国外高含硫天然气开发技术调研
昔鉴国外经验健全含硫天然气开发的技术法规和行业标准体系
了 酸性 天 然 气 生 产 的钻 井 采 气 集 输 净 化 等 主 要
生 产环 节 初 步形 成 了系列
，
SY厂 r
T SY ／
6 6 10 2 0 0 5
—
。
但是 这 些 标 准都不 是
，
6277
， ，
为 减 少 生 产 安 全 事 故 的发 生 起 到重 要 的作 用
，
。
保 地 开 发 在 天 然 气 中 占有 重 要 比 重 的 含 硫 天 然 气
、
为 了解 决 我 国安 全 生 产标 准覆 盖 面 不 够
、
关键
’
国 内正 在 积 极 快 速 地 建 立 健 全 高 含 硫 天 然 气 开 发 的法 规 和标准
m e
tho
ds
a n
d
s
y s te
hic h
e n
c a n
b e le h ig h
a r n
e
d fr o
r o u s
m
．
An d
tu r a the
n a
th e
s
th e
ly s is fo
w
c u s e s
o n
a
p p lic
p
u
tio n
f A d
．
Q
a
d S Y in d u
w o r
ds
s o u r
tu
r a
l ga
s
；s
lf u
r o u s
n a
国内外相关标准对我国高含硫气田钻完井的适应性研究
开钻前 ， 所有现场人员必须重新 审查 、 论现场安 全 ， 讨 相关
调研 了加 拿大含硫 气井 相关标 准 ｌ ７项 、 国相关标 美
准 ｌ ５项 ，其 中 与高 含硫气 井钻 完 井密 切相 关 的标 准 见
表 １ 。
文件必须保 留在井场 ， 并且详细规 定了审查的 内容 。 此外 ， ＩＰ 还 对钻 井超酸 性气 体带 前应 配备安 全监 督 的数量 、 Ｒ１
周延 军
窦玉玲
（ 国石化胜利石油管理局钻 井工艺研究院 ， 东东营 ２ ７ １ 中 山 ５ ０ ７）
摘
应性 。
要 ： 过 对 国 内外 含 硫 气 井 钻 完 井 相 关标 准 的调 通
２ 适 应 性 分 析
研， 分析 了国 内外 相 关 标 准 对我 国 高含 硫 气 田 钻 完井 的适 关键词 ： 高含 硫 气 田 ； 完井 ； 准 ； 应 性 分 析 钻 标 适
东北地处 山区 ， 气层总体埋深较 深（ ０ ～ ０ Ｉ， ３ ０ ７０ ０Ｉ）压力一 ０ Ｔ
般高 于 ４ ａ 二 者 地理 、 质环 境 相 差较 大 ， ５ＭＰ 。 地 因此 Ｉ Ｐ Ｒ １的 很 多规 定 并不 适 用 于 川 东北 地 区 。但 是 ， 方 面的 规定 国 有些
气 田的安全开发起到 了积 极的推进和保障作用 。 国已制 我
（ 东） 井工程 专业 ， 华 钻 现主要从 事钻 井工程设计及研 究
工作 。
｝基 金 项 目 ： 家 科 技 支撑 计 划 项 目（ ０）ＢＡＢ３ Ｂ０ 国 ２（ ８ ７ ６）
量有关 高含硫气 田安全钻探 的企业标 准。
ｏ ２０ 第 ｏ 第２ ０年 １ １ １ 卷 期
借鉴国外经验健全含硫天然气开发的技术法规和行业标准体系
为了适应我国天然气工业的高速发展，安全环保地开发在天然气中占有重要比重的含硫天然气，国内正在积极、快速地建立健全高含硫天然气开发的法规和标准。
在这一方面，借鉴国外同类法规和标准的经验正当其时。
本文将就相关法规、标准的各自范围和归属以及可以借鉴的国外做法和体系谈一些看法，并推荐一批国外法规和标准供下一步采标和制修订标准时参考。
国内现状由于含硫化氢天然气（酸性气田）在开发和利用过程中存在潜在的危险性，2005年，国家发改委批准发布了一批直接针对含硫天然气田开发作业的SY行业标准。
加上已有的SY/T标准，已经初步覆盖了酸性天然气生产的钻井、采气、集输、净化等主要生产环节，初步形成了系列。
但是这些标准都不是以强制性标准的方式出现的，基本上是从API标准（推荐做法）修改采用转化过来的，它的前身本身就是一种面向从事天然气开发行业的公司而推荐采用的、规范和约束作业行为的文件，实质上是一种选择性的标准，并非严格意义上的技术法规。
针对石油天然气工业风险性较高、但缺乏系统性安全技术规程的现状，国家安全生产监管总局与英国劳氏船级社组织开展石油天然气开采安全标准体系的研究，并制定了AQ“石油天然气安全规程”。
该规程的出台对规范石油天然气企业的安全生产行为，减少生产安全事故的发生起到重要的作用。
为了解决我国安全生产标准覆盖面不够、关键技术标准缺失、国际接轨力度不够等问题,一批针对性很强的，适用于酸性天然气开发的AQ和SY标准已经初审完成并即将颁布，这将是2005年以来的又一次重要的里程碑，标志着公众安全标准体系框架的初步形成（见表1）。
借鉴国外经验健全含硫天然气开发的技术法规和行业标准体系原青民罗勤中国石油西南油气田公司天然气研究院（四川成都610213）摘要阐述了国内外高含硫天然气开发相关的技术法规、标准的范围和归属，介绍了可以借鉴的国外做法和体系，重点分析了目前国内AQ和SY两个行业标准体系在高含硫天然气开发方面的做法，提出了意见，并推荐了一批加拿大EUB法规和IRP 标准，供下一步采标和制修订标准时参考。
高含硫气田开发现状及面临的挑战
然 气行业 指导 单位 承担 完成 了我 国首座 高含硫 整装 气 田罗家 寨气 田的开发设 计 。为 了安 全环保 地 进行 高 含硫气 田开 发 ， 国石 油 及 西 南油 气 田分 公 司 安 中 排 开展 了一系 列 的高含硫 科研 项 目和 标准体 系 的建 立， 取得 了大量 的成 果 和 新认 识 并 应 用 于工 程 设 计 建设 中 ； 国外 公 司对 设 计 进行 了咨 询 、 Ａ Ｏ 请 Ｈ Ｚ Ｐ评 估 。针对 高含硫 气 田在 钻探 工 作 中出现 的 新 问题 ，
后建 成 了一 些 高 含 硫 天 然 气 的单 项 工 程 和 试 验装 置 ， 性 的峰 ４ 峰 １ 代表 、 ５高含 硫 单 井站 和天东 ５—１ 井试验 装置 都在 高含 硫 气 田集输 工 艺 、 备 材 料选 设 择、 防腐 工 艺等方 面进行 了试 验 和验 证 。
中国石 油工程 设计 有 限公司西 南分公 司作 为天
１３ ２ 主体装 置基础设 计情 况 ．．
边云燕 ， 向 波 ， 磊 ， 彭 郭成 华
（ 中国石油工程设计有限公司西南分公司 ， 四川 成都 ６ ０ １ ） １０ ７
摘 要： 结合 我 国第一座 高含硫 整装 气 田—— 罗 家寨 气 田在 长 达 ５年 时 间里 所 开展 完成 的
设计 、 科研 、 估 等工作 情况 ， 川渝 地 区高含硫 气 田开发现 状进行 了回顾和 总 结 ， 气田开发 评 对 对
维普资讯
４
天
然 气 与 石 油
２Ｈ 年 ０７ Ｄ
关 气藏 总体 开 发方 案 》 《 家寨 气 田飞 仙 关 气 藏 和 罗 试采方案 》 。
１２ 罗家寨气 田 内部 集输 工程的设 计概 况 ． １２ １ 罗家寨 气 田内部 集输 工程 简介 ． ． 罗 家寨气 田 Ｈ Ｓ含 量 ９ ５ ～１ ． ％ ， Ｏ ．％ ５ Ｃ ：含 １ 量 ７ ～ ％ ， 料气 生产 能力 为 ６ ０×１ ｄ 新 ％ ８ 原 ０ ０ ｍ／ ，
高含硫气藏安全高效开发技术
高含硫气藏安全高效开发技术高含硫气藏是指含硫化合物含量较高的天然气储层。
由于其含硫化合物具有毒性和腐蚀性，对环境和设备产生严重影响，因此高含硫气藏的安全高效开发技术显得尤为重要。
本文将从以下几个方面进行讨论。
高含硫气藏的安全开发需要采取有效的防控措施。
在钻井与完井阶段，应加强井筒表面防腐措施，以防止硫化物对井筒设备的腐蚀。
同时，在施工过程中要严格控制井筒温度和压力，避免硫化物的析出和聚集，以减少安全隐患。
高含硫气藏的高效开发需要合理设计生产工艺。
在生产过程中，可以采用注入酸性物质的方法来降低含硫气体的硫含量，从而减少对设备的腐蚀。
此外，可以通过合理调整生产参数，如降低生产压力、适当增加井底流体速度等，来提高产量和气体品质。
高含硫气藏的安全高效开发还需要进行有效的气体处理和储存。
对于含硫气体，可以采用物理吸附、化学吸附、催化氧化等方法进行脱硫处理，以降低气体中硫化物的含量。
同时，还可以使用合适的储气设备，如气体储罐、储气库等，对气体进行储存，以保证气体的安全性和稳定性。
高含硫气藏的安全开发还需要加强对人员的培训和管理。
工作人员应具备丰富的专业知识和技能，能够熟练操作设备、判断和应对突发情况。
同时，应制定相应的安全操作规程和应急预案，并定期进行演练和培训，提高应对突发情况的能力。
高含硫气藏的安全高效开发技术涉及到多个方面的问题，需要综合考虑各种因素，并采取相应的措施进行防控。
只有在科学、规范的操作下，才能确保高含硫气藏的安全开发，实现资源的高效利用。
这对于保障能源供应、推动经济发展具有重要意义。
因此，我们应加大研究力度，不断探索适应高含硫气藏开发的新技术，为能源产业的可持续发展做出贡献。
国外高含硫气藏开发经验与启示
第２６卷第１２期天然气工业国外高含硫气藏开发经验与启示杜志敏（“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学）杜志敏．国外高含硫气藏开发经验与启示．天然气工业，２００６，２６（１２）：３５—３７．摘要比较常规气藏而言，高含硫气藏的开发存在很大难度和挑战性。
目前国内尚无一套指导高含硫气藏合理开采的开发标准，也没有形成系统开发高含硫气藏实践经验，为此分析了国外典型高含硫气藏开发成功经验，指出了国内高含硫气藏开发的技术关键和面临的技术难点，总结出了目前完成国家自然科学基金研究的进展，并提出目前急需开展的研究工作。
即：①高含硫气藏多尺度储层评价研究；②Ｈｚｓ及天然气混合物赋存状态及成因研究；③Ｈ。
ｓ、ｃｏｚ、Ｈｚ０、天然气共存系统流体相态理论及实验研究；④高含硫碳酸盐岩气藏非线性渗流理论及应用基础研究；⑤储层综合伤害数学模型（应力敏感、硫沉积、水合物）及防治应用基础研究；⑥Ｈ。
Ｓ、Ｃ（）ｚ腐蚀机理及防腐技术研究；⑦储层增产改造机理和改造技术研究；⑧井漏机理及堵漏应用基础研究工艺。
主题词气藏开发硫化氢二氧化碳腐蚀研究防腐技术一、引言高含硫气藏在全球范围分布广泛，美国得克萨斯州ＭｕｒｒａｙＦｒａｎｋｌｉｎ气田、密西西比州Ｂｌａｃｋ／Ｊｏ—ｓｅｐｈｉｎｅ气田、Ｃｏｘ气田以及加拿大阿尔伯达省Ｂｅｎｔｚ／Ｂｅａｒｂｅｒｒｙ气田、ＰａｎｔｈｅｒＲｉｖｅｒ气田以及我国渤海湾盆地赵兰庄气田、胜利油田罗家气田和四川盆地渡口河气田飞仙关组气藏、罗家寨气田飞仙关组气藏、普光气田飞仙关组气藏、铁山坡气田飞仙关组气藏、龙门气田飞仙关组气藏、高峰场气田飞仙关组气藏、中坝气田雷口坡组气藏和卧龙河气田嘉陵江组气藏同等，这些气藏的储层都是高含硫［１］，气藏普遍存在以下特点：①Ｈ。
Ｓ含量高、平面与纵向上分布不均；②纵向上产层多、储层非均质强；③储集类型多为裂缝一孔隙型（孔、缝、洞），储集空间复杂；④平面与纵向上产能差异大；⑤复杂相态特征及存在相变；⑥地面、井筒及地层存在硫沉积、水合物气井堵塞现象；⑦Ｈ。
高含硫天然气集输与处理技术研究
高含硫天然气集输与处理技术研究摘要：中国的高含硫气藏储层主要以海相碳酸盐岩储层为主，具有埋藏深、地质条件复杂、高温高压、高含 H2S、高含 CO2等特点。
中国高含硫天然气产量约占现已探明天然气产量的30％，成为天然气产能的中坚力量。
针对高碳硫比、含有机硫天然气的净化，形成以醇胺法脱硫脱碳、砜胺法脱硫脱硫醇、活化 N-甲基二乙醇胺（MDEA）法脱碳为主的特色技术，研发出具有自主知识产权的中国石油硫磺（China Petroleum Sulfur，CPS）回收工艺，降低了催化剂的反应温度，保证了催化剂再生温度的稳定，降低了单质硫分压，硫磺回收率超过99.4％，满足了大型、中型、小型（单线规模 10～800 t/d）不同系列硫磺回收需求，实现了中高含硫气田天然气净化技术的全面国产化。
关键词：天然气；高效能源；高含硫；资源供需天然气作为一种清洁高效能源，在世界各地得到迅速开发利用，逐渐成为全球主要能源之一。
进入21 世纪，中国天然气开采步入快速发展期，形成了以川渝产气区、鄂尔多斯产气区、青海产气区、新疆产气区为主的 4 大产气区，2020 年全国天然气产量达到1 925×108 m3。
其中川渝产气区天然气H2S 的体积分数普遍高于 5％，属于高含硫天然气。
中国高含硫天然气产量约占现已探明天然气产量的30％，成为天然气产能的中坚力量。
随着普光、元坝等高含硫气田建成投产，中国已形成一套完整、安全的地面集输与处理技术。
在国家工程“川气东送”建成投产后，高含硫天然气经集输处理达标，可为江苏、浙江、上海等沿线城市及终端用户提供充足气源，对缓解西部与东中部地区能源资源供需矛盾具有重大的现实意义。
1中国高含硫气藏开发概况中国的高含硫气藏储层主要以海相碳酸盐岩储层为主，具有埋藏深、地质条件复杂、高温高压、高含 H2S、高含 CO2等特点。
在开发初期，缺乏成熟的集输和处理技术，安全生产和应急处置面临一系列难题：①由于天然气中 H2S（有剧毒）含量高且开采压力高，致使开采风险大；②气田集输系统具有点多线长、高差大、建设难度大等特点；③含硫天然气净化处理工艺无成熟工艺包可用，关键脱硫药剂依赖进口；④高含硫天然气管道建设缺少管材选择、腐蚀控制与监测等方面的针对性技术，难以应对高含硫天然气强腐蚀性特点；⑤高含硫天然气泄漏监测技术不成熟；⑥高含硫气藏所在地具有地形复杂、人口密集的特点，使得应急处置、紧急疏散等工作的开展难度较大；⑦高含硫气藏的集输系统、净化系统、外输系统之间管容量小，缓冲余地小，生产控制相对独立，增加了联锁控制难度。
高含硫天然气净化技术现状及研究方向
化工能源化 工 设 计 通 讯Chemical EnergyChemical Engineering Design Communications·199·第45卷第4期2019年4月1 高含硫天然气净化技术现状为了有效脱除天然气中的硫化氢和碳化物，国外很多国家都采用物理化学溶剂法，主要包括Sulfinol 法和Flex-sorb PS 法等。
如果这些成分的浓度过高，在进行净化处理过程中，需要采用DEA 法和MDEA 法。
为了有效提高对硫化氢的处理效率，在国外通常采用的是组合脱硫和脱碳技术。
硫磺回收技术。
在对天然气进行脱硫处理后，其中硫化氢的含量会极大降低。
含硫的天然气经过脱硫处理后，其酸气中往往会包含50%~80%的硫化氢，如果采用三级克劳斯硫磺回收装置，可以将对硫化氢的回收率提高到98%左右，各种回收副产品的量也非常少，通过与水解技术的结合，能够进一步降低其中硫的损失量。
如果天然气中的含硫量过高，在经过脱硫处理后，其中硫化氢的浓度往往较低，经常不足40%，再经过克劳斯硫磺装置的回收后，净化率依然不是很高，一般的水解技术也无法得到较好的应用效果。
2 技术研究方向脱硫脱碳技术的研究。
随着科学技术的高速发展，高含硫天然气脱硫技术也得到了飞速的发展，其中应用比较广泛的有物理溶剂法和空间位阻胺，其具体情况如下：由于硫化氢、二氧化碳、甲烷在溶解剂中的差异往往较大，物理溶剂法是利用这些物质性质的不同进行净化分离。
由于酸性气体和化学溶剂的反应热要大于其在物理溶剂中的溶解热，因此对溶剂的消耗量更少。
通过采用物理溶剂法，可以将碳化物和硫化氢同时进行脱除。
但该方法在酸度较高天然气净化中的应用还比较少，需要进一步加大在该方面的研究。
空间位阻胺-物理溶剂法是利用各种硫化氢中硫含量的不同，从而有针对性选择位阻胺、位阻胺与MDEA 联合等，其最大的优势在于再生性区别较大，腐蚀性和发泡性能也有较大的差异。
对硫磺回收技术的研究。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
含硫气藏开发专题四国外高含硫天然气开发技术调研1—1—1摘要在高含硫气田的开采过程中会遇到比一般气田开发更多和更复杂的问题，由于 H2S 和CO2具有十分强的腐蚀性，而且H2S还具有极大的危险性，在完井、开采、集输及净化处理过程中对井下、集输和净化处理设备会造成严重腐蚀，所以在整个开发过程都需采用一些特殊的防范措施。
本专题针对渡口河、铁山坡、罗家寨气田的情况，分四个部分进行了调研：国外高含硫天然气田的完井投产：完井投产主要从以下几方面进行了调研：完井方式、完井方法的选择和完井液的选择，金属对金属密封技术在完井管柱中的应用，高含硫气井的完井管柱结构，高含硫深井的油、套管的应力设计，高含硫深井的生产油管选择，完井装备的选择，完井投产中的防腐技术等。
国外高含硫天然气田的开采：主要从井下防腐和防硫堵两方面进行了调研：国外高含硫气田井下采取的防腐措施（选用抗H2S和CO2腐蚀的材料除外），包括缓蚀剂、缓蚀剂的加注方法、腐蚀监测及监测方法；防硫沉积方面的调研包括元素硫的溶解性、硫沉积的形成；除硫措施：硫溶剂、硫溶剂的再生方法及工艺。
国外高含硫天然气田的集输：从如下方面进行了调研：集输工艺：集气方式及管网分布、集气工艺流程、集气工艺技术和设备、集气系统主要工艺参数；集输系统的腐蚀：缓蚀处理和缓蚀剂、腐蚀系统的确定、缓蚀处理和工艺；腐蚀监测：腐蚀监测的作用和方法、腐蚀监测工程分析；集输系统抗腐蚀金属材料；国外典型高含硫气田的集输系统。
国外高含硫天然气的净化：从如下方面进行了调研：世界主要国家高含硫天然气净化处理情况（包括脱硫、硫回收所采用的工艺及处理能力等），一些典型高含硫气田净化厂的工艺技术和生产运行状况，以及这些高含硫净化工艺的应用及技术进展情况等。
通过对上述方面的调研，认为从技术上和经济上开发渡口河、铁山坡、罗家寨气田是可行的，但是需从国外引进部分技术、设备和材料等。
1—1—2目录1 国外高含硫气田的分布情况…………………………………………（1—2）2 国外高含硫气井的完井投产…………………………………………（1—2）2.1 完井方法的选择······························································（1—2）2.1.1 完井液的选择 ······························································（1—2）2.1.2 金属对金属密封技术的应用 ············································（1—4）2.2 完井管柱结构·································································（1—4）2.2.1 油、套管的应力设计 ·····················································（1—4）2.2.2 生产油管的选择 ···························································（1—4）2.3 完井装备的选择······························································（1—5）2.3.1 完井的井下工具及其配套设备 ·········································（1—5）2.3.2 井口装置·····································································（1—6）2.4 含硫气井完井的主要经验教训及关键技术 ····························（1—6）2.4.1 主要经验教训……………………………………………………… (1—6).3 高含硫气田的开采（井下腐蚀与防腐及防硫沉积）………………（1—9）3.1 采取的防腐措施·····························································（1—10）3.1.1 材料··········································································（1—10）3.1.2 采用的缓蚀剂 ·····························································（1—10）3.1.3 缓蚀剂注入方法 ··························································（1—10）3.1.4 腐蚀监测····································································（1—11）3.1.5 国内含H2S和CO2气井防腐蚀缓蚀剂及其加注方法 ··············（1—11）3.2 气田硫沉积及解决对策····················································（1—12）3.2.1 元素硫的溶解性及硫沉积的形成 ·····································（1—13）3.2.2 采取的除硫措施 ··························································（1—13）4 高含硫气田的集输……………………………………………………（1—14）4.1 集输工艺······································································（1—14）4.1.1 集气方式及管网分布 ····················································（1—14）4.1.2 集气工艺流程 ·····························································（1—14）4.1.3 集气工艺技术和设备 ····················································（1—15）4.1.4 集输系统主要工艺参数 ·················································（1—15）4.2 集输系统的腐蚀·····························································（1—16）4.3 缓蚀处理和缓蚀剂··························································（1—16）4.3.1 腐蚀系统的确定 ··························································（1—16）4.3.2 缓蚀处理和工艺 ··························································（1—16）4.4 腐蚀监测······································································（1—17）4.5 集输系统抗腐蚀金属材料·················································（1—17）1—i4.6 典型气田的集输系统·······················································（1—17）4.6.1 法国拉克气田 ·····························································（1—17）4.6.2 Shell加拿大公司酸气田··················································（1—18）4.6.3 British 哥伦比亚的Grizzly valley 集输系统·························（1—18）4.6.4 加拿大East crossfield D-1气田集输系统 ·····························（1—18）4.6.5 Cave Creek Deep和Yellow Creek Deep气田集输系统 ··············（1—18）5 高含硫天然气的净化处理……………………………………………（1—19）6 认识与建议……………………………………………………………（1—21）6.1 完井投产······································································（1—21）6.2 开采············································································（1—22）6.2.1 调研结论····································································（1—22）6.2.2 硫沉积、硫溶剂及其再生工艺 ········································（1—23）6.2.3 建议··········································································（1—23）6.3 集输············································································（1—24）6.3.1 高含硫气田的集输系统 ·················································（1—25）6.3.2 国外高含硫气田集气方式 ··············································（1—25）6.3.3 国外高含硫气田的输气方式 ···········································（1—25）6.3.4 清管除垢、防硫沉积 ····················································（1—25）6.3.5 水合物防止工艺技术 ····················································（1—25）6.3.3 腐蚀控制····································································（1—26）6.3.4 建议··········································································（1—27）6.4. 净化处理 ·····································································（1—28）6.4.1 结论··········································································（1—28）6.4.2 建议··········································································（1—30）1—ii川东高含硫气田开发工艺技术研究目前世界上已发现的高含硫气藏虽为数不多，但其储量却不可忽略，尤其是在一次性能源越来越少的情况下，开发利用这部分开采难度较大的资源具有十分重要的现实意义，而且回收的硫磺是一种用途广泛的化工原料。