含硫化氢单井生产工艺论文范文

1含硫化氢单井安全生产配套设备及工艺

原油脱硫后需要进行加热、分离、储存、计量、拉运，要实现这些功能必须要有相关的设备及配套的工艺。

1.1多功能存储收集器

1.1.1原理及功能油井多项存储收集器主要由卧式罐体、油气分离装置、加热装置、计量机构等组成，另外还有安全附件、防护设施、装油鹤管等。该设备具有原油加热、油气分离、储油、计量等四大功能，属多功能、模块化设备，具有吊装方便、投产迅速等特点。油井产液经单井管线密闭进入收集器后进行油气分离，分离出来的天然气供收集器加温使用，或进入外输管网外输，或放空烧掉;计量机构直接反映出收集器内液体吨位和产液量的变化，综合计量油井产量;温度计显示收集器内液体的温度变化;密码防盗闸门有效地防止收集器内的原油被盗;需要拉油时，用收集器自存天然气压能装车。

1.1.2设备选型油井多项存储收集器的选型主要考虑容积、加热功率、耗气量、油井产气量等。1)确定容积。根据油井产量情况，单井可安装多座收集器，总的有效容积要确保在12h不拉油的情况下，油井能正常生产。ST-3型收集器有效容积仅为32m3，现场安装时考虑3座并联使用。2)确定加热功率。车89井区单井设计产能70t/d，含水按50%考虑;原油的比热一般为1884～2093J/(kg•℃)，取2000J/(kg•℃)进行计算;水的比热为4200J/(kg•℃);冬季井口油温为10℃，拟升温至40℃。以此数据计算加热功率为285kw，能满足单井原油加热需求。3)油井产气量预测。车89井的气油比按25m3/t，以此数据计算车89井区单井产气量为1750m3/d。该收集器的耗气量为80～100m3/d，单井产气量能保证收集器的耗气量。

1.2单井消防设施

根据《石油天然气工程设计防火规范》(GB50183—2004)，采油井场应设置一定数量的小型移动式灭火器材。由于油井多项储集器也安装在井场上，因此必须对井场的消防进行整体考虑。

1.2.1火灾种类确定灭火器配置场所的火灾种类划分为5类:A类火灾为固体物质火灾;B类火灾为液体火灾或可溶化固体物质火灾;C类火灾为气体火灾;D类火灾为金属火灾:E类火灾为物体带电燃烧的火灾。单井井场为油气生产场所，生产介质为原油和伴生气，因此其火灾种类应属B、C类。

1.2.2危险等级确定根据生产、使用、储存物品的火灾危险性，可燃物数量、火灾蔓延速度、扑救难易程度等因素，灭火器配置场所危险等级分为三级:严重危险级、中危险级、轻危险级。由于安装了多个收集器，车89区块井场属于“火灾危险性较大，可燃物较多，起火后蔓延较迅速，扑救较难的场所”，因此危险等级属中危险级。

1.2.3单元划分与保护面积计算车89区块井场内可能引发火灾的场所为井口及收集器区。井口与收集器区的距离为20m，且在同一水平面内，因此将井口与收集器区作为一个计算单元考虑。井口面积为96m2(8m×12m)，收集器区的面积为309.4m2(23.8m×13m)，因此计算保护面积为405.4m2。

1.2.4计算单元的最小需要配灭火级别车89井区单井计算单元的最小需配灭火级别按照每个灭火器设置点实配灭火器的灭火级别和数量不得小于最小需配灭火级别和数量的计量值的规定，并根据车89井区的实际情况，车89井区单井井场灭火器配置见表1。由于干粉灭火器的使用温度范围为－20～+55℃，车89井区的极端低温为－42.3℃，极端高温为42.1℃(夏季阳光曝晒下远高于此温度)，配置在井场的灭火器必须要有适当的保护措施。考虑到这种情况，专门研制了消防撬［2］(国家实用新型专利，专利号:ZL200820108232.9)。消防撬内除放置灭火器外，还配置消防砂、消防桶、消防斧、消防镐、消防钎等消防用品，该撬最多可放置8个手提式干粉灭火器和4台推车式干粉灭火器。

1.3工艺管线安装与保温

车89区块原油凝固点为12℃，冬季井口出油温度为10℃。冬季长时间停产后，出油管线中的原油将会凝固，出油管线若采用埋地方式进行铺设，一旦凝管将难以处理。因此，最终确定的出油管线安装方式为地面铺设，外用电热带及保温材料进行保温。电热规格35w/m，以100mm的间距缠于管线外壁，外包80mm厚硅酸盐保温毡作保温层。另外，采油树以及收集器的安全阀出口、气相出口、拉油鹤管在寒冷的冬季也容易冻堵。因此，这些部位的流程也用电热带及保温材料进行保温。

1.4油井井场设施与布置

1.4.1井场设施井场主要设备为多项存储收集器、加药撬、变压器等。根据油井产量不同，多项储集器安装2～3个不等。井场安全设施为围栏、消防撬、人体静电释放仪、警示牌、风向标。警示牌有多种，如组合警示牌、进站须知牌、硫化氢防护须知牌、环保宣传牌等。投光灯作为井场辅助设施，一般考虑安装3盏。一盏照向井口，一盏照向加药撬、一盏照向收集器。放空火炬设在井场之外。

1.4.2井场布置井场布局应充分考虑修井作业空间、设备安全距离、原油拉运通道等因素。井场设施布置如图1所示。具体到各单井有所不同，但应充分保证井场大小符合生产要求，并留足安全间距。

1.4.3井场大小考虑小修作业对井场的要求，以井深2000m为例，以井口为中心不小于60m×60m操作空间;考虑原油拉运，预留宽大于5m的拉油走道。基于这两点井场至少为70m×70m。车89井区钻井井场一般大于这个数值。因此，在钻井井场的基础上稍加处理便可建成采油生产井场。

1.4.4设施安全距离1)储集器与井口的距离大于20m;2)加药撬与井口的距离大于20m;3)火炬在井场之外50m。4)人体静电释放仪、消防撬设在入口处。

2含硫化氢单井防治措施研究

车89区块投产时，新疆油田针对单井硫化氢的防治未有可借鉴的经验，因此在开展含硫油井生产工艺研究的同时，也开展了单井硫化氢防治研究，从管理制度入手，保证现场的生产安全。

2.1危险区域的划分单井生产的危险区域为井口、收集器、火炬及它们之间的连接流程。在实施过程中将井场划分一个危险区域，火炬周围(20m×20m)划分为另一个危险区域。两个区域均用围栏进行界定，防止人员误入。

2.2安全警示标志的设立在井场入口处设立多种安全警示牌，如组合警示牌、进站须知牌、硫化氢防护须知牌、环保宣传牌等(见表2)。

2.3安全设施的配置井场安全设施包括围栏、静电释放仪、风向标、消防撬等(见表3)。

2.4硫化氢浓度的监测单井H2S监测点共7处:围栏外、围栏内、井口、拉油点、加药点、储集器火嘴、拉油车罐口。以上监测点每日进行H2S浓度监测，并填写《硫化氢检测记录》。

2.5管理制度的建立除了常规管理制度以外，还针对含硫化氢油井建立特殊的管理制度。如:《车89井区拉油车卸油管理规定》、《车排子作业区硫化氢预防措施》、《含硫化氢井拉油操作》等26项操作卡;以及专门针对外来人员制定的《外来人员管理规定》。

3现场应用

从2006年11月开始首次在现场应用单井除硫生产工艺。近几年，随着车89区块的开发，含硫化氢单井的安全生产工艺和井场防治措施逐步得到优化和推广，截至目前，车89区块共有21口含硫化氢井采用该工艺，产油量在15×104t/a。现场应用效果稳定，未发生过硫化氢中毒事故。有效的保证了现场的安全生产。

4结语

1)根据新疆油田含硫化氢区块的生产特点，确定了一套工艺简单、安全可靠、投产迅速的含硫化氢单井的安全生产工艺，成功试验了单井生产工艺的模块化、撬装化设计，为类似油井地面工程建设提供了一种安全、高效的模式。2)采用单井加药撬装置、单井消防撬装置等一系列自主研发的配套专利产品，最大限度地提高了设备的利用率，保证现场工艺的可靠运行。3)建立了一套含硫化氢油井的井场硫化氢防治特色管理模式，从管理制度入手，保证现场的生产安全，也为类似含硫化氢油井的安全管理提供了参考。

作者：夏玮梁爱国史建英单位：中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司