采气生产工艺安全风险防控探讨

王亮亮

摘要：天然气作为一种易燃、易爆混合气体，开发过程中存在一定的危险性，直接影响着采气效率与质量，天然气生产过程中存在安全问题的形势仍然十分严峻。因此，在采气安全生产过程中不仅需要设备方面的安全，更需要人员方面的监督工作来保证其安全性。本文将从采气工艺的多方面进行探讨分析，提出如何安全有效的规避安全风险，保障安全生产的可靠措施。

关键词：采气;工艺;安全;防控

采气工艺和采油工艺在表面上存在较大不同，从天然气的储层到井底、井口、输气管道以及到下游的处理厂，都是一个完整的系统过程。所以，要促进气井的合理生产，维护各个环节的压力十分必要。因此，在文章中，对采气生产工艺的安全风险因素进行研究，可以为相关人员提供有效参考。

1.采气工艺流程

采气工艺指的是在天然气从井底到地面的全部过程，它与自喷采油法相同，能够对探明的油气田进行钻井，对气流进行诱导，保证气体能够基于自身能量，将其喷出。气井的井身结构和井口装置、喷油相同，但也存在一些不同点。如：采气工作、输送工作等，都是相互联系的过程，但其存在的供应过程更为复杂。对于气井井口装置来说，其是基于耐高压、气密性特点构成，并基于不同直径的气嘴，对气井的产量进行调节。为了减少井下产生的一些应力腐蚀现象，还需要注意到油管的选择和井口装置材质的选择，并在期间将添加剂注入其中。同时，在对气井的生产工作进行管理期间，还需要基于相关需求，研究砂岩气层、含水比的控制含量等，促进气井检测工作的优化完成。

2.地层水及出砂的影响

（1）地层采出水对气井生产的影响，地层产出水对管线的腐蚀及堵塞影响较大，随着开采程度的加深，水的影响问题将逐渐被放大。（2）出砂对气井生产的影响.气井出砂后由于井底地层结构的损伤，有可能形成井眼附近地层的空洞或井壁窜漏、套管变形，管线设备腐蚀等严重问题。这些问题的出现都严重影响了气井的产能。

3.采气生产工艺安全风险因素的分析

（1）介质腐蚀性的影响和主要规律。对腐蚀挂片的易腐蚀部位进行监测，促进腐蚀速率最大数值的实现。当前，我国大部分的油田产出物中不含H2S，腐蚀介质为二氧化碳，影响腐蚀的因素主要为：含水，当存在二氧化碳腐蚀有水的时候，需要湿润钢铁表面，对含水率的腐蚀严重性产生较大影响。分压的影响，二氧化碳分压将影响二氧化碳的腐蚀性，在油气工业发展中，根据二氧化碳分压，判断出腐蚀程度，掌握相关规律。温度，当温度在60℃时，金属表面会比较光滑，存有均匀分布。当温度维持在110℃时，将影响局部腐蚀。当温度在150℃时，将产生中等腐蚀。流速的影响与高流速的产生都将导致机械疲劳，其存在的钢铁为裸露状态，也会促进腐蚀速率的提升。受其他要素的影响，尤其是PH值，水中含有的离子含量，都会产生腐蚀现象，其影响也更为复杂。

（2）介质流场冲刷仿真分析。利用专业软件，对流休力学进行计算，对管道典型单元实现流场仿真模拟，预测出各个部件的冲刷腐蚀位置。掌握管道的冲刷腐蚀规律，分析出站场内管道的腐蚀性以及冲刷部位，保证能够根据这些要点，为冲刷减薄关键部位的监控工作提供有效的执行依据。

（3）对剩余强度进行评估。在对剩余强度进行评估期间，需要根据相关的评价方法，促进评估工作合理完成。为了对管道进行确定，需要分析壁厚，促进承压能力的获取，维护管道的安全性与可靠性。在确定失效模式的时候，由于荷载受气体压力的影响，管线内力与内压相关，因此，材料性能参数需要基于相关要求，分析出给定的材料数据。

（4）对剩余寿命进行预测。基于相关规范，需要对管道最小壁厚进行计算，确定出腐蚀余量。其中，计算与可靠度、腐蚀速率相关。

4.采气工艺安全性的防控措施

（1）要对站场管道、关键设备的剩余壁厚进行测量，维护其准确性。基于上述的研究和分析，为其提出组合检测方法与检测体系，保证能对集气站管道的腐蚀情况进行全面分析与阐述。期间，要对多处管件的剩余壁厚进行监测，分析其存在的腐蚀性，促进全面调查工作的有效完成。也能对某站的管件剩余壁厚进行检测，会发现存有多处腐蚀减薄点，促进验证工作以及测量工作的准确性。

（2）要对影响的站场关键设备、管道腐蚀关键因素进行分析，研究其存在的主要规律。主要是介质含有的二氧化碳量与产水量之间的内在关系。介质加热后，其存在的温度会升高，在部分井产含水量中也会存在镁离子，能够促进局部腐蚀倾向性的增加。随着流速的增加，腐蚀产物膜也会比较疏松，这些集气站的介质将实现较强腐蚀性。虽然介质的二氧化碳含量较高时，但介质中也不会有水，其中的二氧化碳的腐蚀性也较弱。基于现场的调查和分析，需要对腐蚀速率监测结果进行研究与分析。其中，腐蚀速率可控，在监测期间，不会产生明显腐蚀。

（3）利用专业软件，对管道内的易冲刷腐蚀部位进行预测和分析。期间，可以利用专业软件对流场进行分析，并对站场管道特定部位压力的分布情况进行研究，对含水率的分布图、流场的分布图进行分析，促进危险点的预测。其中，最为容易产生的冲刷腐蚀部位主要表现为多个部位，包括三通后背弧面、节流阀芯位置，研究直角弯头后直管段的区域、大小头的小头位置。还包括单个弯头的后外弧面区域。针对仿真预测分析结果以及实际的抽查测试结果，促进对比工作的完善性，维护仿真分析的有效性和正确性。

（4）对剩余强度进行评估。根据某站的实际腐蚀点，分析点检结果。在期間，基于站场资料与数据，需要对理论进行分析，实现现场测试以及腐蚀仿真模拟工作的执行。也要对管道剩余强度进行评估。对于其中的管道，没有对其评估，也需要基于评估结果，对部分的管道进行更新。

（5）对剩余寿命进行预测与分析。基于某站口井加热炉，在工作中，温度、工作压力长期保持稳定，根据腐蚀程度，预测失效年限，及时采取有效措施，延长加热炉管道的剩余寿命。根据相同的方法，对其余的管道剩余寿命进行预测，并为其提出下次检验周期，促进各个管道、剩余寿命、检验周期的合理性。

5.结论与认识

维护工艺的安全性，不仅能满足采气生产与工艺安全风险，还能促使其结果更为可靠。当前，采气生产工艺技术出存在的专用设备比较多，需要专业人员对其操作，对防腐保温层的部分损失进行解决，研究仿真模拟，解决其存在的不足。为了对其积极改善，要做到以下几点：第一，要对工艺安全的相关工作人员进行培训，保证他们能够掌握相关的分析操作技术。第二，需实现变停工检测，对工艺运行情况实现在线检测工作，保证检测分析效果的形成，减少防腐保温层、外防腐涂层的损坏性。第三，促进仿真模拟软件的优化性，为其建立管道关键单元，建立实际的介质流体力学计算模型，也能对冲刷腐蚀进行定量计算。第四，需维护流体冲刷与腐蚀速率之间的定量关系，保证工艺的安全性能够得以提升。第五，在度防腐保温层过程进行拆除的时候，也需要注意到管道外的腐蚀性，利用电化学防腐方式，实施防腐保护工作。

参考文献：

[1]姬学廷;田艳伟;赵一桦;提高天然气生产的安全环保性措施[J];化工设计通讯;2019年03期

[2]张传合;石油天然气安全事故应急管理策略[J];化工管理;2018年31期

[3]方亚飞;伟东;候宁博;刘利娜;周维锁;天然气生产过程中的风险识别与管理[J];化工设计通讯;2017年05期