含硫化氢油气井井下作业推荐作法6610-2005 - 图文(5)

2019-04-09 21:24

SY/T6610-2005 含硫化氢油气井井下作业推荐作法

在考虑有限现场的安全问题方面宜充分考虑到人员和设备摆放引起的限制因素(见第13章)。 9材料和设备 9.1概述

许多材料一旦暴露于含硫化氢环境中,会产生突然脆裂失效〔通常称为硫化物应力开裂(SSC)〕。抗硫化物应力开裂的特殊材料,其敏感性随强度和拉应力(残余应力或外加应力)的增加而增加。材料硬度常用于间接判断其强度的高低,有时作为一个参考性限制参数。硫化物应力开裂(SSC)环境中所用修井设备和开采设备一旦出现硫化物应力开裂失效,会导致硫化氢无控释放。因此这些设备应采用抗硫化物应力开裂材料(见9.2)。 9.2材料选择

有关可用于硫化氢作业环境的金属材料及宜使用这些金属材料的条件,见NACE(美国腐蚀工程师协会)MR 0175。选择抗硫化氢材料时,宜参照该标准的最新版本。NACE MR 0175中的条款被视为最低标准,使用者可根据需要选择更高标准的技术规范。NACE MR 0175材料要求中只针对抗硫化物应力开裂。在设备设计和操作中宜考虑其他腐蚀作业和失效机理(如点蚀、氢致开裂和氯化物开裂)。除硫化物应力开裂(SSC)以外的机械失效控制,宜采取注化学缓蚀剂、材料选择和环境控制等手段实现(见NACE MR 0175,Part 1.1)。附录F引用了NACE MR 0175-1994版的部分内容,包括酸性环境定义,确定何种条件下宜采用抗硫化物应力开裂材料的图表。采用本标准时,宜查阅NACE MR 0175的最新版本,以确认关于酸性环境定义指标的修改。

根据作业环境,用户可决定是否依据NACE MR 0175有关规定选择硫化氢环境所用设备材料。厂商宜严格执行质量保证程序,对原始出厂产品和后期改装的产品实施质量保证。

NACE MR 0175中未作规定的材料,如果经用户或厂商通过公认可接受的评定程序检验后合格,具有抗硫化氢特性,同样可以使用。用户和厂商之间可签订书面协议。公认可接受的评定程序,是指采用实验室评定程序或采用在实际或模拟使用环境条件下完成的能证明某材料性能与NACE MR 0175中类似材料相当或更优的评定程序。材料的适用性应有适当资料文件作支撑,包括材质、加工和评定程序等的全面描述。关于该材料的实验室、现场或其他条件下的测试结果或使用性能宜有书面记录。该材料对指定环境适应性的整套支撑性资料文件宜由用户和厂商任何一方或者双方保留。材料的使用应符合适用的有关规范。

用作设备不同部位密封件的非金属材、弹性材料或类似橡胶的材料,应能承受该部件或装置规定的工作压力、温度和硫化氢环境。宜考虑井内流体中的化学元素或其他情况可能会对密封件造成损害。选择硫化氢环境中所用弹性密封件时宜咨询设备制造商。 9.3硫化物应力开裂(SSC)的控制

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作业机、特殊作业设备和油气井装置的硫化物应力开裂现象可采取以下措施加以控制: a)采用NACE MR 0175规定的材料、加工方法和步骤。 b)采用9.2所述公认评定和检验程序。 c)隔离敏感元件,使其不接触硫化氢环境。

d)保持修井液静水压头或液体密度以减少地层流体侵入,下列措施也有助于控制修井作业环境。 1)使用化学除硫剂。

2)保持酸碱度(pH值)大于或等于9,中和井筒内的硫化氢。材料对硫化物应力开裂的敏感度随pH值降低而增加。如果pH值始终大于9,就可大大减少这一现象。宜小心保持pH值,避免修井液中硫化氢释放的可逆作用。

3)在水基修井液中使用除硫剂和碱度控制硫化氢,宜采用能分别测量除硫剂残余浓度或pH值的适当现场仪器进行实时监测。

4)使用的油基修井液(在高压、高含硫化氢井中,这显得尤其重要)。 9.4设备选择和安装

作业机、特殊作业设备和油气井装置的制造材料宜符合9.2的规定,或采取敏感材料与硫化氢环境互相隔离的设计,和(或)避免硫化氢无控释放。作业机、特殊作业设备和油气井装置的工作压力不应超过具有最低额定工作压力的元件的额定工作压力。 9.4.1防喷装置

用于含硫化氢油气井的防喷装置及其测试程序与方法,应符合SY/T 5053.1和SY/T 5053.2的规定。

9.4.2节流管汇

用于含硫化氢油气井作业的节流管汇的选用、安装和测试推荐作法见SY/T 5323。 9.4.3井口装置

用于硫化氢油气井口的装置见SY/T 5127。 9.4.4管材

套管、油管和用作作业管柱的钻杆,其材料宜满足NACE MR 1075或SY/T 6194、SY/T 5987的规定,其使用的温度范围宜符合NACE MR 0175表4的规定。NACE MR 0175中未作规定的材料,如果经用户或厂商通过公认可接受的程序(见9.2)检验后认为适用于硫化氢环境,同样可以使用。 9.4.5作业管柱

为提高抗硫化物应力开裂性能,作业管柱的实际(而非规定的最小值)屈服强度和如果高于655MPa(95000 psia),宜进行淬火和回火处理。经正火和回火处理的低强度管材可作为作业管柱和

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方钻杆。可根据硬度测试和拉力试验结果(如有)评价材料对硫化氢环境的适应性。如果管件屈服强度和工作应力增加,宜考虑控制硫化物应力开裂(见9.3)。在潜在含硫化氢环境中,不宜使用高强度管材(如P110油管和S135钻杆)作为作业管柱(参见附录F),除非采用油为连续相的修井液。SY/T 6427具体介绍了减轻钻杆(用作作业管柱)硫化物应力开裂的推荐作法。 10修井作业 10.1概述

在修井作业过程中,硫化氢可能会意外地达到危险浓度,宜随时做好预防措施,避免聚集的硫化氢释放造成的危害。修井作业一般包括但不限于:排液、拆卸井口装置和管线、循环井内液体、起泵和封隔器以及酸化后抽汲(酸和硫离子能反应生成硫化氢)。 10.2常规作业 10.2.1安全

本条的主要目的是在修井作业中通过采取谨慎的措施和方法,提高人身安全、环境保护以及设备的完整性。所有作业都宜严格按照相关规章、规定和作法执行。因硫化氢和二氧化硫气体的毒性,一般作业和特殊作业过程中应采取一定的安全措施确保人身安全(参见附录C、附录D和4.1)。在硫化氢浓度超过15 mg/m3(10ppm),或二氧化硫浓度超过5.4 mg/m3(2ppm)环境中工作的人员,宜配带适当的空气呼吸保护设备(见6.5)。 10.2.2方案和会议

应制定施工方案,确保其符合所有相应规范和公认的作法。在进行本标准规定的工作内容之前,作业公司、承包公司、专业服务公司、以及其他相关代表宜一起讨论有关井的数据和资料。讨论的内容宜包括但不限于:设备的搬进和搬出、作业设计及各方作业要求。施工之前应作好应急预案、预防措施和设备安装等工作。 10.2.3演练

作业人员宜至少每周进行一次预防井喷演练,确保井控设备能正常运行,作业队人员明确自己的紧急行动责任同时达到训练作业人员的目的。 10.2.4记录

宜作好日常工作记录,准确记载所进行的工作和演练,并至少保留一年。 10.2.5防喷装置

井控条件分为带压和不带压两大类。本标准所述防喷装置的使用是指需要或可能需要进行地面压力控制的井况。防喷器应能够封闭所有尺寸的作业管柱。对于高风险作业环境或者井控装置有利于修井等不带压作业时,宜采用防喷装置。常规不带压状态下是否使用井控装置由施工操作者决定。

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防喷器在带压状态下的安装和测试步骤可用于不带压状态下的操作。 10.2.6其他设备

处于开启状态的全开式安全阀(配置操作柄和适当的底连接以与所作用的管柱匹配)宜置于钻台上易取用的位置。全开式安全阀宜定期检测。当同时下入两套或多套管柱时,每套管柱都宜配备安全阀。

10.2.7 测试作业时人身安全防护措施

除第5章和第6章的建议措施外,还宜考虑以下人身安全防护措施:

a)操作时宜按要求配备基本人员,采用必要的设备进行安全施工。现场应配置呼吸保护设备且基本人员能迅速而方便的取用。采用适当的硫化氢检测设备实时监测空气状况。

b)测试作业人员应只使用受过按第5章的要求培训的人员。进行操作前,应召开全体员工安全会议,强调呼吸保护设备的使用方法、急救程序和应急响应程序等。

c)所有产出气都应以确保人身安全的方式排放或燃烧。储罐中测试液分离出的气体也宜进行安全排放。

d)严格执行―禁止吸烟‖的规定。

e)从已知或可能含硫化氢区域取样的人员在作业过程中宜随时保持高度警惕。含硫化氢气体的取样和运输都宜采取适当防护措施。取样瓶宜选用抗硫化氢腐蚀材料,外包装上宜标识警示标签。 10.3修井液气侵

在修井液循环过程中,一旦有硫化氢气体在地面逸出,返出液宜通过分离系统分离直到硫化氢浓度降至安全标准,必要时,可对井液进行处理以除去硫化氢。 10.4液体储存

当储存在泥浆槽或泥浆灌中的修井液已与硫化氢接触时,宜特别小心。一旦硫化氢气体从储存的流体中逸出,将严重威胁作业人员的人身安全,尤其处于密闭空间时。受污染液体宜安全排放或适当处理。即使液体先前没有接触到硫化氢,但由于用作液体处理剂的部分物质会发生分解,因此储存液也可能产生硫化氢气体。硫化氢可能通过储存液与其他物质(残留物或添加剂)反应而产生。进入用于装或已装有储存液的密闭空间或限制通风区域时,宜采取适当的人身安全防护措施。 10.5井涌循环

井涌时是否循环,宜在作业前认真考虑,且其内容包含在修井设计和油气井设备的选用以及作业队人员的培训中。 10.6绳索作业

绳索作业有关推荐作法见第12章。

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10.7封堵和报废

该作业程序宜参照SY/T 5587.14执行,并考虑有关注水泥封堵的具体方式、质量或数量和(或)水泥塞高度。 11作业和操作 11.1概述

因硫化氢和二氧化硫的毒性,应采取安全防护措施以确保所有操作过程的人身安全(见第4章、参见附录C和附录D)。当需要现场操作人员都佩戴呼吸保护设备时,则所有非基本人员都应撤离至临时安全区。所有操作都应严格按照有关规范执行。 11.2保持压力(包括注水作业)过程中产生硫化氢

保持压力(包括注水作业)过程中可能导致细菌侵入,从而造成产层中生成水溶性硫化氢,并存在于产出流体中。有此类开采特性井的生产经营单位宜警惕其可能性,并警示作业人员其作业层段可能会遇到硫化氢。 11.3特殊预防措施

在修井过程中,如排液、拆卸井口和管线、循环修井液、起泵和起封隔器以及酸化后抽汲等,宜采取特殊预防措施,避免硫化氢聚集气释放造成危险。所有修井作业人员宜进行有关硫化氢的潜在危险性以及遇硫化氢时应采取的防护措施等培训。按第6章规定,如果在修井作业过程中硫化氢浓度有可能达到有害浓度,宜使用硫化氢监测仪或检测仪。呼吸保护设备应位于作业人员能迅速容易地取用的地方(见6.5.1)。在无风或风力较弱的情况下,可使用机械通风设备将蒸气按规定方向排出。在低洼作业区,如井口方井,硫化氢或二氧化硫极易在该区域沉降,容易达到有害浓度,在这些区域作业时宜特别小心,并做好防护措施。 11.4一般做法 11.4.1应急预案检查

在设备安装之前生产经营单位或其代表宜和服务公司代表共同提供并审核硫化氢应急预案。生产经营单位还宜检查服务公司的立即行动计划,以保证一旦出现硫化氢紧急情况时,能更好地协作。 11.4.2人身安全防护设备的可用性

生产经营单位或其代表与服务公司代表宜根据作业内容确认现场所需的人身安全防护设备的类型和数量(见第6章)及现场可用性。确认时宜包括其他服务公司人员、作业公司人员或其他需要的外部人员。 11.4.3井场检查

服务公司和生产经营单位代表在设备安装之前宜检查井场布局。检查内容宜包括:主导风向、


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