含腐蝕氣井安全生產管理要求
鑒于腐蝕所帶來的嚴重危害,在生產過程中,特別是在氣田開發生產過程中不能掉以輕心,要做好充分的準備工作,尤其是對于h2s的防護,已有一系列國家標準和行業標準,對其做了較為明確的規定及要求。
(1) 含腐蝕介質天然氣井的設計要求
① 總體要求:
a. 根據含硫氣井的開采設計和生產過程中應遵守的基本準則。適用于含有水和硫化氫且天然氣總壓大于或等于0.448mpa和天然氣中硫化氫分壓大于或等于0.000345的含硫氣井。
b. 在開采含硫天然氣的過程中,設計中對防腐措施的要求應給予充分考慮。為保證油氣輸送過程中的安全,可考慮在油氣出口處安裝脫硫裝置。
c. 對含硫化氫氣井的設計,要著重考慮到安全和應急預案。含硫氣體造成硫化物應力腐蝕開裂的問題應引起高度的重視,進行設計時必須牢記硫化氫的劇毒性,對涉及含硫氣體設備的設計和操作所推薦的安全程序和設備,必須嚴格遵循。
② 采氣井口裝置的選擇。采氣井口裝置應采用抗硫采氣井口裝置,按氣井壓力大小選用符合《石油井口裝置、額定工作壓力與公稱通徑系列》規定型號的采氣井口裝置,確定適宜的產品規格、等級,以滿足在惡劣的環境中能夠可靠使用。
對于含h2s氣井井口裝置的材質選擇,可以根據表5-4-1進行選擇。
表5-4-1 采油(氣)井口裝置主要零件材料選擇
材料類別
允許氯化物含量
允許co2腐蝕分壓/mpa
允許h2s腐蝕分壓/mpa
本體、蓋和法蘭
閘板、閥座、閥桿、頂絲和懸掛器本體
aa
<10000ppm
<0.04823mpa
<0.0003443mpa
碳鋼、低合金鋼或不銹鋼
碳鋼或低合金鋼
bb
<10000ppm
<0.207mpa
<0.0003443mpa
不銹鋼
dd
<10000ppm
<0.04823mpa
<0.0207mpa
碳鋼或低合金鋼
碳鋼或低合金鋼
ee
<20000ppm
<0.207mpa
<0.0207mpa
不銹鋼
ff
<20000ppm
>0.207mpa
<0.0207mpa
不銹鋼
hh
<200000ppm
>o.207mpa
>0.0207mpa
抗腐蝕合金
抗腐蝕合金
采氣井口裝置總成技術性能應符合國家和行業相關技術規范的要求,所選用的設備應經由“國家油氣井口設備質量監督檢驗測試中心”檢驗,并取得生產許可證的廠家提供。
③ 閥門的選擇:
a. 井場閥門應采用平板閥。
b. 新井在完井時可考慮設置井下安全閥。集氣管線的首端(井場內)可考慮設置高低壓安全切斷閥。
e. 集氣管線的末端(集氣站內)可考慮設置止回閥。
d. 所選用閥門應根據接觸環境的腐蝕程度,采用相應的耐腐蝕合金材料制作。在實際生產中復合不銹鋼采氣樹在存在腐蝕問題的氣田已得到應用。
④ 壓力容器材質的選擇。壓力容器材質的選擇應滿足《天然氣地面設施抗硫化物應力開裂金屬材料要求》等技術規范的要求,避免氫蝕危害造成容器開裂。
⑤ 集氣管線材質的選擇。直接與硫化氫氣體接觸的集氣管材的選擇也應充分考慮腐蝕的影響,對材質、焊接及處理要嚴格執行有關技術標準的要求。
⑥ 儀表及其他零件金屬材料的選擇。凡是與硫化氫介質接觸的儀表及其他零件的金屬材質均應按防硫腐蝕的要求進行選擇。
(2) 安裝準則
① 焊接。對于含硫氣井集氣管線與管件焊接應按《控制鋼制設備焊縫硬度與防止硫化物應力開裂做法》要求進行,避免焊接后的殘余應力使焊縫產生開裂。
② 放空管線的安裝。對于含硫氣井放空管線應采用抗硫管材,不鍵隨意冷彎曲,并按設計要求固定。
③ 安全閥的安裝。高低壓安全切斷閥安裝完畢后,其工作壓力應根據油壓設置在適當的范圍內。
④ 緩蝕劑注入裝置的安裝。含酸性腐蝕氣井井場應設置緩蝕劑注入裝置,安裝位置應方便緩蝕劑的加注。
⑤ 零部件的更換。采氣井口裝置總成各零部件損壞時,不得采用焊接方式修補,應更換新的零部件。新購設備或零部件的材料、牌號、機械性能及抗硫性能應與原裝置或零部件的性能一致,且應有質量保證書。
(3) 生產操作技術要求
① 采氣井口裝置閥門的配置及編號如圖5-4-1所示。
② 采氣井口裝置的操作。閘閥只能作截流用,其閘板只能為全開或全關,不能處于半開半關位置。圖中的1號、2號、3號閘閥,在生產狀態下應全開,其余各閥門根據生產情況開關。維修時要關閉相應的1號、2號、3號閘閥、1號、2號、3號閘閥每半年活動保養一次。角式節流閥只能作調節壓力和流量用,不能作關閉和密封用。生產時,介質流入方向垂直于閥桿方向。
③ 井口緩蝕劑和加注井口緩蝕劑的操作要求:
a. 油管、套管和采氣井口裝置的內壁防腐主要是通過加注腐蝕劑來實現的。
b. 緩蝕劑的選用和替換要慎重,要有完善的質保體系。含酸性腐蝕氣井油管、套管、采氣井口裝置以及集氣管線的內壁防腐有應加注緩蝕劑,每次加注緩蝕劑都應有完整的記錄。
c. 緩蝕劑的加注可按連續加注或間歇加注兩種方式進行。
d. 通過套管環形空間向井內第一次加注緩蝕劑時應進行預膜處理,使油管、套管、采氣井口裝置以及集氣管線被保護的金屬面上形成保護膜,其加注量嚴格按要求進行。
④ 采氣井口裝置、地面管線、設備應定期涂漆防腐。各閥門(包括井場的高低壓切斷閥)應定期加注黃油、密封脂。
