高含硫气田安全环保控制技术

罗东宁 刘闯

(1中原油田普光分公司H SE监督管理部，四川 达州 635000; 2中原油田普光分公司生产服务中心，四川 达州 635000)

高含硫气田的开采是一项繁琐、复杂、工作量大的工程，由于影响因素多，稍不注意则有可能导致一系列问题，并会对生态环境造成严重污染。因此，在高含硫气田的开采中，相关人员应根据气田开发的实际情况，考虑到可能出现的问题，特别是安全问题与环保问题，并采取相应的控制技术，以保证气田开采的顺利进行。以下主要就高含硫气田安全环保控制技术的有关事项进行了简要分析。

1 气井作业

1.1 井口的安全设计

一般来说，高含硫气井口都会设置有两套安全阀，一为地面安全阀，一般事故状态下的紧急切断时，则可使用该安全阀；一为井下安全阀，主要位于井口下200mm处，当出现井口爆炸事故等危机时，则使用该安全阀[1]。除此之外，井口还应设置有易熔塞、高低压传感器及硫化氢等重要设施，一旦发生火灾、异常高低压等紧急情况时，可实现紧急自动及手动关断，并能完成对压力、温度等信号的自动监控。

1.2 屏蔽暂堵技术

借助颗粒的屏蔽暂堵作用以及聚合物溶液的高黏性漏失阻力，可进一步提升漏失压力，不但能够借助压井液的作用实现对气层的保护，且防漏能力、抗温性均较强，操作简单、环保。该技术采用的是有机酸盐聚合物体系压井液进行暂堵浆的配置，有效保证了气井投产施工的安全性，有效减轻了对地层的伤害，达到了无井喷、无污染及无爆炸的效果。

1.3 录井监测技术

在高含硫气井作业中，录井监测技术的应用频率较高。在射开气层后的作业中，利用该技术可实现对管柱负荷、井口气体组分、密度等参数的监测，为作业的施工提供了有效的安全预警手段。

2 地面集输系统方面

2.1 集输管网的安全设计

集输管网也是地面系统的一个重要组成部分，其设计是否安全，也是关系到气田环境安全的一个关键因素，故做好相关的设计工作具有举足轻重的作用。

⑴集气场站应将其分区布置，如分为井场、辅助生产站房、集气站、放空火炬进行布置，以提高系统的安全性。⑵在居民区或者地质复杂地段，不可出现线路，以免天然气泄漏而导致严重后果。⑶各个集气站均应设置有一座高压放空火炬，且火炬位置应处在全年最小频率风向上风侧。⑷在设置安全间距时，应充分考虑当地的地形地貌、工艺等因素，安全防护区域内禁止居民居住。⑸遇到大中型河流或者冲沟时，首先考虑跨越。

2.2 对天然气泄漏情况的监测

在集气站场内，应设置有相应的有毒气体探测器系统及红外可燃气体探测器，从而能够随时掌握甲烷及硫化氢的浓度变化情况[2]。其中，阀室线路截断阀配套防爆管单元能够实现对管线压力的监测，以便判断管线有无发生泄漏事件。

2.3 应急关断联锁控制技术

在天然气开采或长途输送过程中，紧急关断控制系统的使用频率较高，其功能是能快速关断系统，进一步控制泄漏事件的发展，保证人与设备的安全。在高含硫气田的生产中，因为气井压力及硫化氢含量均较高，若系统发生事故，则会直接影响到整个工程的开展，事故风险非常大。所以，应将井口、集输、外输及净化这几个系统连接起来，建立起上下游的紧急联锁关断系统。一旦发生故障，一个系统关断时，其他系统也能自动关断，大大提高了系统的安全性。

3 三废处理技术

在高含硫气田的开采中，经常会产生大量的工程废液、废渣、废气等污染物。这些废弃物的无公害处理难度大，成分复杂，常规的固化技术处理效果差，达不到要求。因此，应立足高含硫气田的实际，采用高效的环保控制技术，以最大限度地减少三废对环境的污染。

3.1 废液、废渣污染的控制与治理技术

在高酸性气田的开采中，对于深井聚磺钻井液，处理工艺为:先使含硫钻井废水混凝，然后是二次絮凝，接着是吸附处理，最后为氧化处理[3]。此外，还有安全处置技术及其他安全控制技术。钻井、作业废液废渣处理技术与装置的应用，有利于实现对废液废渣的无公害处理，也适合用在常规气田的废液废渣处理中，工艺稳定、设备运行可靠，且对三废的处理效果好。

3.2 产能测试环保控制技术

在高含硫气田的产能测试中，含硫天然气不可直接排放，而应对其进行热解焚烧，使之转化为污染浓度较低的硫氧化物后再予以排放。该技术工作原理为:将燃料气作为净化气，再引入含硫化氢原料气焚烧，炉内温度控制在1350℃左右，促进含毒原料气的充分燃烧，然后释放出无味、无色或无毒的气体，以减少或防止含硫气天生产对环境的污染，实现安全、环保生产。

4 结语

由上述可知，在高含硫气田的生产过程中，极易产生一系列的环境、安全问题，若未能及时发现或防患于未然，将会导致严重的后果，故必须予以高度重视。为此，相关企业或部门则要认识到这一问题的严峻性，深入了解可能出现的环境问题及安全质量事故，然后从多方面入手，采取相应的安全环保控制技术，最大限度地保证生产活动的顺利进行，并尽可能减少对环境的污染。

[1]刘坤,何娜,王尧,张毅,徐峰.高含硫气田开发安全评价技术探讨[J].石油与天然气化工.2013,42(04):416-416.

[2]王晨宇.浅析开采高含硫气田安全措施[J].中国石油和化工标准与质量.2013(08):45.

[3]兰洁.我国形成大型高含硫气田安全开采技术系列[J].天然气与石油.2012(05):04.