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天然气工业
四川石油管理局 中国石油西南油气田公司 中国石油川庆钻探工程公司
天然气工业

四川石油管理局 中国石油西南油气田公司 中国石油川庆钻探工程公司

冉隆辉

月刊

1000-0976

jwq@trqgy.cn

028-86011178 86012712 86012718

610051

成都市府青路一段3号

天然气工业/Journal Natural Gas IndustryCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊于1981年创刊，是中国惟一全面报道天然气工业的综合性科技期刊。伴随国家改革开放急促的脚步诞生。二十四年，一批批老编辑默默耕耘在天然气事业这片热土上,洒下了滴滴汗水，皓首回望，留下深深的眷恋和殷殷嘱托；如今，新一代编辑正焕发热情和活力，呵护着杂志的成长，他们与时俱进，跨步前行。与此同时，还有强大的后盾——编委会，源源不断地给予鞭策和激励着，一批院士、教授、专家为杂志的发展献计献策，作出了重要的贡献。《天然气工业》面向中国天然气生产和使用领域各研究、设计、生产、管理部门的高中级科研人员、工程技术人员和经营管理人员以及与天然气工业相关的产业界的科技、经营管理人员。重点反映天然气工业在勘探、开发、钻采、储运、处理加工方面的科学研究、工业生产和技术应用成果。
正式出版
收录年代

    高含硫气体井喷扩散模拟技术研究进展与展望

    马天寿张东洋王旭东李杉...
    112-126页
    查看更多>>摘要：高含硫天然气井一旦发生井喷,含硫气体会迅速扩散,对人员的生命健康和环境安全造成巨大威胁.准确模拟井喷后高含硫气体的扩散过程,有助于掌握和了解有毒气体的扩散规律并制订有效的应急措施,进而避免或降低高含硫气体扩散造成的危害.为此,在大量文献调研的基础上,分析了影响高含硫气体扩散的内部和外部因素,系统综述了高含硫气体扩散模拟技术的原理及其主要特点,最后展望了复杂地形和气象条件下井喷后高含硫气体扩散模拟技术的发展趋势.研究结果表明:①影响井喷后高含硫气体扩散的主要因素包括泄漏源、气象、地形地貌和物理化学作用等,需要综合考虑内外部因素的耦合作用才能准确模拟高含硫气体的动态扩散规律;②研究高含硫气体扩散规律的主要方法包括现场模拟试验、风洞模拟试验、数值模拟分析、数学模型及专业软件等,合理选择研究手段或方法可以更加准确地模拟高含硫气体的动态扩散规律,对指导应急和救援措施的制订与实施具有重要意义;③针对复杂地形和气象条件下的井喷后高含硫气体扩散问题,未来应结合人工智能技术,开发具备高含硫气体扩散模拟、泄漏监测预警、应急决策支持功能的综合性软件系统,发挥模拟—监测一体化作用.结论认为,提出的井喷后高含硫气体扩散过程模拟软件系统可为高含硫天然气勘探开发的安全性评价、应急和安全防控措施制订提供重要支撑,对于保障人民生命安全和保护自然环境具有重要作用.

    高含硫气体井喷影响因素扩散模拟实时监测智能预警应急决策

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    深层高含硫气井高强度低合金钢油井管技术现状及展望

    袁军涛韩燕李轩鹏付安庆...
    127-135页
    查看更多>>摘要：中国深层高含硫油气资源丰富、潜力巨大,是未来重要的接替资源,但深部油气勘探开发及苛刻服役工况(超高温、超高压、高含酸性气体)对油井管柱强度和抗硫化物应力腐蚀开裂(SSC)性能提出了更高的挑战和要求.油井管柱轻量化和完整性是其安全高效开发的重要保障,这对油井管强度和SSC提出了更高的要求.由于强度升高会导致更高的SSC敏感性,因此强韧性与SSC抗性的匹配成为油井管安全服役的关键.为此,在系统分析钢质油井管的SSC机制及影响因素的基础上,分析了高强度低合金钢抗硫油井管产品体系、材料开发及SSC试验评价的技术现状,展望了未来发展方向.研究结果表明:①钢质油井管发生SSC的本质在于氢与钢中缺陷的相互作用,而冶金因素(如化学元素、显微组织等)决定着钢中缺陷种类、数量及分布;②通过化学成分优化、纳米级析出相调控、夹杂物优化、降低位错密度等方法获得均匀细小的马氏体组织及均匀弥散分布的纳米级碳化物是改善125 ksi(1 ksi=6.895 MPa)钢SSC抗性的有效途径;③传统SSC试验方法已不适用于高强度抗硫油井管的评价,应建立适合于超深井工况的SSC风险分级指标,形成适用于超深井用高强度抗硫油井管的全尺寸SSC评价方法.结论认为:①提出了利用材料基因工程技术加快具有理论意义和应用价值的抗硫油井管成分—组织设计及开发理念;②应持续加快125 ksi抗硫油井管的研发,明确其质量控制体系和应用边界,为深层高含硫气井用高强度抗硫油井管的安全服役提供支撑.

    深层油气硫化氢硫化物应力腐蚀开裂(SSC)油井管高强度显微组织低合金钢SSC敏感性

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    高含硫气田开发腐蚀控制关键技术进展与发展方向

    闫静文绍牧喻智明沈萍...
    136-148页
    查看更多>>摘要：随着四川盆地高含硫气田的持续上产,深层/超深层、特高含H2S气体等愈发恶劣的工况环境对气田腐蚀控制提出了更高要求.围绕高含硫气田腐蚀控制难点及需求,系统梳理总结了近年来高含硫气田在材料腐蚀分析与评选、缓蚀剂防腐、腐蚀监/检测、腐蚀控制管理信息化4大方面取得的腐蚀控制技术最新研究进展和开发效果,提出了腐蚀控制关键技术的发展方向和建议.研究结果表明:①形成了 H2S分压大于1 MPa条件下的腐蚀分析和耐蚀材料评选技术体系,建成了国内唯一高含硫气田腐蚀与防护现场试验基地,支撑了国产化双金属复合管、耐蚀合金的大规模应用;②自主研发了集输系统碳钢配套用长效膜缓蚀剂、抑泡缓蚀剂和防冻缓蚀剂新体系并实现了国产化工业应用,性能较国际同类产品提高16％,同步解决了易发泡、水合物堵塞等生产问题;③研发了钢质管道全线腐蚀风险分布定量评价技术,形成了基于腐蚀单元划分及风险排序的野外远程在线集群监/检测体系,实现了全区域、全系统、全流程覆盖;④建立了腐蚀异常数据智能识别和腐蚀地图构建技术,自主研发了具备大数据管理、腐蚀预测、风险评估及实时预警、腐蚀控制管理功能的腐蚀智能诊断与管控平台,形成了腐蚀信息化管理能力.结论认为,中国高含硫气田腐蚀控制技术已全面实现国产化,建议在金属/非金属耐蚀新材料全生命周期适应性、多因素耦合下腐蚀机理、多功能缓蚀剂研发、腐蚀智能化管控应用等方面加强技术攻关,强化科研生产一体化和生产运行腐蚀综合管理,助力中国高含硫气田开发迈上新台阶.

    高含硫腐蚀控制材料评选缓蚀剂腐蚀监/检测信息化腐蚀风险分布定量评价

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    高含硫气田地面集输系统元素硫沉积化学防治一体化新技术

    熊钢刘云峰唐永帆徐晓炜...
    149-160页
    查看更多>>摘要：随着高含硫气田的不断开发,气田地面集输系统不可避免地会出现元素硫沉积堵塞问题.采用停产浸泡硫溶剂循环清洗解堵,面临着稳产周期短、清洗频繁、综合治理成本较高等挑战.为此,基于化学预防-治理相结合的理念,分别开展了停产浸泡硫溶剂循环解堵技术及不停产在线加注硫溶剂预防堵塞技术的研究,完成了配方设计、验证和现场试验,提出了防治一体化方案.研究结果表明:①研发的复合胺高效硫溶剂(CTS-1),较优使用温度为40～60 ℃,较优清洗时间为1～2h,饱和溶硫量达45.72 g/100 mL,溶硫能力显著提升,且具有刺激性气味弱、微毒、腐蚀性低等优势,在四川盆地罗家寨气田LJ11H井成功开展了溶硫解堵试验;②创新性提出了不停产在线加注硫溶剂预防元素硫堵塞的技术思路,明确了在线加注硫溶剂的"动态预防-实时溶解"双重作用机制,并针对性地形成了在线加注硫溶剂应用工艺方案;③研发了复合碱硫溶剂(CTS-2),在确保高溶硫能力的同时,有效溶硫时间大幅降低至15～20 min,且适应性良好、环境友好.结论认为:①化学防治一体化技术是有效解决高含硫气田地面集输系统元素硫沉积堵塞的有效手段,新研发的复合胺硫溶剂及复合碱硫溶剂可满足化学防治的技术需求;②下一步需要开展井筒-地面清洗一体化防治、在线加注化学药剂预防堵塞及化学药剂可重复利用等系统性攻关,实现高含硫气田地面集输系统元素硫沉积的长效防治,全面助力高含硫气田长期稳产和规模高效开发.

    高含硫气田元素硫沉积化学防治一体化技术在线加注硫溶剂

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    H2S/CO2共存环境中X65钢点腐蚀形成机理及预测方法

    闫伟刘琬晴李光聪张晨...
    161-169页
    查看更多>>摘要：碳钢管材广泛应用于油气生产系统,在含CO2、H2S、氯离子等多种腐蚀介质共存的多相流环境中,容易发生腐蚀穿孔泄漏,可能造成管道和设备的失效,进而带来安全隐患和经济损失.目前针对H2S/CO2共存环境下金属腐蚀的研究主要集中在较高H2S分压下,多种形式FeS产物的生成规律、产物膜保护特性和点蚀形成机理,很少研究极微量H2S诱发点腐蚀的可能性和发生条件.为此,以X65钢为例,利用大型H2S多相流腐蚀环路实验系统完成了 4组测试实验和2组验证实验,研究了 40 ℃、恒定CO2分压环境下,不同H2S分压对低碳钢点腐蚀行为的影响规律,并提出了一种基于热力学理论的预测方法.研究结果表明:①当H2S分压高于50 Pa时,X65钢的腐蚀速率低且表现为全面腐蚀;而当H2S分压低于24 Pa时,随着H2S分压的逐步降低,X65钢的点腐蚀加剧,H2S为2.4 Pa时的点腐蚀速率超过11 mm/a.②当H2S分压极低且马基诺型FeS的过饱和度低于1时,快速形成的FeS膜不能完整覆盖金属表面,暴露表面会在电偶腐蚀的作用下,被饱和CO2溶液快速腐蚀,最终导致低碳钢发生局部点腐蚀.③建立不同H2S分压下低碳钢表面马基诺型FeS过饱和度边界控制曲线,可以准确预测不同条件下碳钢的点腐蚀行为.结论认为,在相关行业标准规定的H2S分压下限以内,H2S/CO2共存环境中极微量的H2S仍然可能会诱发碳钢发生点腐蚀,该认识对于H2S/CO2共存环境下油气管道的局部点腐蚀预测和防腐防护研发具有重要理论和现实意义.

    H2SCO2共存环境低碳钢点腐蚀腐蚀机理预测方法

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    硫化氢制氢工艺及其碳足迹评价

    伊什科夫·亚·加罗曼诺夫·康·弗卡洛什金·叶·亚卢戈维许克·德·谢...
    170-177页
    查看更多>>摘要：俄罗斯和中国拥有丰富的高含硫天然气探明储量,高含硫天然气安全高效开发过程中硫化氢气体的处理和利用也成为两国天然气行业迫切需要解决的难题.为此,在对多种具有前景的硫化氢制氢方法开展研究的基础上,对硫化氢热分解技术和硫化氢转化技术的碳足迹进行了系统的分析与评价.研究结果表明:①甲烷硫化氢催化转化制氢的碳足迹为每千克氢气产生4.65 kg的二氧化碳排放当量(CO2-eq.),而在使用电网供电的条件下热平衡(电弧)等离子体裂解制氢的碳足迹为每千克氢气产生6.13 kg的二氧化碳排放当量(CO2-eq.);②当使用低排放的可再生能源电力时,甲烷硫化氢转化制氢和硫化氢热分解制氢过程的温室气体排放总量分别为每千克氢产生2.05～2.33 kg和2.38～2.78 kg的二氧化碳;③当使用低碳电力来保障硫化氢制氢工艺流程的用电需求时,硫化氢制氢与电解水制氢的排放指标相近,个别情况下硫化氢制氢的温室气体排放甚至更低;④综合考虑俄罗斯制氢特点,并对氢认证领域的国际经验进行对比分析,提出了基于金砖国家的氢认证国际标准协调办法.结论认为:①硫化氢制氢工艺在高含硫气田的成功实施之后将会被复制到高含硫油田应用.中国提出的基于T/CAB 0078-2020标准的氢气认证建议是最平衡且合理的方法.②金砖国家能源气候研究平台可以作为具有前景的氢认证要求讨论平台,通过金砖五国在能源和气候研究领域的合作来确保能源的可持续发展,为推广相关工艺和技术创新发挥作用,以提高现代能源载体获取渠道的多样性.

    天然气硫化氢氢甲烷硫化氢转化硫化氢分解碳足迹温室气体温室效应

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    光伏电催化硫化氢分解制氢脱硫经济性分析

    周莹饶家豪唐春段超...
    178-191页
    查看更多>>摘要：近年来,以太阳能驱动电催化硫化氢(H2S)制氢脱硫,不仅能够生产绿氢与硫磺,还能高效利用环境资源,推动能源结构转型,是绿色可持续利用H2S资源的变革性新技术.光伏电催化H,S制氢技术具有以可再生能源供能、常温常压、产物易分离等优点,展现出了极大的应用前景,研究其经济性对于促进技术创新与规模应用具有重要意义.为此,以柴达木盆地某光伏发电项目为例,根据光伏电解H2S制氢脱硫系统各模块运行特性,运用线性规划模型,计算了制氢脱硫系统内部收益率(IRR)和平准化制氢成本(LCOH)等经济指标,最后从经济性和敏感性两个方面,剖析了年辐射量、光伏规模、设备成本和制氢能耗等多个因素对关键指标的影响程度.研究结果表明:①储能成本的增加会降低系统经济效益,离网不储能模式下的LCOH优于电解水制氢技术;②年辐射量大于1 396 kW·h/m2的油气田布局光伏电催化H2S制氢项目将具有一定经济性;③技术进步率对LCOH的降低效果优于光伏装机规模的增加,未来5年,加速的技术进步率可降低LCOH至15.10元/kg,接近于工业副产提纯制氢技术;④LCOH对电解槽制氢能耗的敏感性程度最高,当电解槽制氢能耗降低20％后,LCOH低至22.37元/kg,基本具备市场竞争条件.结论认为,随着设备制备水平的提升和制氢能耗的进一步降低,光伏电催化H2S制氢脱硫技术将具有较大的经济优势与发展潜力,应加大对该技术的研究和公关力度,以推动油气田的绿色低碳转型.

    氢能光伏电催化硫化氢平准化制氢成本技术进步率影响因素经济性评价敏感性分析

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    硫磺改性硅酸锌和硅酸铝及以其为基础的建筑用材料生产工艺研发

    涅列京·丹·阿伊什科夫·亚·加罗曼诺夫·康·弗科洛什金·叶·亚...
    192-196页
    查看更多>>摘要：高含硫油气田开发面临剧毒硫化氢的安全处理及所形成的硫资源化利用的双重科学挑战.随着石油天然气生产行业不断发展,其加工过程中副产的硫磺越来越多,硫磺产品除用于制硫酸、化肥和橡胶添加剂等主流用途外,开发新的硫磺相关产品或材料显得尤为重要.为此,聚焦于高含硫油气田开发中硫化氢的处理及硫的有效利用问题,提出了通过硫磺改性金属硅酸盐生产新型建筑材料的创新思路,并进行了硫磺改性金属硅酸盐的实验室研究和分析,提出了相关材料可能的应用领域.研究结果表明:①用氯化锌和氯化铝对无定形二氧化硅进行改性,有助于增加无定形二氧化硅表面活性中心数量;②物理化学和量子化学计算表明,金属氯化物与无定形二氧化硅中的氧和硅发生了化学反应;③在生产硫磺改性金属硅酸盐的工艺中应用金属(Zn、Al)氯化物作为亲电活化剂,所制得的材料指标优良,满足建筑行业要求.结论认为,研究成果不仅解决了含硫废弃物处理难题,还开辟了用硫磺改性金属硅酸盐生产新型建筑材料的新途径,产品具有广阔的应用前景,具有重要的生态意义和经济价值.

    硫化氢硫含硫材料氯化铝氯化锌金属硅酸盐

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