李文 龚金彬 叶长青 王海 朱磊

摘 要：伴随经济持续、快速发展，科学技术水平不断提升，许多新理念、新技术在石油产业中得到广泛应用。为了更好地为含硫化氢油气井安全、设备安全及试油人员安全提供切实保障，本文结合油井施工现场，构建了一套优质高效的防硫化氢试油的地面流程，完善了硫化氢取样方法、检测技术，以期为此领域研究提供借鉴与帮助。

关键词：试油;防硫化氢井;改造

中图分类号：TE273 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）17-0121-03

Abstract： With the sustained and rapid development of economy and the continuous improvement of science and technology， many new concepts and technologies have been widely used in the petroleum industry. In order to better provide practical guarantee for the safety of hydrogen sulfide oil and gas wells， equipment safety and the safety of oil testing personnel， this paper combined the current field construction of oil wells， constructed a relatively high-quality and efficient surface testing process for hydrogen sulfide， and improved the sampling method and testing technology of hydrogen sulfide， hoped to be able to do so， and hoped to learn from and help in this field.

Keywords： oil testing;hydrogen sulfide prevention well;modification

硫化氢不仅会了对人的生命安全造成严重威胁，而且会对井下工具、管材以及各种作业设备（如试油设备、钻井设备等）造成十分严重的破坏。所以，切实采取各种有效措施，对硫化氢所具有的毒理作用及物理性质、化学性质进行全面、深入了解，知晓硫化氢所具有的各项腐蚀特征，明确影响因素，尤为关键。本文以某油田井为对象，通过观察实施现场施工作业，从中总结了一套用于防硫化氢的比较实用且高效率的试油地面流程，此外，还对试油管柱口、硫化氢取样、监测、检测等技术进行了相应优化，现对此进行深入探讨[1-3]。

1 防硫化氢前期阶段的各项施工准备

1.1 硫化氢性质分析

硫化氢是一种无色气体，具有可燃烧性，臭鸡蛋味，相对密度为1.18，相对分子量为34.08，燃点为-82.9℃，沸点-60.3℃，容易与水相溶;当温度为20℃时，体积为2.9 的硫化氢气体能够溶如到体积为1的水中。此外，还需要指出的是，硫化氢的剧毒性与氰化物基本相同，而与CO相比较，为其数倍之多。硫化氫首先会对人的呼吸道形成强烈刺激，使人的嗅觉不断钝化，并出现咳嗽症状，然后对神经系统形成持续性刺激，出现头晕症状，平衡感丧失，呼吸越发困难，且心跳异常加速，最终因心脏持续缺氧而引发死亡。此外，硫化氢与水相溶时，能够产生大量弱酸，在腐蚀金属上的具体形式为硫化物应力腐蚀、电化学失重腐蚀等，这些腐蚀形式被统称为氢脆。需要明确的是，氢脆通常会导致井下管柱出现瞬间断落的情况，还易引发仪表爆裂、地面管汇等，破坏井口装置，甚至引发火灾。

硫化氢在具体存在形式上，可以是气体，也可存在于井内液体中。在实际试油作业过程中，井内液体当中所含有的硫化氢伴随各种作业被释放出来，如清洗储液罐、起下作业、洗压井等，对施工人员的人身安全造成了严重威胁。此外，还对油井安全、周围环境造成危害。所以，须对与防硫化氢相匹配的设备、技术进行研究。

1.2 防硫化氢的地面流程

井口选用的是防硫化氢气井采油树（1000型）;而在具体的地面求产上，采用二相分离器（防硫化氢立式），标准工作压力是10MPa，平均每天的气处理量为10×104～20×104m3。此外，所用到的各种弯头、连接管及闸门，都能够防硫化氢;而对于放喷罐而言，选用的是比较环保的储液罐，在罐中储存有碱性液体，主要用作过滤硫化氢气体[4]。

1.3 防硫化氢管柱

需要指出的是，因硫化氢气体存在比较长的电化学失重腐蚀作用时间，所以，通常情况下，无需将其影响考虑在内;在选择管柱时，需要将硫化物、氢脆所存在的应力腐蚀情况考虑在内。针对氢脆而言，从基础层面来分析，在金属基于硫化氢影响与作用下，借助电化学反应，形成氢，向金属内部渗透，使材料不断变脆。如果与腐蚀环境相脱离，那么氢会逸出金属内部，而对于此时的金属而言，韧性会再次恢复。分析硫化氢应力腐蚀，其实际就是在离解硫化氢时，形成大量的HS-，此物质会不断吸附于金属表面，加速阳极的放氢进程，此外，还能与硫化氢分子共同抑制氢原子，减少氢分子合成，还能使氢原子在金属表面不断聚集，促进氢原子向金属内部不断渗透;需要强调的是，如果氢原子突遇空隙、裂缝情况，那么便会快速结合，形成大量的氢分子，受此影响，体积会快速扩大，且压力增大，最终造成管柱破裂。

硫化氢与氢脆应力腐蚀会损害管柱，但需要指出的是，井内管柱并非均需采用具有防硫化氢作用的管柱，可以将下部改为普通油管，而上部则采用防硫化氢管柱。原因如下：将井温90℃当作基本的分界点，如果温度维持在-5～90℃，那么此时的硫化氢无论是在应力腐蚀上，还是在氢脆上，均最严重;如果<-5℃，那么腐蚀情况便会突出;如果>90℃，那么会有过快的氢扩散速度，且逸出于钢材中，有助于减轻硫化氢所对应的应力腐蚀情况。

2 防硫化氢试油工艺技术分析

如果油气井当中含有硫化氢气体，那么在试油期间，或者是改造后的求产阶段，为了避免上部油层套管出现被腐蚀的情况，通常情况下，会选用封隔器（带高温胶筒）实施试油以及进行酸压改造。此外，对于封隔器，将其坐封在油层段上方20～50m处，开展射孔试油酸压施工操作，当取得全部资料之后，利用碱性压井液压井开展后续工作。如此一来，便可以较好地规避上部油层套管接触到硫化氢，为油层套管提供较好保护。

管柱结构主要包含射孔枪、封隔器、RD循环阀、防硫油管、投棒开孔装置和定位短节等。针对此套管柱来讲，可采取地面加液垫方式，从而在油管中形成特定的负压值;还需要指出的是，因封隔器对油套环空进行了相应分隔，这样流体便无法进到油套环中，硫化氢气体也不会对套管造成腐蚀，在此期间，投棒点火，开孔装置被砸开，流体向油管不断流动，求取产能。而对于RD循环阀来讲，能够根据实际需要，设定各种启开压力，在完成测试后，打开RD阀，实施循环压井操作。

3 施工现场防硫化氢的具体措施

组建小组，承包现场所有安全工作，对此井每个施工人员，均开展防H2S应急演练。①将安全用品、设备配备齐全，且确保可用、高效。②在井场设置大门，且在门口位置，派人进行把守与管理，当人员进入，或者车辆进出时，需要登记;针对那些非工作人员，则禁止其进入，井场设置醒目的风标，将疏散集合点指示出来。③将井场划分成各个区域，如危险区、救护区、逃生区、安全区等，且做好标识。④将若干毛巾、一桶苏打水设在压井出口、井口的管线处。⑤在井场，需要根据实际需要，与2条进口管线相连接，这两条出口管线之间的夹角呈90°;此外，无论是出口管线，还是配件设备，均需要防硫。⑥精减井口操作人员，并缩短操作人员的工作时间，通常情况下，井口操作人员连续工作时长需控制在2h内。⑦当起下作业时，需将4套呼吸器设置在井口附近的上风头，并配备专人呼吸器，能够对H2S进行随时性检测，如果经检测，发现有此气体，那么需要即刻报警，而对位于井场上的作业人员，需要佩戴防H2S逃生面罩。⑧当拉响警报之后，整个井场便会进入应急状态，对于那些正在危险区的人员，需戴上呼吸面罩，并尽快向安全集合点撤离，专人负责登记进出井场的人员，清点人数，小组领导进行统一指挥，高质量开展抢险工作;此外，针对抢险工作而言，需要明确各人员职责，从根本上做到：对受伤人员进行抢救安置，清点人数;尽快制订具体方案，做好分工，专人实施;在抢装井口时，抢险人员需要佩戴好呼吸器，同时，启动充气机，为空罐充气;在对井口进行抢装时，指派专人来负责开展其他可能遭受伤害人员的疏散工作，比如当地农民、过往车辆等;当将井口装好之后，需即刻压井，并分离出口，如果能点燃，那么必须将其点燃;还需要檢测液体出口位置处的H2S浓度，如果不能点燃，那么需要进行实时检测，直至没有此气体，并且压井液用量较井筒容积，为其1.5倍，方可停止。

4 硫化氢取样及具体的检测技术

①硫化氢取样技术。需选用专用型的气样钢瓶，标准压力为24MPa，取样人位于上风头;当将取样管线连接好之后，首先打开钢瓶的出口，然后将阀门打开，对瓶内残余气体进行彻底冲洗;如果钢瓶压力过大，需要关闭进气口。②硫化氢含量检测。测定硫化氢气体的方法主要有2种：其一，现场采用耐压为20MPa、容积为200mL的钢瓶取样，然后送至化验室测定，此方法测硫化氢浓度，有比较高的精度，且所得数据也比较准确;其二，在现场直接进行测定，此方法比较快速，但却有较大的误差[5]。

5 结语

本文以某油气井为例，分别从试油管柱、试油工艺、地面流程即检测硫化氢等方面开展防硫化氢操作，从中得知，此技术工艺先进，而且还可靠、安全，可以比较好地测试含硫化氢气体油气井测试，能够为施工改造提供便利，有着不错的实用价值。

参考文献：

[1]侯文波.三级预防在石化企业急性硫化氢中毒防治中的应用[J].健康必读，2013（6）：45-46.

[2]邱金平，张明友，才博，等.超深高温高压含硫化氢气藏高效试油技术新进展[J].钻采工艺，2018（2）：49-50.

[3]崔建军，金昱骏，毛志高，等.彭阳油田地面工艺系统硫化氢防治技术及应用[J].石油化工应用，2010（6）：66-68.

[4]郭鸣，刘兴华，陈光智.塔里木油田含硫试采油井的原油密闭转运技术的应用[J].钻采工艺，2016（5）：62-64.

[5]李加明，黄天朋，金强.雅达瓦兰油田“四高”油气井完井测试工艺技术[J].油气井测试，2019（1）：25-31.