防范灾难性安全事故的新思路

回顾了石油化工安全管理的发展历程,分析了基于风险的安全生产管理的优点和局限性,结合灾难性安全事故的特点,提出了以事故预期后果排序预防灾难性安全事故的新思路。评估事故的预期后果,并排序;研究基于事故后果的灾难性安全事故防范技术;建立科学的绩效指标并完善设备完整性管理体系,降低一般事故发生概率,控制灾难性安全事故的发生。     

井筒造斜弯肘处冲蚀规律数值模拟分析

基于欧拉-拉格朗日多相流模型方法,采用RNG k-ε湍流模型对两口页岩气井水力压裂过程中井筒套管内的携砂压裂液多相流动过程进行了全尺寸数值模拟。计算结果表明,压裂砂在惯性及压裂液的携带作用下与井筒套管发生多次碰撞磨削,冲蚀速率随着入弯角度的增大逐渐增大,在井筒造斜入弯角45度之前出现两处最大冲蚀速率危险点,并提出了优化建议措施。     

低含液输气管道内积液特性研究现状及展望

管道的湿气输送过程是典型的低持液率气液两相流工况。从湿气输送过程积液形成的机理出发,分析了流体性质、输送条件、管道结构3类参数对积液形成的影响规律,结果表明管道倾角、管径、气液比是积液形成的主要影响因素。回顾了理论模型的发展历程并对比分析了不同模型的精确性,阐述了各稳态和瞬态模拟软件的适用范围和优缺点,介绍了超声波等无损检测技术在流型识别和积液高度检测领域的应用现状,进而分析了3种方法各自存在的不足,展望了未来的研究方向可以从多起伏大倾角粗管径室内实验工况、高精度可视化多相流模拟器以及高精度易操作非介入式检测技术开展,为集输管线的积液消除和管线长周期安全运行发挥关键支撑作用。     

涪陵页岩气田油管腐蚀行为研究

采用细菌分析、实验模拟和现场腐蚀挂片等方法,研究了涪陵页岩气田在清水压裂和掺污水压裂后N80油管的腐蚀行为。研究结果表明:压裂方式对产出水的性质影响不大,清水压裂和掺污水压裂的生产井产出水均存在细菌。压裂方式对N80油管的腐蚀没有明显影响,不同深度的腐蚀模拟实验均发生了小孔腐蚀;对清水压裂井和掺污水压裂井开展了88天和129天的现场腐蚀挂片实验,均匀腐蚀速率分别为0.01,0.02 mm/a,但均出现了明显的小孔腐蚀。腐蚀模拟实验和现场挂片实验的金属表面均存在明显结垢和细菌腐蚀,腐蚀主要呈现为小孔腐蚀。     

缓蚀剂在天然气集输管道内的分布规律及对管道腐蚀的影响

采用数值模拟计算的方法分别对批处理缓蚀剂和连续处理缓蚀剂在某天然气集输管道内的分布规律进行研究,根据缓蚀剂在管道顶部和底部的分布规律,通过腐蚀模拟试验分别研究了管道的底部和顶部腐蚀行为.结果表明:在天然气流作用下,批处理缓蚀剂膜在管道内部分布不均,缓蚀剂膜在管道顶部的厚度低于管道底部,弯头内侧的批处理缓蚀剂膜明显减薄;连续处理缓蚀剂在重力作用下主要沉降在管道底部,仅弯头的顶部受少量缓蚀剂的保护.在批处理缓蚀剂和某一浓度的连续处理缓蚀剂作用下,管道底部的腐蚀基本上得到了控制,但管道顶部发生了明显的局部腐蚀.     

含饱和CO2的3.5％NaCl溶液中乙二醇对季铵盐缓蚀剂缓蚀性能的影响研究

采用电化学方法研究了含饱和CO_2的3.5%NaCl溶液中40%乙二醇对水溶性季铵盐缓蚀剂性能的影响。研究结果表明:30 mg/L季铵盐缓蚀剂和40%乙二醇均可抑制X65钢的腐蚀,水溶性季铵盐缓蚀剂与40%的乙二醇溶液完全互溶,向含40%乙二醇的3.5%NaCl溶液中添加30mg/L季铵盐缓蚀剂,可进一步降低阴极和阳极反应电流,提高腐蚀电位;乙二醇并未削弱季铵盐缓蚀剂的性能,两者之间存在协同作用。     

油气田产出水系统碳酸钙结垢预测

结合热力学和动力学影响因素,综合考虑碳酸钙结垢的结晶、沉积和剥蚀过程,建立了油气田产出水系统中碳酸钙结垢的预测模型,运用编制的软件对某气田产出水井筒进行了碳酸钙结垢预测,选取靠近井口、井筒中部和井底的三个典型部位进行了室内模拟结垢实验和饱和指数法结垢趋势预测。结果表明,井筒结垢量随着井深增加而增大,在一定时间后达到垢物附着与脱落的动态平衡状态,软件模型预测法与实验测试结垢趋势相吻合,能够较好地预测油气田产出水的碳酸钙结垢,对产出水系统防垢除垢具有指导意义。     

酸性气田环保型溶硫剂的溶硫性能和腐蚀行为研究

某酸性气田开发过程中发生了严重的硫沉积及堵塞问题,红外光谱分析表明,该气田沉积的硫黄中还含有碳酸盐、硫酸盐、含硫有机化合物、水等成分。为治理该气田硫堵问题,研发并优选了高效环保型溶硫剂(A-1溶硫剂)。在45℃、常压、1 000 r/min搅拌条件下,对比研究了A-1和J-1两种溶硫剂在不同液固比(5∶1和20∶1)时对标样硫块的溶硫率和溶硫速度,以及硫块直径对A-1溶硫剂溶硫性能的影响。结果表明：A-1溶硫剂的起始溶硫速度更快,4 h内对标样硫块的溶硫率接近40%,增加溶硫剂用量可显著加快溶硫进程;A-1溶硫剂对直径2.0 cm的硫块,10 h内溶硫率超过80%,对更小粒度的硫块溶解效率更高。另外,在45℃、常压、持续通入CO₂条件下,通过失重及电化学方法研究了A-1溶硫剂对N80、L360和A333Gr6钢的腐蚀性。结果表明：3种钢在A-1溶硫剂中未发生明显腐蚀现象,腐蚀速率低于0.04 mm/a,未出现局部腐蚀或小孔腐蚀。     

页岩气田腐蚀特征、细菌来源及腐蚀对策

分析了国内外的页岩气田腐蚀案例及腐蚀特征,采用平行绝迹稀释法对某页岩气田生产整个流程的一系列水样开展了细菌测量,对细菌来源进行了溯源研究。结果表明:页岩气田的油管及集输系统普遍存在细菌腐蚀问题;从压裂到生产全流程,配置压裂液的水源、压裂液及返排水的水样中均含大量细菌,细菌的来源包括地面和井下。最后根据页岩气田腐蚀特征和细菌的来源,提出了相应的腐蚀控制对策。