碱水清洗+钝化剂浸泡在酸性气田检维修作业中的应用

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【摘 要】普光气田作为国内首个成功开发的高含硫气田，天然气中H2S平均含量为15.16%，CO2平均含量为8.64%，是目前国内正在开发的含H2S、CO2最高的含硫气田。管道内部附着硫化氢以及硫化亚铁在设备检维修作业过程中存在极大的安全风险，碱水清洗+钝化剂浸泡的方法在酸性气田的检维修作业中解决该问题中取得了较好的效果。

【关键词】碱水清洗；普光气田；钝化剂浸泡；检维修

前言

普光气田是国内外典型的“三高”气田。H2S平均含量为15.16%，CO2平均含量为8.64%，是目前国内正在开发的含H2S、CO2最高的含硫气田。天然气输送工艺采用采用加热、节流、保温混输的湿气集输工艺。

由于在国内首次尝试高酸气田的开发，在普光气田生产运行初期，为发现并排除隐患，使集气站各系统、设备运行在稳定可靠状态，保障集气站安全平稳生产，需要对动设备、静设备等设备进行系统检维修。在检维修时需将输送过高含硫化氢天然气的管道或设备的部件拆卸开，其中怎样清除残余或附着在管道内部的硫化氢以及硫化亚铁是保障施工安全的首要措施。本文针对高含硫设备检维修过程中不断的摸索解决该问题的方法。将碱水清洗+钝化剂浸泡的方法在酸性气田的检维修作业中进行推广。

1.设备检维修作业前期准备方法

在投产初期对设备的检维修前期准备方法主要是先放空后采用氮气或者燃料气吹扫法和等体积置换法相结合对管线及设备内含硫天然气进行吹扫置换，最后进入火炬燃烧，达到检维修条件。吹扫又分为全站吹扫和局部吹扫。

全站吹扫是关闭外输出站球阀，通过井口燃料气吹扫接入0.6-0.8MPa燃料气对全站进行吹扫，从收球筒或者发球筒手动放空进行放空，进入火炬系统。

局部吹扫是关闭需要维修设备进出口阀门，连接设备本体吹扫管线对设备进行吹扫，从设备本体手动防空处进行放空，如果设备本体不具备吹扫管线或者无放空口的则采用最近设备的吹扫管线和放空口。比如对计量分离器进行检修，就需要关闭计量分离器进出口球阀，连接计量分离器本体吹扫管线，通过计量分离器罐顶手动放空进行放空，让含硫天然气通过生产汇管直接进入外输进行生产，这样短时间内不会影响气井正常生产。

等体积置换是对需要检修的设备充入0.6-0.8MPa燃料气让其在设备内保压15—30min充分稀释设备内壁附着的硫化氢，反复以上操作，直到置换合格为止。我们也以计量分离器检修为例，关闭计量分离器进出口球阀，从计量分离器吹扫口引入0.6-0.8MPa燃料气，让计量分离器保压15—30min再从计量分离器罐顶手动放空进行放空进入火炬燃烧，反复以上操作直到置换合格为止。

2．碱水清洗方法初步试验

2009年10月15日，普光303-1井开井生产过程中，发现一级节流后压力从18Mpa上涨到20Mpa，初步判断分酸分离器捕雾网堵塞，突然开大3级节流阀20%并迅速还原开度的方法，对该管段进行吹扫，压力逐渐恢复正常。但捕雾网吹扫出的杂质通过气相入口管线进行倒流进入了分酸分离器罐内，未被彻底的排出。导致在生产过程中杂质再次附着在捕雾网上分酸分离器出现压差增加的现象。

为了彻底解决捕雾网堵塞现象，决定对分酸分离器进行清洗，杂质排到酸液缓冲罐和火炬分液罐中，再拉运至普光302集气站进行焚烧，防止罐内杂质再次堵塞捕雾网。根据该情况编制了《普光303-1井分酸分离器清洗方案》，主要是碱水分别从分酸分离器捕雾网的上下游对其进行冲洗以除去捕雾网上残留的杂质。每次清洗时间为20min，通过多次清洗效果比较明显。

3．天然气置换与碱水清洗的效果对比

2010年普光301、302、303集气站更换汇管，其中普光303集气站是采用净化气吹扫置换，而普光301、302集气站采用碱水清洗方法，普光303集气站用净化气吹扫置换3天才达到要求。普光301、302集气站采用碱水清洗都只需要了4个小时就到达施工要求，而且碱液排放后汇管内硫化氢含量不会升高还有效的防止了硫化亚铁自然。净化气吹扫置换需要的时间久，吹扫置换效果不是很明显，而其成本高；碱水清洗所需时间短，效果明显，所需成本低。

4．现场应用

碱液浸泡清洗是利用配置好的浓度为0.5%的碱液通过井口向集输流程加注，分酸分离器、计量分离器通过加注口加入碱液。浸泡24小时后，通过井口进行氮气加压，将管道、容器内的碱液排至火炬分液罐，通过吸污车拉运至赵家坝污水站处理回注。

钝化剂浸泡是完成上述清洗后，通过加热炉出口管线取样口对集输管道、容器加入钝化剂浸泡，浸泡12小时后，通过井口进行氮气加压，将管道、容器内的碱液排至火炬分液罐，通过吸污车拉运至赵家坝污水站处理回注。

各检修设备经过氮气置换合格后，需要对集输流程进行清洗、钝化，以达到清除管道、容器内的腐蚀物、沉积物及硫化亚铁等杂质，确保拆卸管道、进入压力容器进行检测时人员的安全。碱水清洗+钝化剂浸泡在普光气田设备检维修作业中得到广泛应用，尤其是从2010年开始分酸分离器的拆卸、安装及2011年集气站全面修维修中应用较多，并取得较好的效果。

５．效益分析

5.1 经济效益

以2010年普光302、303集气站更换汇管为例，其中普光303集气站是采用净化气吹扫置换，而普光302集气站采用碱水清洗方法，普光303集气站用净化气吹扫置换3天才达到要求，需要花费置换燃料气95040元。普光302集气站采用碱水清洗都只需要了4个小时就到达施工要求，按照市场价一车碱水合计1310元。同样一次检维修作业仅作业准备费用节约9万元左右。

5.2 社会效益

碱水清洗+钝化剂浸泡的方法在酸性气田的检维修作业中的成功应用，大大节约作业准备时间，降低作业成本；有效的防止硫化亚铁自然，防止作业过程中火灾事故的发生，为高含硫气田检维修作业提供了坚实的经验基础和技术支持，大大减少作业前置换放空排放在大气中的二氧化碳、二氧化硫等有害气体，具有极高的社会效益。

６．结束语

通过对碱水清洗与净化天然气置换的方法对比试验，得出碱水清洗+钝化剂浸泡作业准备方法，累计应用检维修58次，达到作业环境一次成功率100%，该方法具有一定的经济效益和极大的社会效益。