含硫气井井筒完整性风险评价研究

发布时间：2019-11-13 22:13

【摘要】：针对含硫气井开发过程中井筒完整性失效风险,建立了含硫气井风险评价模型。采用Bow-tie模型将井筒完整性的失效形式分为水力屏障失效、实体屏障失效和操作管理屏障失效3个方面,确定了含硫气井井筒完整性失效的28个风险因素;基于层次分析法定量确定了各风险因素的权重,通过风险矩阵法评估了风险因素发生的可能性与严重程度,实现了对井筒完整性风险等级的划分。将以上方法对某含硫气井进行了应用,确定了该井的风险等级及主要风险因素。研究结果表明:建立的风险评价模型能够对含硫气井井筒完整性进行评价,确定风险等级。该方法的应用有助于降低含硫气井的事故风险,可为含硫气井完整性现场管理提供参考。
【图文】：

的井筒完整性风险评价研究还较少。以下针对含硫气井的特殊性，考虑H2S等酸性气体对井筒完整性的影响，采用风险矩阵方法结合层次分析法，建立含硫气井井筒完整性风险评价模型，用以确定井筒完整性风险等级及主要风险因素。1井筒完整性风险评价模型采用Bow－tie模型将井筒完整性失效形式分为3个方面，得到井筒完整性的系统结构，进而利用风险矩阵方法对风险因素进行评价，得到风险因素的风险值，同时建立层次分析结构，得到各影响因素的权重值，最终求得井筒完整性的风险等级［8］，风险评价模型的建立流程如图1所示。图1井筒完整性风险评价流程Fig．1Flowchartofwellboreintegrityriskevaluation采用风险矩阵方法与层次分析结合的方法既能够保证风险评价模型的合理性，又能够提高模型的易用性，综合考虑了导致井筒完整性失效事件的发生可能性及严重程度，使得风险评价模型能够更好地用于实际工况评价。1．1含硫气井井筒完整性风险识别对于含硫气井，可能会出现油套管螺纹密封失效、封隔器密封失效、井下安全阀失效等问题，，导致井下天然气进入油套环空，甚至泄漏至地面，可能造成重大生产安全事故［9］，有必要针对井筒完整性造成破坏的影响因素进行评价和管理［10］。H2S的强腐蚀性对井筒完整性的影响十分突出。H2S能够腐蚀井下管柱，可导致均匀腐蚀或局部腐蚀，造成油套管腐蚀穿孔，且在各种腐蚀形式相互促进，最终导致材料开裂，严重时甚至导致气井完全报废。同时，也会导致油套管连接螺纹断裂及密封失效、井下封隔器密封失效、采气树泄漏等问题。含硫气井对管柱材料选择、油套管螺纹气密封性及采气井口系统完整性设计提出了更高的要求。因此，在含硫气井的井筒完整性风险评价中应重点考虑H2S

性的影响十分突出。H2S能够腐蚀井下管柱，可导致均匀腐蚀或局部腐蚀，造成油套管腐蚀穿孔，且在各种腐蚀形式相互促进，最终导致材料开裂，严重时甚至导致气井完全报废。同时，也会导致油套管连接螺纹断裂及密封失效、井下封隔器密封失效、采气树泄漏等问题。含硫气井对管柱材料选择、油套管螺纹气密封性及采气井口系统完整性设计提出了更高的要求。因此，在含硫气井的井筒完整性风险评价中应重点考虑H2S对于井筒完整性的影响［9－10］。根据对含硫气井失效形式的分析，总结了井筒发生失效的位置及形式，如图2所示:图2含硫气井失效风险分布Fig．2Failureriskdiagramofsourgaswells1．2Bow－tie模型构建为了系统地研究含硫气井的井筒完整性问题，根据含硫气井失效风险分布，识别导致井筒完整性失效的影响因素，建立井筒完整性失效的Bow－tie模型。以含硫气井井筒完整性失效作为顶层风险事件，将井筒完整性的失效形式分为水力屏障失效、实体屏障失效及操作管理屏障失效3大类。分析导致事件发生的影响因素及发展过程，建立了含硫气井井筒完整性失效的Bow－tie模型［11－12］，如图3所示。·102·中国安全生产科学技术第13卷

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本文编号：2560509