稠油热采井口套管气取样方法流程研究.pdf

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1、稠油热采井口套管气取样方法流程研究杨月滢(辽宁省盘锦市辽河油田第一高级中学，辽宁盘锦124000)摘要：辽河油田是全国最大的稠油及超稠油生产基地，在稠油热采开发过程中，定期分析套管气中各种气体的含量，特别是H。s的含量对于保证生产安全具有重要意义，本文通过分析目前井口套管气取样方法的安全风险及缺点，应用物理、化学相关知识，研究设计了新的取样流程，保证了套管气化验数据的准确率。关键词：稠油热采；套管气；取样方法辽河油田是全国最大的稠油及超稠油生产基地，目前主要开发方式是热力采油，在稠油热采开发过程中，套管气含有以H：S和CO：为主的酸性气体，其几乎覆盖了所有稠油热采

2、区块，对油田生产环境构成了危害”‘21。因此定期进行井口套管气取样，分析套管气中各种气体含量对于保证生产安全具有重要意义。目前稠油热采开发现场尚未形成一套合理、适用、规范、统一的井口套管气取样方法流程，致使所取样品的代表性、可比性较差，导致气体分析测试结果重复性差，不具备可比性，降低了测试数据的应用价值，迫切需要建立一套适用于稠油热采井口套管气取样方法。1目前套管气取样方法存在的问题目前，稠油热采在进行井口套管气取样时，通常都是采用铝塑气体采样袋作为储气容器，以井口采油树上的套压表接口作为取样位置，取样前关闭套压表阀门，拆下套管压力表，取样时稍微打开套压表阀门，放

3、出套管气，并打开气体采样袋阀门，直接用食指与中指夹住气体采样袋阀门，堵到套压表接口上进行取样，取样完毕后立即旋紧气体采样袋阀门，随后关闭套压表阀门。这种取样方法主要存在以下几方面问题：一是高温的影响。在稠油热采过程中，套管气温度较高，有时在100℃以上，现场进行井口取样时，直接手持气体采样袋堵到套压表接口取样，即使戴着最厚的棉手套，也很容易被井口高温气体烫伤。二是封闭性差。用手指夹着气体采样袋阀门取样，封闭性差，会导致大量套管气外溢，有毒气体的逸出会对取样人员造成伤害，产生安全隐患。三是水蒸汽冷凝的影响。当气体采样袋充满并且完成取样后，气体采样袋内的温度会骤然降低

4、，套管气中含有的大量水蒸汽会迅速冷凝成液态水，造成气体采样袋内部气压降低，气体采样袋收缩，可能收集不到检测所需要的最少气样容量。四是气体溶解度的影响。由于水蒸汽冷凝成液态水，部分气体会向水中溶解，会大大这部分气体在气相中的含量，导致测试浓度偏低，甚至完全检测不到，对测试结果的准确性产生影响。2套管气取样新流程设计针对上述存在的问题，为了克服井口套管气取样过程中高温、封闭性差和水蒸汽的影响，必须研究新的取样流程，既要避免取样人员直接接触井口采油树的高温取样口，防止烫伤，又要在取样前对套管气进行降温处理，以最大程度地消除水蒸汽带来的不利影响，保证取到检测所需的足够的气

5、体容量，降低气体向冷凝水溶解带来的测试误差。新流程主要包括以下四个部分，井口、缓冲装置、气体收集装置、尾气处理装置，其中井口与缓冲装置之间由于气体压力高、温度高，使用高温高压防爆导管和接头部件，其余装置之间可采用常温常压导管与接头。取样流程具有一定的长度，能使取样人员远离高温且空间狭小的采油树，能够在常温、空旷的井场区域顺利取样。2．1缓冲装置缓冲装置是套管气取样流程中关键部分，根据气体状态方程PV=nRT，利用缓冲瓶空间增大，消除套管气的高温状态和含有的大量水蒸汽对取样造成的不利影响，使井口方向来的流速较快的套管气气流能够在瓶中较大的空间内得以缓冲，保证缓冲瓶之

6、后的取样端口处气流平缓稳定。缓冲瓶要能够耐高温及酸碱腐蚀，且允许骤冷骤热或冷热交替操作，此外在缓冲装置放置能够吸附冷凝水和油污的吸附柱。2．2气体收集装置经过缓冲装置总成后，套管气温度降至接近环境温度，除去了套管气中大量的水蒸气及油污，此时可进入气体收集装置，由于气体中含有腐蚀性气体，建议选用耐腐蚀的设备，采取化学试验中排气法收集气体。对比套管气中气体与空气相对分子质量，能够收集到COz和HzS，为保证气体收集的量，采取一端进气，另一端排气。2．3尾气处理装置在采气端口处还要配备一个废气处理桶，主要是将有毒有害的硫化氢气体吸收处理，避免直接向井场环境排放，保障取样

7、人员安全。硫化氢和水是不反应，通常情况下HzS在水中的溶解度为1：2．6，硫化氢气的水溶液叫氢硫酸，氢硫酸是易挥发的二元弱酸，其酸性比碳酸稍弱。二氧化碳能溶于水形成碳酸，COz+H：O=H：CO，，因此为防止尾气泄漏，可采用氢氧化钠溶液，HzS+2NaOH=Na2S+2H20，C02+2NaOH=Na2CO)+H20，为保证气体收集装置中能够收集足够的套管气，建议多排出尾气，为监测尾气的量，可以使用酸碱指示剂，例如酚酞或甲基橙。3新流程现场采集试验根据上述新流程设计，完成了样品试制，并在现场应用。取样过程中，分别采用新流程和气体采样袋进行了取样，选择了其中三口井，

8、分别检测了