石油***钻探过程中***的监测

石油***钻探过程中***的监测

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立特科技作为美国DETCON Inc产品中国******，***负责中国地区DETCON Inc.产品的综合业务。同时也是美国DETCON Inc产品中国地区***服务中心和技术培训中心.

摘要：石油***钻探过程中***的准确监测是确保钻井安全的条件。在介绍***气体的性质、危害的基础上具体阐述了现场常用***监测方法。对现行井场***监测问题进行了探讨，提出了***监测应从监测地面气体向监测地层流延伸，***报警内容应多样化的建议。

关键词： 石油******监测

石油***钻探作为一项高技术、高风险的活动，存在着许多影响环境与安全的因素。***气体作为这些因素中的***重要的一个，可能导致设备的损害与人员的***，因此石油钻探过程中***的监测工作很重要。多年来，经过各方的努力，***监测取得了很大的成绩，绝大部分***气体得以消弥，大量可能发生的***伤害事故得以避免。但是，现场***监测工作仍存在一些不足之处。本文对现场***监测的一些基本方法加以总结，期望能够对***监测工作有所帮助。

1 ***的性质和对石油钻探的危害［1］

要做好石油钻探过程中***的监测工作，首先应了解其性质与危害。

1.1 ***的物理化学性质

***是一种无色、***、强酸性气体，其相对密度为1.176，较空气重；燃点250℃，燃烧时呈蓝色火焰，产生***的SO₂；***与空气混合，体积分数达4.3~46%时就形成一种***混合物。

1.2 石油钻探过程中***的危害

1.2.1***对***的危害

***的毒性较***大5~6倍，几乎与***同样***。***质量浓度不同，对人的危害也不同，轻则对***造成刺激，重则会致使人在几分钟内***。

1.2.2***对设备材料的危害

（1）***对金属材料的腐蚀。***溶于水形成弱酸，对金属的腐蚀形式有电化学失重腐蚀、氢脆和硫化物应力腐蚀开裂，以后两者为主，一般统称为氢脆***。氢脆***往往造成井下管柱的突然断落、地面管汇和仪表的***、井口装置的***，甚至发生严重的井喷失控或着火事故。

（2）***能加速非金属材料的老化。在地面设备、井口装置、井下工具中，有橡胶、浸油石墨、石棉等非金属材料制作的密封件。它们在***环境中使用一定时间后，橡胶会产生鼓泡胀大，失去弹性；浸油石墨及石棉绳上的油被溶解而导致密封件的失效。

1.2.3***污染钻井液

***主要是对水基钻井液有较大的污染。它会使钻井液性能发生很大变化，如密度下降、Ph 值下降、黏度上升，以至形成流不动的冻胶，不能使用，这必将增加成本，并给施工人员带来安全威胁。

2 ***的监测

2.1 现场常用***监测仪器

2.1.1***库仑检测仪

原理：利用库仑滴定原理，将被测气体导入滴定池，池内装有***化钾的酸性溶液，池内即发生电解。电解电流与被测物质的瞬时浓度呈线性关系，由此得出被测物质的浓度值，并由微安表指示读数。

2.1.2***气敏电极检测仪

原理：电极由工作电极、参比电极、内充电解液和透气膜组成。

用硫电极作工作电极，用Ag/AgCl电极或LaF₃电极作参比电极。内充电解液Ph为5的柠檬酸盐缓冲液。***通过透气薄膜进入电解液转变为S^2-离子，平衡时:

[S^2-]K₁*K₂[H₂S]/[H+]²

式中K₁、K₂为电离常数。当离子强度和Ph值一定时电极电位为：

E₀=E-(2.303RT/2F)Log[H₂S]

式中，F为法拉弟常数；T为温度；R为气体常数。

特点：重现性好；响应时间为1~3min；适于进行H₂S的在线测定。

2.2 常用快速化学分析方法

2.2.1***检测管法

原理：吸附在硅胶上的***能和***气体迅速反应，生成褐色的硫化铅，利用这一反应制成比长式检测管定量测定***。

制备：称取1.5g***溶于10ml 2%醋酸中，按1:1的比例加入10ml 2%***溶液，然后用水稀释至100ml，制成指示液。

将2g处理好的80~100目的硅胶放在蒸发皿中，加入1ml配好指示液，不断搅拌使指示粉自然干燥到颗粒之间互不粘附。

在内径2.3~3.0mm，长150mm的玻璃管中，装入80mm长的指标粉，两端用脱脂棉固定，熔封。用标准气进行标定，制作浓度标尺测定检测管。

干扰：硫醇类物质对测定有干扰。

2.2.2***指示纸法

原理：与检测管法相同，处理有***的指标纸与***作用产生褐色的硫化铅沉积在指示纸上。把指示纸的颜色与标准比色板相比较，确定***的浓度。

制备：称取10g***溶于100ml的醋酸中，加入10ml甘油配成指示液。把慢速定量滤纸在指示液中浸1min后取走。夹在干燥的滤纸中吸去多余的液体，放在不含***的干净空气中自然干燥。干燥后剪成与采样夹的直径相同的圆片，密封保存在玻璃容器中。

使用指标纸时，先将其夹在采样夹上，以1L/min的速度采样，采完规定体积的气样后，将指示纸折成半圆形，放在标准比色板的相应色阶上比较，得到***的含量。然后与采样体积相除得到气样中***的体积分数。指标纸与气样接触面积的直径小，测定灵敏度高，直径大，灵敏度低。石油***钻探现场负责资料信息采集、处理，钻井监控的综合录井仪一般采用***气敏电极检测仪进行***监测，其携带、安装方便，灵敏度较高，适于在线测量，适应现场对***检测需要。

塔里木盆地顺1井地处沙漠***，交通十分不便，一旦发生***事故，求援难度很大。该井使用国际***的DLS综合录井仪录井，***检测仪***小检测体积分数为10^-6，具有灵敏度高，响应时间短，24h连续监测，声光报警的功能。本井在录井过程中对***异常共作出3次预报，成功率为100%，有效地保证了工程的顺利施工和井场工作人员的人身安全。

3 现行井场***监测问题的思考

综合录井作为安全钻井的参谋具有监测及时性强，预报准确度高的特点，为钻井实施***监测提供了可靠依据。但是，目前***监测方法仅局限于地面的***，而对于可能产生***气体的因素没有加以监测，同时发现***异常报***式单调、***传感器安装位置不符合井场***分布规律等问题，因此，要对现行***监测加以改进。

3.1 ***监测应从监测地面气体向监测地层流体延伸

***监测的目的是防止***对设备特别是对人员的伤害，因此监测产生***的因素比监测地面***气体更为重要，事实上，国内石油***钻探***几次特大的******