含硫油氣井測試作業風險控制方法分析

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，其風險較大，因此做好各項風險防控措施，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風險控制的方法。

關鍵詞：硫化氫；地層測試；風險控制

1 概述

地層測試是發現和評價油田的重要途徑，安全、系統的開展測試作業，可為油田的順利開發提供可靠的數據參考。含硫油氣井是處于深部的復雜油氣藏資源，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，作業風險高，任何一個環節上出現問題，都可能引發工程安全事故，給油田工作人員的生命財產和周圍環境造成極大威脅。

2 含硫油井測試作業風險分析

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

表1 H2S主要物理性質

[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中物理性質外，H2S還具有較為活潑的化學性質，如與空氣混合，濃度高于4.3%和低于46%時，容易發生爆炸；可燃，燃燒產物二氧化硫（SO2）有劇毒；具有一定的酸性和腐蝕性，對測試設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生突然斷落或爆破事故，導致井口裝置無法正常作業；嚴重時還可能引發井噴失控或者重大火災事故。另外，地面設備、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生溶解，導致配件密封性減弱。其次，硫化氫對人的危害。硫化氫作為一種劇毒物質，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，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，進而會表現出中樞神經系統紊亂和窒息癥狀。

3 測試作業風險控制方法

3.1 制度方面風險控制措施 含硫油氣井測試作業前應做好各項風險控制預案，制定完備的風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。其安全管理制度內應包含以下內容：設置風險警告或明顯信號；科學編組，至少保證2人以上完成作業；根據具體的作業環境配置相應的H2S監測裝置，配置專人負責管理和維護；禁止無關人員隨意進入、進出測試區域；制定設備檢測和維護制度，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，發現泄漏隱患，及時消除；在進行放樣、換孔板等作業時，要站在上風位置；若遇突發事件需要進行人員救助時，施救人員應佩戴好安全裝備；關鍵操作，如首次打開測試工具，應盡量安排在白天進行；安全工程師有權確定測試時間，以消除風速、風向對測試作業的影響；檢查通訊設備，作業人員要隨身保留應急電話；建立完善的應急響應程序，至少設置兩條不同風向的逃生路線；當風速低于1m/s、濃度高于100ppm或出現其他緊急狀況時，應立即采取關井措施。

3.2 測試作業過程中應采取的風險控制措施

首先，設備安裝與調試應注意的事項。測試前，根據指定的擺放圖和流程圖安裝設備，按照相關的技術規范連接設備和管線；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域，按由低到高的順序逐級試驗；若在試壓時發現泄漏，應先泄壓然后再進行故障修復；檢查各儀表設備的接地情況；做好工作場地的清潔工作，部分設備應做好各項防爆措施。其次，測試作業注意事項。開井前，作業人員和測試人員應對其進行安全檢測，確保安全閥功能處于可控狀態；在未知地層流體返回地面前，作業人員應全程佩戴呼吸器；測試時，根據地層特性和產能選擇合適的油嘴，初期使用可調節油嘴，確保硫化氫完全燃燒；流動初期，每個10min做一次濃度監測；當流體流動狀況和含水量穩定后，執行穩定流動求產程序，采集相關數據，計算油田產能；記錄完求產數據后，根據指令關閉油井，恢復壓力。最后，流體處理過程中應注意的事項。測試時，經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，裝油操作人員應佩戴呼吸器完成輸油操作；通過密閉罐看窗或流量計監測儲油罐內流體量，防止溢出；當流體達到儲油罐容積的2/3時，操作員應佩戴呼吸器爬上儲油罐進行液位監測。流體進入到燃燒器燃燒時，操作人員應做好燃燒情況的監測工作，觀察風向，發現風向發生變化，立即更換燃燒器；由于硫化氫燃燒產物為二氧化硫，同樣屬于劇毒物質，因此在燃燒過程中還應安裝二氧化硫濃度監測設備；風力不夠或無風時，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 結語

含硫油氣井中的硫化氫具有酸性和腐蝕性，對測試作業的井下工具和地面設備具有很強的腐蝕作用，從而破壞金屬類、橡膠類、石棉類材質的設備部件的密封性，產生泄漏問題。在測試過程中，一旦發生泄漏問題，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，因此做好風險控制，確保測試工作的順利進行十分重要。在風險控制方面，除從安全管理制度建設方面入手外，還應加大安全管理制度的執行力度，使各項安全措施真正落實到測試工作的各個環節，確保測試設備和人員的安全。

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