含腐蚀气井安全生产管理要求
鉴于腐蚀所带来的严重危害,在生产过程中,特别是在气田开发生产过程中不能掉以轻心,要做好充分的准备工作,尤其是对于h2s的防护,已有一系列国家标准和行业标准,对其做了较为明确的规定及要求。
(1) 含腐蚀介质天然气井的设计要求
① 总体要求:
a. 根据含硫气井的开采设计和生产过程中应遵守的基本准则。适用于含有水和硫化氢且天然气总压大于或等于0.448mpa和天然气中硫化氢分压大于或等于0.000345的含硫气井。
b. 在开采含硫天然气的过程中,设计中对防腐措施的要求应给予充分考虑。为保证油气输送过程中的安全,可考虑在油气出口处安装脱硫装置。
c. 对含硫化氢气井的设计,要着重考虑到安全和应急预案。含硫气体造成硫化物应力腐蚀开裂的问题应引起高度的重视,进行设计时必须牢记硫化氢的剧毒性,对涉及含硫气体设备的设计和操作所推荐的安全程序和设备,必须严格遵循。
② 采气井口装置的选择。采气井口装置应采用抗硫采气井口装置,按气井压力大小选用符合《石油井口装置、额定工作压力与公称通径系列》规定型号的采气井口装置,确定适宜的产品规格、等级,以满足在恶劣的环境中能够可靠使用。
对于含h2s气井井口装置的材质选择,可以根据表5-4-1进行选择。
表5-4-1 采油(气)井口装置主要零件材料选择
材料类别
允许氯化物含量
允许co2腐蚀分压/mpa
允许h2s腐蚀分压/mpa
本体、盖和法兰
闸板、阀座、阀杆、顶丝和悬挂器本体
aa
<10000ppm
<0.04823mpa
<0.0003443mpa
碳钢、低合金钢或不锈钢
碳钢或低合金钢
bb
<10000ppm
<0.207mpa
<0.0003443mpa
不锈钢
dd
<10000ppm
<0.04823mpa
<0.0207mpa
碳钢或低合金钢
碳钢或低合金钢
ee
<20000ppm
<0.207mpa
<0.0207mpa
不锈钢
ff
<20000ppm
>0.207mpa
<0.0207mpa
不锈钢
hh
<200000ppm
>o.207mpa
>0.0207mpa
抗腐蚀合金
抗腐蚀合金
采气井口装置总成技术性能应符合国家和行业相关技术规范的要求,所选用的设备应经由“国家油气井口设备质量监督检验测试中心”检验,并取得生产许可证的厂家提供。
③ 阀门的选择:
a. 井场阀门应采用平板阀。
b. 新井在完井时可考虑设置井下安全阀。集气管线的首端(井场内)可考虑设置高低压安全切断阀。
e. 集气管线的末端(集气站内)可考虑设置止回阀。
d. 所选用阀门应根据接触环境的腐蚀程度,采用相应的耐腐蚀合金材料制作。在实际生产中复合不锈钢采气树在存在腐蚀问题的气田已得到应用。
④ 压力容器材质的选择。压力容器材质的选择应满足《天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求》等技术规范的要求,避免氢蚀危害造成容器开裂。
⑤ 集气管线材质的选择。直接与硫化氢气体接触的集气管材的选择也应充分考虑腐蚀的影响,对材质、焊接及处理要严格执行有关技术标准的要求。
⑥ 仪表及其他零件金属材料的选择。凡是与硫化氢介质接触的仪表及其他零件的金属材质均应按防硫腐蚀的要求进行选择。
(2) 安装准则
① 焊接。对于含硫气井集气管线与管件焊接应按《控制钢制设备焊缝硬度与防止硫化物应力开裂做法》要求进行,避免焊接后的残余应力使焊缝产生开裂。
② 放空管线的安装。对于含硫气井放空管线应采用抗硫管材,不键随意冷弯曲,并按设计要求固定。
③ 安全阀的安装。高低压安全切断阀安装完毕后,其工作压力应根据油压设置在适当的范围内。
④ 缓蚀剂注入装置的安装。含酸性腐蚀气井井场应设置缓蚀剂注入装置,安装位置应方便缓蚀剂的加注。
⑤ 零部件的更换。采气井口装置总成各零部件损坏时,不得采用焊接方式修补,应更换新的零部件。新购设备或零部件的材料、牌号、机械性能及抗硫性能应与原装置或零部件的性能一致,且应有质量保证书。
(3) 生产操作技术要求
① 采气井口装置阀门的配置及编号如图5-4-1所示。
② 采气井口装置的操作。闸阀只能作截流用,其闸板只能为全开或全关,不能处于半开半关位置。图中的1号、2号、3号闸阀,在生产状态下应全开,其余各阀门根据生产情况开关。维修时要关闭相应的1号、2号、3号闸阀、1号、2号、3号闸阀每半年活动保养一次。角式节流阀只能作调节压力和流量用,不能作关闭和密封用。生产时,介质流入方向垂直于阀杆方向。
③ 井口缓蚀剂和加注井口缓蚀剂的操作要求:
a. 油管、套管和采气井口装置的内壁防腐主要是通过加注腐蚀剂来实现的。
b. 缓蚀剂的选用和替换要慎重,要有完善的质保体系。含酸性腐蚀气井油管、套管、采气井口装置以及集气管线的内壁防腐有应加注缓蚀剂,每次加注缓蚀剂都应有完整的记录。
c. 缓蚀剂的加注可按连续加注或间歇加注两种方式进行。
d. 通过套管环形空间向井内第一次加注缓蚀剂时应进行预膜处理,使油管、套管、采气井口装置以及集气管线被保护的金属面上形成保护膜,其加注量严格按要求进行。
④ 采气井口装置、地面管线、设备应定期涂漆防腐。各阀门(包括井场的高低压切断阀)应定期加注黄油、密封脂。
