含硫油气井测试作业风险控制方法分析

乔宇 侯金龙 张昊

摘 要：含硫油井测试工序相对于其他油井而言，其风险较大，因此做好各项风险防控措施，确保油井地层测试工作的顺利开展具有十分重要的意义。本文对含硫油井的风险性进行了简要分析，并从制度和施工工艺两方面分析了测试作业风险控制的方法。

关键词：硫化氢；地层测试；风险控制

1 概述

地层测试是发现和评价油田的重要途径，安全、系统的开展测试作业，可为油田的顺利开发提供可靠的数据参考。含硫油气井是处于深部的复杂油气藏资源，其埋藏条件较为特殊，一般具有高温、高压、高腐蚀的特点，开展地层测试时，工艺难度大，作业风险高，任何一个环节上出现问题，都可能引发工程安全事故，给油田工作人员的生命财产和周围环境造成极大威胁。

2 含硫油井测试作业风险分析

2.1 硫化物性质分析 含硫油气井中硫化物主要为硫化氢（H2S），典型物理性质可见表1所示。

表1 H2S主要物理性质

[分类＼&密度＼&熔点（℃）＼&沸点（℃）＼&自燃点（℃）＼&溶解性＼&物性＼&>空气＼&-82.9＼&-60.2＼&260＼&水、醇、石油等＼&]

除表1中物理性质外，H2S还具有较为活泼的化学性质，如与空气混合，浓度高于4.3%和低于46%时，容易发生爆炸；可燃，燃烧产物二氧化硫（SO2）有剧毒；具有一定的酸性和腐蚀性，对测试设备和工具的耐腐性要求较高。

2.2 硫化物危害性分析

首先，硫化氢对设备的危害。硫化氢溶于水可电离出氢离子，对金属具有较强的腐蚀作用。腐蚀形式有多种，主要以氢脆破坏为主。井下管柱、地面管汇、仪表和井口装置很容易在氢脆破坏作用下发生突然断落或爆破事故，导致井口装置无法正常作业；严重时还可能引发井喷失控或者重大火灾事故。另外，地面设备、井下工具一般以橡胶、石棉和浸油石墨为密封器件。橡胶材料对H2S的耐腐性较差，密封件使用一段时间后会发生鼓泡、长大，进而失去弹性，影响配件的密封效果；石棉绳和浸油石墨上的油会发生溶解，导致配件密封性减弱。其次，硫化氢对人的危害。硫化氢作为一种剧毒物质，对人体的损害是非常明显的，其毒性是一氧化碳的5-6倍，与氰化氢的毒性接近。它能刺激人的神经，对粘膜也有一定的刺激作用。即便是低浓度的硫化氢，也能对人的呼吸道和眼睛粘膜造成剧烈的刺激；浓度越高，对人体的损害越大，进而会表现出中枢神经系统紊乱和窒息症状。

3 测试作业风险控制方法

3.1 制度方面风险控制措施 含硫油气井测试作业前应做好各项风险控制预案，制定完备的风险管理制度和施工工艺，严格按照既定的工艺进行施工组织安排。其安全管理制度内应包含以下内容：设置风险警告或明显信号；科学编组，至少保证2人以上完成作业；根据具体的作业环境配置相应的H2S监测装置，配置专人负责管理和维护；禁止无关人员随意进入、进出测试区域；制定设备检测和维护制度，对油嘴管汇、蒸汽换热器、分离器的阀门可控制器进行定期检测，发现泄漏隐患，及时消除；在进行放样、换孔板等作业时，要站在上风位置；若遇突发事件需要进行人员救助时，施救人员应佩戴好安全装备；关键操作，如首次打开测试工具，应尽量安排在白天进行；安全工程师有权确定测试时间，以消除风速、风向对测试作业的影响；检查通讯设备，作业人员要随身保留应急电话；建立完善的应急响应程序，至少设置两条不同风向的逃生路线；当风速低于1m/s、浓度高于100ppm或出现其他紧急状况时，应立即采取关井措施。

3.2 测试作业过程中应采取的风险控制措施

首先，设备安装与调试应注意的事项。测试前，根据指定的摆放图和流程图安装设备，按照相关的技术规范连接设备和管线；在高压流程端管线弯头处，用钢丝绳或铁链将需要固定的部件进行锚固；油嘴管汇上游的法兰连接管线和弯头应使用工作压力为70MPa的型号；用不同颜色标记流程中的工作压力等级；试压时用明显警示带围拢测试区域，按由低到高的顺序逐级试验；若在试压时发现泄漏，应先泄压然后再进行故障修复；检查各仪表设备的接地情况；做好工作场地的清洁工作，部分设备应做好各项防爆措施。其次，测试作业注意事项。开井前，作业人员和测试人员应对其进行安全检测，确保安全阀功能处于可控状态；在未知地层流体返回地面前，作业人员应全程佩戴呼吸器；测试时，根据地层特性和产能选择合适的油嘴，初期使用可调节油嘴，确保硫化氢完全燃烧；流动初期，每个10min做一次浓度监测；当流体流动状况和含水量稳定后，执行稳定流动求产程序，采集相关数据，计算油田产能；记录完求产数据后，根据指令关闭油井，恢复压力。最后，流体处理过程中应注意的事项。测试时，经分离器和密闭罐出来的燃气将直接进入到燃烧器燃烧；而从井内和分离器出来的液体则流向密闭罐和燃烧器。在对进入密闭罐的流体进行处理时，装油操作人员应佩戴呼吸器完成输油操作；通过密闭罐看窗或流量计监测储油罐内流体量，防止溢出；当流体达到储油罐容积的2/3时，操作员应佩戴呼吸器爬上储油罐进行液位监测。流体进入到燃烧器燃烧时，操作人员应做好燃烧情况的监测工作，观察风向，发现风向发生变化，立即更换燃烧器；由于硫化氢燃烧产物为二氧化硫，同样属于剧毒物质，因此在燃烧过程中还应安装二氧化硫浓度监测设备；风力不够或无风时，硫化氢容易聚集在阀门、法兰、接头处部位，因此需要在以上部位安装硫化氢检测仪。

4 结语

含硫油气井中的硫化氢具有酸性和腐蚀性，对测试作业的井下工具和地面设备具有很强的腐蚀作用，从而破坏金属类、橡胶类、石棉类材质的设备部件的密封性，产生泄漏问题。在测试过程中，一旦发生泄漏问题，不仅会给整个工程造成严重影响，还会对人的生命健康造成极为恶劣的影响，因此做好风险控制，确保测试工作的顺利进行十分重要。在风险控制方面，除从安全管理制度建设方面入手外，还应加大安全管理制度的执行力度，使各项安全措施真正落实到测试工作的各个环节，确保测试设备和人员的安全。

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