)過程。所以，要促進(jìn)氣井的合理生產(chǎn)，維護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)的壓力十分必要。因此，在文章中，對(duì)采氣生產(chǎn)工藝的安全風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行研究，可以為相關(guān)人員提供有效參考。

1.采氣工藝流程

采氣工藝指的是在天然氣從井底到地面的全部過程，它與自噴采油法相同，能夠?qū)μ矫鞯挠蜌馓镞M(jìn)行鉆井，對(duì)氣流進(jìn)行誘導(dǎo)，保證氣體能夠基于自身能量，將其噴出。氣井的井身結(jié)構(gòu)和井口裝置、噴油相同，但也存在一些不同點(diǎn)。如：采氣工作、輸送工作等，都是相互聯(lián)系的過程，但其存在的供應(yīng)過程更為復(fù)雜。對(duì)于氣井井口裝置來說，其是基于耐高壓、氣密性特點(diǎn)構(gòu)成，并基于不同直徑的氣嘴，對(duì)氣井的產(chǎn)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。為了減少井下產(chǎn)生的一些應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象，還需要注意到油管的選擇和井口裝置材質(zhì)的選擇，并在期間將添加劑注入其中。同時(shí)，在對(duì)氣井的生產(chǎn)工作進(jìn)行管理期間，還需要基于相關(guān)需求，研究砂巖氣層、含水比的控制含量等，促進(jìn)氣井檢測(cè)工作的優(yōu)化完成。

2.地層水及出砂的影響

（1）地層采出水對(duì)氣井生產(chǎn)的影響，地層產(chǎn)出水對(duì)管線的腐蝕及堵塞影響較大，隨著開采程度的加深，水的影響問題將逐漸被放大。（2）出砂對(duì)氣井生產(chǎn)的影響.氣井出砂后由于井底地層結(jié)構(gòu)的損傷，有可能形成井眼附近地層的空洞或井壁竄漏、套管變形，管線設(shè)備腐蝕等嚴(yán)重問題。這些問題的出現(xiàn)都嚴(yán)重影響了氣井的產(chǎn)能。

3.采氣生產(chǎn)工藝安全風(fēng)險(xiǎn)因素的分析

（1）介質(zhì)腐蝕性的影響和主要規(guī)律。對(duì)腐蝕掛片的易腐蝕部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，促進(jìn)腐蝕速率最大數(shù)值的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前，我國(guó)大部分的油田產(chǎn)出物中不含H2S，腐蝕介質(zhì)為二氧化碳，影響腐蝕的因素主要為：含水，當(dāng)存在二氧化碳腐蝕有水的時(shí)候，需要濕潤(rùn)鋼鐵表面，對(duì)含水率的腐蝕嚴(yán)重性產(chǎn)生較大影響。分壓的影響，二氧化碳分壓將影響二氧化碳的腐蝕性，在油氣工業(yè)發(fā)展中，根據(jù)二氧化碳分壓，判斷出腐蝕程度，掌握相關(guān)規(guī)律。溫度，當(dāng)溫度在60℃時(shí)，金屬表面會(huì)比較光滑，存有均勻分布。當(dāng)溫度維持在110℃時(shí)，將影響局部腐蝕。當(dāng)溫度在150℃時(shí)，將產(chǎn)生中等腐蝕。流速的影響與高流速的產(chǎn)生都將導(dǎo)致機(jī)械疲勞，其存在的鋼鐵為裸露狀態(tài)，也會(huì)促進(jìn)腐蝕速率的提升。受其他要素的影響，尤其是PH值，水中含有的離子含量，都會(huì)產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，其影響也更為復(fù)雜。

（2）介質(zhì)流場(chǎng)沖刷仿真分析。利用專業(yè)軟件，對(duì)流休力學(xué)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)管道典型單元實(shí)現(xiàn)流場(chǎng)仿真模擬，預(yù)測(cè)出各個(gè)部件的沖刷腐蝕位置。掌握管道的沖刷腐蝕規(guī)律，分析出站場(chǎng)內(nèi)管道的腐蝕性以及沖刷部位，保證能夠根據(jù)這些要點(diǎn)，為沖刷減薄關(guān)鍵部位的監(jiān)控工作提供有效的執(zhí)行依據(jù)。

（3）對(duì)剩余強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估。在對(duì)剩余強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估期間，需要根據(jù)相關(guān)的評(píng)價(jià)方法，促進(jìn)評(píng)估工作合理完成。為了對(duì)管道進(jìn)行確定，需要分析壁厚，促進(jìn)承壓能力的獲取，維護(hù)管道的安全性與可靠性。在確定失效模式的時(shí)候，由于荷載受氣體壓力的影響，管線內(nèi)力與內(nèi)壓相關(guān)，因此，材料性能參數(shù)需要基于相關(guān)要求，分析出給定的材料數(shù)據(jù)。

（4）對(duì)剩余壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)?；谙嚓P(guān)規(guī)范，需要對(duì)管道最小壁厚進(jìn)行計(jì)算，確定出腐蝕余量。其中，計(jì)算與可靠度、腐蝕速率相關(guān)。

4.采氣工藝安全性的防控措施

（1）要對(duì)站場(chǎng)管道、關(guān)鍵設(shè)備的剩余壁厚進(jìn)行測(cè)量，維護(hù)其準(zhǔn)確性?；谏鲜龅难芯亢头治觯瑸槠涮岢鼋M合檢測(cè)方法與檢測(cè)體系，保證能對(duì)集氣站管道的腐蝕情況進(jìn)行全面分析與闡述。期間，要對(duì)多處管件的剩余壁厚進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分析其存在的腐蝕性，促進(jìn)全面調(diào)查工作的有效完成。也能對(duì)某站的管件剩余壁厚進(jìn)行檢測(cè)，會(huì)發(fā)現(xiàn)存有多處腐蝕減薄點(diǎn)，促進(jìn)驗(yàn)證工作以及測(cè)量工作的準(zhǔn)確性。

（2）要對(duì)影響的站場(chǎng)關(guān)鍵設(shè)備、管道腐蝕關(guān)鍵因素進(jìn)行分析，研究其存在的主要規(guī)律。主要是介質(zhì)含有的二氧化碳量與產(chǎn)水量之間的內(nèi)在關(guān)系。介質(zhì)加熱后，其存在的溫度會(huì)升高，在部分井產(chǎn)含水量中也會(huì)存在鎂離子，能夠促進(jìn)局部腐蝕傾向性的增加。隨著流速的增加，腐蝕產(chǎn)物膜也會(huì)比較疏松，這些集氣站的介質(zhì)將實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)腐蝕性。雖然介質(zhì)的二氧化碳含量較高時(shí)，但介質(zhì)中也不會(huì)有水，其中的二氧化碳的腐蝕性也較弱?；诂F(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查和分析，需要對(duì)腐蝕速率監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行研究與分析。其中，腐蝕速率可控，在監(jiān)測(cè)期間，不會(huì)產(chǎn)生明顯腐蝕。

（3）利用專業(yè)軟件，對(duì)管道內(nèi)的易沖刷腐蝕部位進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析。期間，可以利用專業(yè)軟件對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行分析，并對(duì)站場(chǎng)管道特定部位壓力的分布情況進(jìn)行研究，對(duì)含水率的分布圖、流場(chǎng)的分布圖進(jìn)行分析，促進(jìn)危險(xiǎn)點(diǎn)的預(yù)測(cè)。其中，最為容易產(chǎn)生的沖刷腐蝕部位主要表現(xiàn)為多個(gè)部位，包括三通后背弧面、節(jié)流閥芯位置，研究直角彎頭后直管段的區(qū)域、大小頭的小頭位置。還包括單個(gè)彎頭的后外弧面區(qū)域。針對(duì)仿真預(yù)測(cè)分析結(jié)果以及實(shí)際的抽查測(cè)試結(jié)果，促進(jìn)對(duì)比工作的完善性，維護(hù)仿真分析的有效性和正確性。

（4）對(duì)剩余強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估。根據(jù)某站的實(shí)際腐蝕點(diǎn)，分析點(diǎn)檢結(jié)果。在期間，基于站場(chǎng)資料與數(shù)據(jù)，需要對(duì)理論進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試以及腐蝕仿真模擬工作的執(zhí)行。也要對(duì)管道剩余強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估。對(duì)于其中的管道，沒有對(duì)其評(píng)估，也需要基于評(píng)估結(jié)果，對(duì)部分的管道進(jìn)行更新。

（5）對(duì)剩余壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)與分析。基于某站口井加熱爐，在工作中，溫度、工作壓力長(zhǎng)期保持穩(wěn)定，根據(jù)腐蝕程度，預(yù)測(cè)失效年限，及時(shí)采取有效措施，延長(zhǎng)加熱爐管道的剩余壽命。根據(jù)相同的方法，對(duì)其余的管道剩余壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，并為其提出下次檢驗(yàn)周期，促進(jìn)各個(gè)管道、剩余壽命、檢驗(yàn)周期的合理性。

5.結(jié)論與認(rèn)識(shí)

維護(hù)工藝的安全性，不僅能滿足采氣生產(chǎn)與工藝安全風(fēng)險(xiǎn)，還能促使其結(jié)果更為可靠。當(dāng)前，采氣生產(chǎn)工藝技術(shù)出存在的專用設(shè)備比較多，需要專業(yè)人員對(duì)其操作，對(duì)防腐保溫層的部分損失進(jìn)行解決，研究仿真模擬，解決其存在的不足。為了對(duì)其積極改善，要做到以下幾點(diǎn)：第一，要對(duì)工藝安全的相關(guān)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，保證他們能夠掌握相關(guān)的分析操作技術(shù)。第二，需實(shí)現(xiàn)變停工檢測(cè)，對(duì)工藝運(yùn)行情況實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)工作，保證檢測(cè)分析效果的形成，減少防腐保溫層、外防腐涂層的損壞性。第三，促進(jìn)仿真模擬軟件的優(yōu)化性，為其建立管道關(guān)鍵單元，建立實(shí)際的介質(zhì)流體力學(xué)計(jì)算模型，也能對(duì)沖刷腐蝕進(jìn)行定量計(jì)算。第四，需維護(hù)流體沖刷與腐蝕速率之間的定量關(guān)系，保證工藝的安全性能夠得以提升。第五，在度防腐保溫層過程進(jìn)行拆除的時(shí)候，也需要注意到管道外的腐蝕性，利用電化學(xué)防腐方式，實(shí)施防腐保護(hù)工作。

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