井喷后硫化氢扩散数值模拟研究现状

随着含硫天然气藏的勘探与开发,井喷后硫化氢扩散的研究显得非常重要.通过查阅大量文献资料,从井喷后硫化氢扩散数值模拟的不同模型入手,对箱及相似模型、API模型、浅层模型、高斯烟羽模型和CFD模型进行了阐述和分析,对比了各类模型的基本原理和优缺点,指出了硫化氢数值模拟的研究方向和完善措施.     

海洋钻井平台井喷硫化氢扩散规律研究

针对海洋酸性气田开发过程中的井喷硫化氢扩散问题,以计算流体力学(CFD)为理论基础,建立一套数值模拟方案和毒害评价模型.选取静风、平均风速和季风风速3种典型环境风速条件,对左舷、右舷、船艏、船艉4个来风方向的硫化氢扩散过程进行模拟,分析了硫化氢扩散的时空分布以及风速对硫化氢扩散的影响作用.结果表明,静风条件下,硫化氢对平台空间危害最为严重;有风条件下,船艏和船艉来风,平台空间危害较为严重;其他方向来风时,硫化氢对平台空间区域危害较小.风速越大,硫化氢对平台空间的危害程度越小.最后,据此提出了相应的应对措施.     

气田井喷硫化氢风洞模拟试验研究

为研究高含硫气田发生井喷事故后硫化氢的扩散运动规律,以重庆开县"12·23"井喷事故为研究对象,利用北京大学的2号环境风洞,制作了1∶2000的比例模型,利用乙烯和丙烯的混合气为示踪气体,采用长采样管方法测量浓度,首次在国内进行了井喷事故后硫化氢扩散的风洞试验,获得了低风速下(源处10m高风速为0.5m/s)N,NE,E,SE,S,SW,W,NW8个风向情况下的硫化氢浓度分布随时间的演化动画,定量地给出了各风向情况下硫化氢的最大浓度分布和各点的浓度时间序列,认为在低风速下,最大硫化氢浓度区域在撞山爬坡时出现,而爬过山坡后在背风区的硫化氢浓度会迅速降低。研究成果将为气田的井喷风险分级以及井喷事故后的应急处理提供参考。     

深水内波条件下井喷原油扩散规律数值仿真分析

为研究深水内波条件下井喷原油扩散问题,基于计算流体动力学CFD方法,建立深水内波条件下的溢油扩散后果预测模型,研究深水溢油在内波流场中的扩散规律,评估溢油在内波流中的上浮时间、扩散距离等关键风险参数,探讨内波工况、井喷流量及海况条件对深水溢油扩散行为和后果的影响。研究表明:泄漏原油喷射涌入海水中形成射流和羽流,向下部海流出口方向偏移,上升至250m处原油破碎分散为小油滴,受内波剪切作用,扩散范围增大,并向上部海流出口方向偏移,溢出点位置位于泄漏口正上方附近;内波流速变化对原油运移至海面所需时间无明显影响,对横向扩散参数有较明显影响;泄漏速率变化对原油的溢出时间和横向扩散参数均有较明显影响;海况条件对原油溢出时间、运移过程和扩散范围均有较明显影响,其中内波条件下,井喷溢油造成的危害最大。     

基于Fluent的井喷失控有毒气体扩散模拟研究

井喷是石油工业生产中比较常见的一种事故,特别是高含硫气井井喷后会造成重大的人员伤亡,研究H2S气井井喷后毒气扩散规律具有重要现实意义.基于重庆开县“12·23”井喷事件的初始数据,建立了具有障碍物的含H2S气井井喷事故模型.运用Fluent软件对不同高度的障碍物、不同风速、不同井口释放速率三种工况下的含H2S气井井喷扩散情况进行了模拟研究,得出了三种工况下1000ppmH2S的最远扩散距离,为高含硫气井的应急疏散和安全规划提供参考.     

从重庆井喷事故谈硫化氢中毒

2003年12月23日，重庆市开县境内发生天然气井喷事故，这次事故中共有243人中毒死亡，中毒人数达万人之多。发生井喷事故的是罗家16号矿井，其所在气田共有五、六百亿立方米的天然气储量，是西南地区的大气田，同时也是高含硫气田。事故发生时，高含硫化氢和二氧化碳的天然气喷至30米高，硫化氢是有毒气体，短时间内大量吸人会致人死亡。     

关于井喷H2S扩散数值模拟初步研究

井喷发生时,在复杂地形和气象条件下,用普通方法很难精确计算出场的时空分布.CFD(Computational Fluid Dynamics)方法虽然理论上能够计算,但是受限于目前的数学基础以及计算机计算能力的限制,CFD方法还很难在大范围地域条件下得到推广和应用.本文的目标就是如何在这些条件下采用合理的假设改进CFD算法,计算出井喷发生后的场的时空分布.在算例中,本文计算维多辛斯基曲线喷嘴射流的流场分布,并与实验值比较.结果证明,所采用的模型和计算方法的计算结果与实际情况基本相符,模型和计算方法可以适用井喷的数值模拟.     

含硫化氢天然气井井喷事故应急疏散技术研究

井喷事故后果严重,特别是当井喷物质中含有H2S等有毒气体时,会造成重大的人员伤亡和财产损失.为了研究含H2S天然气井喷事故后的安全疏散问题,建立了含H2S天然气井井喷事故模型,对含H2S天然气井喷事故进行数值模拟.模拟得到了含H2S天然气井喷事故中井喷气体的浓度场分布情况.以此为依据确定安全疏散时间和最小安全疏散半径的计算方法,并通过模拟算例验证了方法的可靠性.     

海洋平台井喷含硫天然气扩散危险区域研究

针对海洋酸性气田开采过程中含硫天然气井喷失控扩散问题,采用CFD方法建立井喷含硫天然气扩散后果预测与评估模型。综合考虑天然气爆燃与硫化氢毒害风险因素,对不同场景条件下的含硫天然气扩散过程开展数值模拟,研究硫化氢浓度、风向、风速等因素对含硫天然气扩散行为的影响,预测和评估天然气扩散所形成的危险区域和硫化氢气体扩散所形成的毒害范围。研究表明:随着硫化氢浓度的增加,燃爆区域无明显变化,而毒害区域明显增加;船艉来风导致的事故后果最为严重,左、右舷来风有利于危险气体的扩散与消散;风速越大,燃爆区域和毒害区域范围越小,但是在船艏来风且风速较大的工况下,硫化氢气体竖直扩散距离降低且逐渐贴近生活区,容易造成作业人员中毒事故的发生。     

钻井井喷失控因素分析及预防对策

井喷失控是钻井中的灾难性事故,有必要开展井喷失控研究,找到井喷失控发生的原因和提出防止井喷失控的对策。在统计分析1970年到2009年间中石油发生在钻进过程中的48例井喷失控事故的基础上,通过对防喷器、节流压井管汇、套管、井喷后爆炸起火等井喷失控因素分析,并利用MLS法对上述各种井喷失控因素危险值进行评估。最后,根据井喷失控因素分析和危险值评估结果,结合现有的钻井井控设计,提出了防止钻井井喷失控的对策。     

海洋平台密集作业空间内H_2S扩散分析

针对含硫油气田开发生产中,硫化氢(H_2S)在振动筛房等密集作业空间内泄漏扩散造成的潜在人员毒害问题,从确定H_2S扩散规律、建立事故控制措施的角度展开分析.根据海洋平台空间环境特点,采取计算流体动力学(CFD)建立用于分析H_2S扩散过程的理论模型和数值模拟方案.就某海洋平台振动筛房在舱门关闭、打开和房内安装换气机3种条件下的H_2S扩散过程进行分析,确定H_2S浓度变化和分布规律.通过对比不同舱室条件下的H_2S影响程度,推荐在平台生产过程中封闭可能出现H_2S泄漏的舱室并安装换气机.进一步分析了换气机的工作效率,建立了简化数学模型以快速预测换气机工作时间,并与CFD结果进行了验证.     

高硫天然气集输站场泄漏事故后果模拟

某集输站场的天然气中含有大量的H2S,一旦管道或设备腐蚀泄漏,将会造成非常严重的后果.针对潜在的中毒、火灾和爆炸后果的危险性,建立各种后果的数学模型,用DNV公司的PHAST软件模拟了天然气发生泄漏后所造成各种后果的影响范围及危害程度,并确定出对于高含硫天然气泄漏后果影响最严重的模型.     

H2S、NH3混合臭气在生物滴滤池中的净化研究

研究了生物滴滤塔净化含H2S与NH3臭气最佳的生态条件为:在温度为25 ℃、气体通气量为0.4 m3/h、营养盐喷淋量为8.0 L/h、入口H2S质量浓度712.80-948.80 mg/m3、入口NH3质量浓度422.20-795.40 mg/m3、pH值7.0-8.0之间的情况下,去除效率可达90%以上.生物滴滤塔在处理H2S和NH3混合气时,塔内pH值保持在6.5-8.5之间,此pH值对反应器中优势菌的生长繁殖不会造成太大影响,对处理效果影响不大,因此反应过程可不用对pH值进行调节,节约运行成本.     

石油钻井过程硫化氢污染和化学控制技术的研究与发展

根据硫化学的基础理论,分析和探讨了石油钻井过程硫化氢污染产生原因和化学控制原理,评述了硫化氢化学控制技术的研究与发展状况     

石油开采防护H2S危害的研究

石油开采的众多硫化物中,H2S所占的比例较大,稠油油藏伴生出了H2S气体,热采工艺加速了H2S的生成和浓度上升;由于H2S使嗅神经麻痹,臭味反而不易嗅到,往往会出现＂闪电＂式中毒死亡,危害极大。在石油开采中应用好常规防护技术和开展新型高效脱硫剂与＂高效吸收固硫剂装置＂的研究具有重要的现实意义;学习借鉴加拿大油田H2S的防护经验,建立我国含H2S油气田井作业许可制度。我们要认真深刻的吸取＂12.23＂重庆开县罗家16H天然气井喷失控硫化氢中毒重大事故的教训,在含H2S油气田井的石油开采中,只有认真搞好H2S防护的安全教育和检测报警工作、落实H2S防护对策、制定详细的事故应急预案、定期组织应急演练,才能达到防患未然的目的。     

塔河油田集输管线20#钢在CO2/H2S环境中的腐蚀行为

为充分了解20#钢在塔河油田集输管线工况环境中的腐蚀行为,采用高温高压釜研究CO2/H2S分压比、温度和pH值对20#钢在CO2/H2S环境中的腐蚀规律的影响,并利用扫描电镜(SEM)分析腐蚀产物形貌特征。结果表明:CO2分压不变时,随着H2S分压的增加,20#钢的腐蚀速率先增大后减小,H2S分压为0.01 MPa时的腐蚀速率达到最大0.435 mm/a;随着温度的升高,20#钢的腐蚀速率逐渐增大,在100℃时腐蚀速率高达2.280 mm/a;CO2控制下20#钢的腐蚀速率随着pH值的增大而减小;H2S控制下20#钢的腐蚀速率随着pH值的增大而增大。     

核电厂厂区实验室乙炔泄漏扩散过程的数值模拟

为了得到核电厂厂区实验室乙炔在复杂气流环境下的泄漏扩散规律及事故的危险范围,在建立了乙炔实际泄漏环境条件下物理模型的基础上,采用CFD对厂区实验室两类乙炔泄漏扩散过程进行数值模拟,得到乙炔泄漏后的室内扩散过程,以及在不同时间内室内存在爆炸极限的区域和达到爆炸极限的范围,同时给予了讨论和分析.研究结果为实验室可燃气体探测、管道布局与实验室风口设计配合、泄漏实验室危险处置和安全技术管理提供理论依据.