渤海油田含硫化氫井修井技術

朱孟濤，李楊楊

（中海石油(中國)有限公司，天津 300452）

1 渤海油田修井作業概述

針對渤海油井開采工作來說，一般是通過開展油藏測試與生產、修井作業等為核心的基礎作業措施。 渤海油田修井作業包括拆裝采油樹進行井下作業。 其作業內容主要分為以下幾類：1）常規檢泵作業。 在海上修井作業中對井下電泵的檢查主要包括電潛螺桿泵和離心泵的檢查；2）大修井。 開展海上油井的大修井作業主要是針對套損在內的安全隱患防范，避免由于防砂問題引發的低產低效；最后，增產增注作業。 一般包括渤海油井的轉注、換泵、分注和改變舉升模式等作業內容。 根據以上不同的修井作業內容來劃分，渤海修井作業的設備又包括以下幾種：1） 鉆井船修井；2）鉆修機和模塊鉆機作業。

另外，渤海油井修井作業的基本原則一是在開展修井作業時，必須滿足實際設計要求，同時具備完善的資料，確保數據的準確性。 二是，在實際修井作業中， 也要避免破壞渤海井下油層，保障油田穩產增效，同時在完成修井后還要了解井下狀態，做好管柱的清理工作，并嚴格按照相關規范設置深度。 最后，在完成油井修井作業后，還要做好設備的整理和維護，保障設備完好，同時對修井設備的規格與參數進行測量， 確保修井設備能夠順利地進行下一次投產， 符合油田修井的實際要求，對我國渤海油田產業發展具有重要意義。

2 硫化氫對修井作業造成的危害

2．1 對人體造成的危害

海上作業平臺的空間不夠寬闊，并且作業人員比較多，人員的分布較為密集，所以硫化氫對于參與修井工作人員所造成的傷害是一項非常嚴重的問題。 硫化氫質量分數的不同，其對人體所造成的傷害自然也不一樣，硫化氫的質量分數為10ppm 時， 人體能夠聞到比較難聞的氣味，眼睛可能會有輕微的癢或者痛的感覺，此質量分數值的硫化氫暴露8h 之內為安全臨界濃度值；質量分數為50ppm 的硫化氫暴露15min 便會導致人體的嗅覺喪失； 硫化氫的質量分數為100ppm 時，3～15min 之內人便會劇烈咳嗽， 眼睛受到較為強烈的刺激并且嗅覺喪失；如果硫化氫的質量分數達到了500ppm，那么人便會在很短的時間之內昏迷，如果治療不及時便很容易導致死亡；如果硫化氫的質量分數達到了1000ppm，那么人體便會瞬間喪失知覺，導致永久性的腦損傷或者是腦死亡[1]。

2.2 對井下管柱與井口設備造成的損害

對于油氣井來說， 其中除了含有油氣水之外，還存在其它的一些介質，如果在油氣井中含有一定量的硫化氫，那么硫化氫便會融入到水中進而導致弱酸的形成，此種弱酸會對金屬造成相應的腐蝕，腐蝕的形式一般分為：電化學腐蝕、硫化物應力開裂以及氫脆。

3 高含硫化氫油氣井的修井工藝

3.1 安全控制措施

1）安全裝備：在實際開展高含硫化氫油氣井修井工作過程中，需要在所應用的修井設備上安裝相應的硫化氫聲光報警系統和在以下幾個位置上安裝相應的硫化氫固定式探頭：鉆臺、生活區以及喇叭口等，并且在其中的一些設施通風口上也需要安裝硫化氫固定式探頭。 開展工作前預先準備好最少四套的便攜式硫化氫探測器，并做好固定式探頭以及便攜式探測器的質量檢測工作， 保證其在應用的過程中不會出現任何的問題， 還需要預先儲備一定量的硫化氫檢測樣品，這樣才能夠隨時地對探頭進行檢測。 相關的工作人員需要在開展高含硫化氫井修井工作的過程中佩戴相應的正壓式空氣呼吸器，并且需要準備好足夠數量的備用氣瓶，和一臺呼吸器空氣壓縮機。 除此之外，醫務室需要儲備做足夠的開展硫化氫中毒醫療所需應用的物品以及相關器械[2～4]。

2）安全措施：要保證所有參與高含硫化氫油氣井修井工作的工作人員都接受過硫化氫培訓工作， 并且已經通過了考核獲得了資格證節，在實際開展此項工作之前還要對工作人員再次開展相應的現場培訓工作，鞏固專業知識；每隔7d進行硫化氫演練，在工作人員開展工作的過程中易于觀察到的位置處設置相應的風向標以及風速儀，方便工作人員了解實際情況；在空氣中所含硫化氫的質量分數發生變化時需要在工作現場明顯位置處設置顏色各異的指示牌，預先對工作人員培訓每一個顏色的指示牌所代表硫化氫的質量分數。 如果空氣中所含有硫化氫的質量分數達到了10ppm，那么需要在第一時間拉響警報，派遣相關的專業工作人員進行硫化氫質量分數的仔細觀察，在觀察的過程中需要配備正壓式空氣呼吸器；如果空氣中所含有硫化氫的質量分數達到了20ppm， 那么處于施工場地區域的工作人員需要在第一時間佩戴正壓式呼吸器，其余人員迅速撤離場地并且轉移到安全區域，并且需要立刻告知平臺守護船到達平臺上風向海域隨時準備待命；如果空氣中所含硫化氫的質量分數達到了100ppm。那么需要在第一時間有序地組織所有人員迅速撤離，轉移到安全區域。

3．2 作業過程中去除硫化氫

在實際開展修井作業的過程中，需要在前期階段做好洗壓井的工作， 并且保證能夠壓井成功，所返出的液中不再含有硫化氫，之后才可以進行后續的工作。 利用洗壓井來實現硫化氫的去除，在這個過程中最重要的一環就是保證所選擇的修井液合理并且適用。 如果選擇普通的修井液，需要在其中添加一些含有除硫化氫效果的藥劑，一方面能夠有效地提高修井液的堿性，另一方面，結合實際硫化氫形成的主要原因來選取針對性的有效硫化氫清除藥劑。 在作業的過程中，需要保證灌液的連續性，以此來更好地維持井內液柱的壓力[5～7]。

通過對渤海油井x 井修補作業開展情況分析，此油井的修補作業井深度可達1905m，通過技術人員對油井內部產出液硫化氫狀態開展了實時檢測，并利用電子氣體防爆裝置測出井下產出液硫化氫的總含量在1300～1400ppm 之間， 并通過全面分析了解渤海油井X 礦產出液硫化氫狀態為SRB 細菌的次生硫化氫。針對去除硫化氫的工作模式， 采用了脫硫劑方法進行了脫硫試驗，并在渤海油井X 號煤礦內次生硫化氫治理工作中，運用了硫化氫吸收劑和SRB 殺菌藥物相結合的方法。 為了減少SRB 殺菌劑在礦井中的使用量，在采取脫硫化氫方法的實驗中，我們可以先將普通修井液反復循環兩個礦井筒的容積，并分別加入25m3的殺菌劑， 隨后又加入28m3的吸收劑，最后在其中加入修井液清洗和脫硫化氫的吸收劑7m3，同時將修井液浸泡6h，然后重復洗井，檢測返出液中并沒有發現硫化氫的含量。 采用除硫化氫吸收溶劑的方法進行修井液連續灌漿，并未檢出硫化氫，表明了該除硫化氫的方法仍具有一定可行性[8]。

3.3 防硫化氫腐蝕

高含硫油氣井很容易出現管柱斷裂或者是穿孔的現象， 這樣便會一定程度提高修井工作開展所需投入的資金量以及人力， 因此在日常的工作中，需要做好硫化氫的防治工作，以此來有效地避免硫化氫的形成。如果實際情況較為特殊，需要將行業以及企業的相關標準作為主要依據來進行防腐管材的選擇；除此之外，還需要定期開展除硫化氫藥劑或者是緩蝕劑的注入工作， 以此來更好地防止其發生腐蝕，延長其的使用壽命[9,10]。

本文主要對渤海油田含硫化氫井修井技術進行了更為深入的探索與研究，進而形成了相應的修井作業工藝。 伴隨著科學技術的快速發展以及認知程度的逐漸加深，工藝一定會得到相應的優化和完善。 將此工藝合理有效地應用在硫化氫井修井工作開展的過程中，能夠有效地避免硫化氫安全事故的發生，以此來為相關的修井工作人員以及設備的安全方面提供有效地保障。