含硫化氫油氣井的作業施工方法研究

薛榮鑫 晉琨 楊娜 歡歡

摘要：油套管腐蝕以及安全生產問題是含硫化氫油氣井完井工藝設計過程中需要考慮的先決問題，實際的生產過程中，導致硫化氫腐蝕的原因多種多樣，下文含硫化氫油氣井完井工藝設計過程中幾種常見的防腐蝕方法進行具體的介紹。

關鍵詞：含硫化氫;油氣井;作業施工

本文沒有就防硫化氫完井設計的程序進行完整介紹，僅對當前我國含硫化氫油氣井完井工藝設計中常見的幾種防腐蝕方法的特點、在油氣井作業中的實際應用以及部分防腐工藝未來可能的發展趨勢進行了簡單的分析介紹。

一、含硫井施工分級管理規定

1）含硫濃度小于20ppm的作業井，由常規隊伍施工。開工前用氣體檢測儀檢測井內含硫濃度，如該井含硫濃度小于10ppm時可由原施工隊伍施工（按照含硫井施工工藝流程施工）。如該井含硫濃度在10ppm-20ppm時，采取措施后將含硫濃度降至10ppm以下后由原施工隊伍施工（按照含硫井施工工藝流程施工）。

2）含硫濃度20-100ppm之間的作業井由甲級隊伍施工，開工前用氣體檢測儀檢測井內含硫濃度，采取洗井、壓井措施將含硫濃度降至小于10ppm后由甲級隊伍施工（按照含硫井施工工藝流程施工）。

二、含硫井施工工藝流程

1）含硫井開工前，施工隊需將含硫井施工應急預案、風險作業工作票及施工井相應開工資料準備齊全。需對施工人員進行技術交底，告知井內基本情況并開展專項安全培訓后方可開工。

2）施工現場需配備正壓式呼吸器5套（按照《井下作業隊井控檢查考核表》施工現場班組生產操作人員每人配備1套正壓呼吸器）、2臺便攜式氣體檢測儀、1臺固定式氣體檢測儀;配備SFZ18-14閘板控制器1套、8kg滅火器4個、機械通風裝置1套。井場布置安全合理，值班房、工具房等應在盛行季風的上風處，距井口不小于30m。井場內應設置明顯的風向標。設置至少兩條逃生通道，兩條逃生通道呈90°夾角（如井場局限特殊處理），至少一條逃生通道在上風處，保證逃生通道暢通。機械通風裝置應放置在距井口5m內上風處。

3）施工前使用熱水充分洗井，水量不得少于24m3，保證井內循環通道暢通，再用12m3涼水進行替洗，如溢流量較大，可采取鹽水、泥漿壓井等措施，如洗井不通，聯系相關業務部門終止施工。

4）洗井后必須佩戴正壓式呼吸器方可使用氣體檢測儀檢測含硫濃度，若檢測含硫濃度在10ppm以下，可按照正常井施工;若含硫濃度在10-20ppm之間則直接采取涼水洗井、鹽水壓井或泥漿壓井等措施，將含硫濃度控制在10ppm以下后方可開工;若檢測含硫濃度在20-100ppm之間，由具備甲級資質的隊伍施工，采取涼水洗井、鹽水壓井或泥漿壓井等措施，將含硫濃度控制在10ppm以下后方可開工。

5）起原井桿過程中員工應佩戴便攜式氣體檢測儀實時監測含硫氣體濃度，若含硫氣體濃度高于10ppm，立即啟動應急預案，搶裝井口，采取涼水洗井、鹽水壓井或泥漿壓井等措施，將含硫濃度控制在10ppm以下后方可繼續施工。

6）起原井管柱過程中員工應佩戴便攜式氣體檢測儀實時監測含硫氣體濃度，若含硫氣體濃度高于10ppm，立即啟動應急預案，搶裝井口，采取涼水洗井、鹽水壓井或泥漿壓井等措施，將含硫濃度控制在10ppm以下后方可繼續施工，在夜班停止施工時不允許空井筒，必須保證井內至少有50根管柱，方便后續采取控制措施。

7）完井時優化使用防噴工具，選擇空心橋塞、帽型活門、防噴脫節器、防噴洗井器等防噴工具完井，控制井內氣體外溢，方便后續施工。

8）完工后，需在完工總結的備注欄內明確體現該井施工過程中的最高含硫濃度，方便該井再次作業時，作業區在上報方案中體現。

9）整個施工過程，大隊職能部分需做到以下幾點：核實施工前含硫濃度是否準確檢測和及時登記;核實開工前井內循環通道是夠暢通;核實施工現場基礎設備是否配備齊全;核實現場操作人員在施工中是否做到實時監測;核實施工工序是否按照操作指南執行;核實完井后施工總結是否準確及時填寫。

三、含硫化氫油氣井的作業施工方法應用

1使用耐腐蝕材料

油氣井生產的主要設備有井口裝置、井下工具、井下管柱等等，一旦這些設施被硫化氫腐蝕不僅會影響到油氣井的正常生產，還會危害到井下人員的生命安全。因此，油氣井相關裝置安裝過程中必須選擇耐腐蝕材料，盡可能保證井下裝置的使用安全。腐蝕介質不同、腐蝕材料不同，實際的腐蝕程度也會存在一定的差別，因此，選擇裝置材質時需要根據井下底層流體的特性，分析井下的腐蝕環境，對可能會出現的腐蝕類型以及不同材質的腐蝕嚴重程度進行大致的預測。含硫化氫的油氣井主要的腐蝕類型有氫脆、硫化物應力腐蝕破裂兩種，因此防硫化氫需要根據這兩種腐蝕類型選擇合適的金屬材質，目前來說，國內外的大部分含硫化氫油氣田都使用的是低合金鋼及碳素鋼兩種鋼材，其中低合金鋼的硬度值低于22，如果是高合金鋼則不需要受到這一條件的限制。井口裝置、完井工具配套設備以及井下工具可以使用35CrMo、合金鋼等等抗硫材質，油套管可以使用抗二氧化碳以及硫化氫腐蝕的材質，為了盡可能保證井口的安全，減緩硫化氫腐蝕速度，實際的工藝過程中多使用封閉器完井。

2電化學防腐

電化學防腐是防金屬腐蝕的重要方法，主要有陰極保護和陽極保護兩種方法。目前來說陽極保護的防腐方法在油氣田中應用相對較少，陰極保護使用較多，比如油氣井中套管柱防腐。

3涂層防腐

為了保證涂層防腐效果良好，涂層材料在金屬表面應該具有較好的粘附力，擁有一定的機械強度，耐沖刷、耐磨、耐撞擊、耐酸、耐堿、耐高溫。油氣井作業環境比較復雜，這在很大程度上限制了防腐涂層的使用。

4緩蝕劑保護

緩蝕劑體系十分復雜，對以往的研究工作進行分析可以看出大多數研究人員的工作都集中在使用表面分析以及電化學防腐探究緩蝕劑結構參數與其性能的關系，很少有人使用量子化學的方法分析計算材料與緩蝕劑之間的相互作用，如果將這三種方法進行結合，腐蝕控制機理模型的建立將更加完善。

結論

如果在含硫化氫油氣井實施該方法，在保證施工人員操作安全的前提下，不僅施工操作有序進行，還可以大幅度的提升了施工實效。

參考文獻：

[1]何禮鵬。淺談油氣田井下作業技術[J].工程技術，2016（9）

[2]姜旭。高含硫油氣田鉆井作業HSE管理體系[J].承德石油高等專科學校學報，2010（02）。