3.3.1?自主研發(fā)了高含硫氣田氣液密閉混輸技術(shù)

自主研發(fā)了以控制流態(tài)為核心的氣液混輸技術(shù)，在國(guó)內(nèi)首次界定了輸送介質(zhì)的最大、最小流速，減緩了管內(nèi)液體沉積對(duì)管道的腐蝕，確保了緩蝕劑的應(yīng)用效果。首次在國(guó)內(nèi)高含硫氣田應(yīng)用氣液密閉混輸技術(shù)，高含硫氣田水經(jīng)閃蒸脫氣后集中處理回注，含硫閃蒸氣集中進(jìn)入后續(xù)硫磺回收裝置，實(shí)現(xiàn)了氣田水和硫化氫全程零排放，每年回注氣田水400×10⁴?m³。提出了高含硫氣田安全截?cái)?、緊急放空和安全儀表系統(tǒng)控制設(shè)置原則，防止了意外工況下有毒氣體外泄。圖4為高含硫氣田氣液混輸工藝流程圖。

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3.3.2?自主研發(fā)了高含硫氣田地面集輸抗硫管線材料和焊接技術(shù)

建立了實(shí)驗(yàn)室高含硫工況模擬評(píng)價(jià)指標(biāo)，提出了L360等抗硫管材的制造和施工技術(shù)要求，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)高鋼級(jí)管材在高含硫氣田的首次應(yīng)用，改變了依靠國(guó)外進(jìn)口抗硫管材設(shè)備的局面，降低工程投資3%～5%。研發(fā)了高含硫集輸管線的焊接工藝，制訂了焊接材料和焊后熱處理技術(shù)要求、抗氫致開裂和硫化氫應(yīng)力腐蝕的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，提高了焊接質(zhì)量和焊接效率，確保了高含硫氣田地面集輸管網(wǎng)的安全運(yùn)行。

3.3.3?集成創(chuàng)新了以抗硫材料性能評(píng)價(jià)、緩蝕劑應(yīng)用和腐蝕監(jiān)測(cè)為主體的腐蝕控制技術(shù)

3.3.3.1?自主研發(fā)了高含硫氣田在線腐蝕試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)材料評(píng)價(jià)技術(shù)

自主研發(fā)了國(guó)內(nèi)首個(gè)高含硫氣田在線腐蝕試驗(yàn)裝置，形成了可變流速、氣液兩相高壓在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)，可在實(shí)際流態(tài)條件下對(duì)材料耐蝕性能進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，驗(yàn)證材料和焊接工藝在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的可靠性。圖5為天東5-1井高含硫氣田在線腐蝕監(jiān)測(cè)裝置。

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3.3.3.2?發(fā)明了長(zhǎng)效膜緩蝕劑、緩蝕劑加注裝置

通過改進(jìn)緩蝕劑分子結(jié)構(gòu)，引入巰基基團(tuán)，增強(qiáng)了緩蝕劑的吸附成膜性能，與國(guó)外同類產(chǎn)品相比緩蝕劑的膜持久時(shí)間由10 d提高到45 d。應(yīng)用了清管器預(yù)膜技術(shù)，解決了長(zhǎng)距離管線緩蝕劑均勻保護(hù)和殘余藥劑回收的技術(shù)難題。首次在四川龍崗高含硫氣田進(jìn)行了全流程管線整體應(yīng)用清管器預(yù)膜技術(shù)。圖6為長(zhǎng)效膜緩蝕劑分子結(jié)構(gòu)示意圖。

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3.3.3.3?自主研發(fā)了高含硫氣田開發(fā)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)

自主開發(fā)建設(shè)了適用于高含硫氣田的數(shù)字化腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了腐蝕控制可視化管理；自主研發(fā)了緩蝕劑殘余濃度分析、氫滲透測(cè)試和ER腐蝕監(jiān)測(cè)溫度補(bǔ)償技術(shù)，為高含硫氣田腐蝕控制提供了準(zhǔn)確的技術(shù)資料，將氣田的腐蝕速率從2.3 mm／a降到了0.1 mm／a，使材料的使用壽命延長(zhǎng)了20多倍，效果十分顯著。

3.4.1?發(fā)明了改良低溫克勞斯硫磺回收工藝

通過增加再生切換前的預(yù)冷步驟和再生前的冷凝去硫步驟進(jìn)行了流程創(chuàng)新，發(fā)明了改良低溫克勞斯硫磺回收工藝并形成了工藝設(shè)計(jì)包(圖7)，硫磺回收率由常規(guī)克勞斯工藝的92%提高到99.45%，高于國(guó)外同類工藝指標(biāo)。創(chuàng)新利用灼燒爐煙氣熱能作為再生熱源，回收熱能l l25 kW／a，已建成3套大型含硫天然氣凈化裝置。

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3.4.2?自主研發(fā)了高含硫天然氣配方溶劑脫硫工藝

為了提高溶劑體系對(duì)有機(jī)硫的物理溶解能力，促進(jìn)有機(jī)硫的水解，用配方溶劑代替了單一的甲基二乙醇胺溶劑，有機(jī)硫脫除率由40%提高到85%，H₂S脫除率超過了99.98%。首次在國(guó)內(nèi)測(cè)定了有機(jī)硫在脫硫溶液中的平衡溶解度，并建立了相應(yīng)的工藝計(jì)算模型，可為自主設(shè)計(jì)高含硫凈化裝置提供技術(shù)支持。

3.4.3?研發(fā)了系列硫磺回收催化劑

創(chuàng)新研制出克勞斯催化劑、尾氣加氫催化劑和其他特殊硫磺回收工藝用催化劑8種。催化劑的推廣應(yīng)用使裝置S0₂外排量由71.49 t／lO⁸?m³降到l8.36 t／lO⁸?m³，減排74%。目前國(guó)內(nèi)45套同類大型生產(chǎn)裝置均使用了該系列催化劑。

3.4.4?研發(fā)了天然氣凈化輔助技術(shù)，保證裝置平穩(wěn)運(yùn)行

研發(fā)了天然氣組成分析、硫化氫及有機(jī)硫分析等輔助技術(shù)，研制了3種國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，建立了17項(xiàng)天然氣組分分析方法，皆成為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，為控制中國(guó)商品天然氣質(zhì)量、確保天然氣凈化裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行提供了準(zhǔn)則。

3.5.1?創(chuàng)建了復(fù)雜地形及局地氣象條件下高含硫氣田開發(fā)環(huán)境影響評(píng)價(jià)、安全評(píng)價(jià)、定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)體系

首次針對(duì)含硫天然氣開發(fā)環(huán)境影響突出、準(zhǔn)確預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)難度大等技術(shù)瓶頸，通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)、多年跟蹤評(píng)價(jià)等手段，創(chuàng)新建立了一整套復(fù)雜地形條件下高含硫氣田開發(fā)的大氣、地下水、生態(tài)等各環(huán)境要素影響預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)體系，為高含硫氣田區(qū)域污染防治提供了依據(jù)。

自主研發(fā)了基于復(fù)雜地形條件下高含硫氣田開發(fā)的定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法和軟件，使丘陵及中、低山地帶的評(píng)價(jià)精度超過了50%，在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)將三維擴(kuò)散模擬結(jié)果應(yīng)用到定量風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，為復(fù)雜地形條件下高含硫氣田開發(fā)的安全防護(hù)距離及應(yīng)急計(jì)劃區(qū)確定提供了科學(xué)依據(jù)，從源頭實(shí)現(xiàn)了氣田安全生產(chǎn)。

3.5.2?研發(fā)了鉆井固體廢棄物資源化利用技術(shù)

自主研發(fā)了適合高含硫氣田鉆井廢泥漿的固化劑“泥漿復(fù)合膠粘劑”，研發(fā)了廢泥漿制免燒磚工藝和制磚裝置。免燒磚的磚體強(qiáng)度達(dá)到MU10標(biāo)準(zhǔn)磚的強(qiáng)度，浸泡水質(zhì)滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求，實(shí)現(xiàn)了廢棄物的資源化利用。

3.5.3?創(chuàng)建了高含硫氣田開發(fā)事故應(yīng)急保障系統(tǒng)

創(chuàng)新應(yīng)用GIS技術(shù)、無線通信技術(shù)、三維復(fù)雜地形的H₂S(S0₂)擴(kuò)散數(shù)字模擬技術(shù)、定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)、MM5中尺度氣象模擬技術(shù)等，配置了消防中心、搶維修中心、安全庇護(hù)所、環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、應(yīng)急報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)氣象站等，建立了三維地理信息應(yīng)急系統(tǒng)管理平臺(tái)，具備事故狀態(tài)下現(xiàn)場(chǎng)氣象參數(shù)、有毒污染物影響范圍、影響人口分布、應(yīng)急資源等綜合數(shù)據(jù)調(diào)配功能，為事故發(fā)生后的快速高效響應(yīng)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急指揮決策提供了支持，該技術(shù)在四川龍崗氣田已建成并投入使用。

相關(guān)技術(shù)成果與國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)的對(duì)比情況如表2所示。

表?2

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1)上述研究攻關(guān)成果由中國(guó)石油西南油氣田公司統(tǒng)一協(xié)調(diào)、組織了專人進(jìn)行項(xiàng)目推廣，開展了規(guī)模化工業(yè)應(yīng)用，建成了中國(guó)首個(gè)高含硫氣藏開采先導(dǎo)試驗(yàn)基地，建設(shè)了國(guó)家重大科技專項(xiàng)——四川龍崗地區(qū)大型碳酸鹽巖氣藏開發(fā)示范工程區(qū)，已在四川盆地建成了處理含硫天然氣150×10⁸?m³／a和回收硫磺29×10^4?t／a的產(chǎn)能，同時(shí)在海外土庫曼斯坦阿姆河高含硫氣

田推廣應(yīng)用，為“西氣東輸”二線工程提供了資源保障，近3年來已累計(jì)開采含硫天然氣322×10⁸?m³，回收硫磺74×10⁴?t，實(shí)現(xiàn)了資源綜合利用，新增利稅88億元。所采天然氣折算替代原煤5 990×10⁴?t，二氧化碳減排9 365×10⁴?t，二氧化硫減排148×10⁴?t，在保證能源供應(yīng)、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與清潔生產(chǎn)方面取得了巨大效益。

2)2012年2月，中國(guó)石油西南油氣田公司組織完成的《大型高含硫氣田安全開采及硫磺回收技術(shù)》獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，這是中國(guó)在高含硫氣藏開采領(lǐng)域授予的第一個(gè)也是目前唯一1個(gè)國(guó)家科技獎(jiǎng)勵(lì)。該成果為清潔安全開采已探明的約1×10¹²?m³高含硫氣藏提供了技術(shù)保障，使中國(guó)進(jìn)入了擁有該技術(shù)的國(guó)際先進(jìn)行列，具備了參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力，技術(shù)應(yīng)用前景廣闊。

3)在取得進(jìn)步的同時(shí)也還應(yīng)當(dāng)清醒地看到中國(guó)高含硫氣田開發(fā)的總體技術(shù)水平與國(guó)外還有一定差距，表現(xiàn)在高含硫氣田開采技術(shù)的整體性、系統(tǒng)性和配套性不夠，核心競(jìng)爭(zhēng)力和原始創(chuàng)新能力有待提高，基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)能力有待進(jìn)一步提升，部分關(guān)鍵設(shè)備、工具及材料還依賴引進(jìn)，高含硫氣藏開采系列規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系有待建立和完善，相關(guān)技術(shù)工程化應(yīng)用初獲成功仍需持續(xù)跟蹤評(píng)價(jià)。

4)為了加快高含硫氣田安全開采技術(shù)的進(jìn)一步完善和配套，建議在現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上，依托已建成的中國(guó)石油高含硫氣藏開采先導(dǎo)試驗(yàn)基地，整合國(guó)內(nèi)本領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)學(xué)科和研究力量，在四川盆地盡快建成國(guó)家層面的技術(shù)研發(fā)和工程應(yīng)用平臺(tái)，并使之成為高含硫氣田開采領(lǐng)域核心技術(shù)的創(chuàng)新基地，促進(jìn)本領(lǐng)域自主創(chuàng)新能力的提升。同時(shí)，通過市場(chǎng)機(jī)制實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散，提供成熟的工藝技術(shù)及其產(chǎn)品裝備，實(shí)現(xiàn)開采技術(shù)工程化和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用示范，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)能力和發(fā)展后勁，推動(dòng)天然氣工業(yè)快速發(fā)展。

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[1]?何生厚.高含硫化氫和二氧化碳天然氣田開發(fā)工程技術(shù)[M].北京：中國(guó)石化出版社，2008.