二氧化碳培训讲义

CO2知识培训教材 华东分公司采油厂 CO2相关知识CO2气井开关井巡回检查及现场管理井控应急程序流程的冻堵及处理 目录 二氧化碳的性质 二氧化碳是无色 无臭的气体 分子式为C02 分子量为44 比重约为空气的1 5倍 二氧化碳在不同条件下可以气 液 固三种状态存在 固体二氧化碳也叫干冰 二氧化碳的化学性质不活泼 既不可燃 也不助燃 但作为碳酸酐 它与强碱有强烈的作用 能生成碳酸盐 在一定条件及催化剂作用下 二氧化碳还能参加很多化学反应 又表现出良好的化学活性 CO2相关知识 二氧化碳的物理性质 气体二氧化碳的密度气体二氧化碳的密度 在温度不太低 压力不太高的情况下 可以近似地按理想气体状态方程式计算 PM RT式中 气体二氧化碳的密度 kg m3 P 气体二氧化碳的压力 Pa T 气体二氧化碳的绝对温度 K M 二氧化碳的分子量 kg molR 气体常数 8 314kN m kmol K CO2相关知识 二氧化碳的密度 若在高压低温条件下 气体C02必须按真实气体看待 则上应式予校证 校证后的状态方程式应为 PV ZRT式中Z为压缩系数 表示真实气体与埋想气体的偏差程度 那么 密度公式相应为 PM ZRT二氧化碳的压缩系数Z可由表查出 CO2相关知识 液体二氧化碳的密度 液体二氧化碳的密度受压力的影响甚微 而受温度的影响较大 其值见表 温度 密度kg m3温度 密度kg m3温度 密度kg m331 0463 95 0893 1 201029 930 0596 40 0924 0 251052 620 0770 7 5 0953 0 301074 215 0817 0 10 0980 8 351094 910 0858 0 15 01006 1 401115 0 CO2相关知识 固体二氧化碳的密度 固体三氧化碳的密度受压力影响甚微 受温度的影响也不大其密度值如下 温度 56 6 60 65 70 75 80 85 90密度kg m315121522153515461557156615751782 CO2相关知识 二氧化碳的临界性质 二氧化碳的临界性质临界状态是纯物质的一种特殊状态 在临界状况时 气相和液相的性质非常接近 两相之间不再存在分界面 临界点的参数叫做临界常数 包括临界温度 临界压力 临界体积等 其临界温度和临界压力为气液两相共存的最高温度和压力 在临界温度以上 不管施加多大压力 都不能使气体液化 CO2相关知识 二氧化碳的危险性 危险性类别 第2 2类 非易燃无毒气体 侵入途径 吸入健康危害 当空气中的二氧化碳浓度超过3 时出现呼吸困难 头痛 眩晕 呕吐等症状 浓度超过10 时可引起视力障碍 痉挛 呼吸加快 血压升高 意识丧失等 浓度超过25 时出现中枢神经的抑制 昏睡 痉挛以及窒息死亡 如果皮肤接触固体或液体二氧化碳时 能引起冻伤 环境危害 温室效应燃爆危险 不燃气体 无燃爆危险 CO2相关知识 二氧化碳的急救措施 皮肤接触 接触干冰引起的冻伤应立即用清水冲洗 眼睛接触 立即用清水冲洗 吸入 若发现病人是二氧化碳中毒时 要迅速使病人脱离高浓度二氧化碳环境 解开病人衣领 人工辅助呼吸 必要时用高压氧治疗 抢救人员应佩带有效的呼吸防护器 2 注射呼吸兴奋剂 有继发感染的给予抗生素 二氧化碳结合力下降应静脉滴注碳酸氢钠或乳酸钠 四肢痉挛可服用较大剂量的镇静剂 长期高热或惊厥可用镇静药物 其他如肺水肿 脑水肿等应对症处理 食入 无危险 CO2相关知识 二氧化碳的消防措施 危害特性 液体二氧化碳为不燃气体 不会燃烧爆炸 有害燃烧产物 液体二氧化碳为不燃气体 无燃烧产物灭火方法及灭火剂 CO2相关知识 二氧化碳的接触控制 最高容许浓度 5000PPm 9000mg m3 监测方法 气相色谱仪工程控制 加强通风呼吸系统防护 浓度超标时 加大通风量 必要时应佩带空气呼吸器或氧气呼吸器 眼睛防护 戴防护眼镜身体防护 穿防护服 工作服 手防护 戴防护手套 CO2相关知识 二氧化碳的理化特性 外观与性状 常温常压下为无色无臭稍带酸味气体 液化后为无色无臭液体 固化后为白色的薄片或立方体 熔点 56 6 沸点 升华 78 25 临界温度 31 19 临界压力 绝 7 827MPa相对密度 比重 1 53 空气 1 0 溶解性 能溶于水 烃类及大多数的有机溶剂用途 干冰用于青霉素制造 用于鱼类 医药品 蔬菜保鲜等 用于灭火剂 冷却剂等 用于焊接 铸造等机械加工 用于碳酸饮料制造 用于消防灭火 人工降雨 油田开采 化工产品添加剂 碳酸盐类制造等 用于半导体制造中的氧化 扩散 化学气相淀积等 CO2相关知识 二氧化碳的毒性 急性毒性 窒息急性中毒 轻度一般出现头晕 头痛 肌肉无力 全身酸软等不适感 中度出现头晕将有倒地之势 胸闷 鼻腔和咽喉疼痛难忍 呼吸急促 胸部有压迫及憋气感 剧烈性头痛 耳鸣 肌肉无力 皮肤发红 血压升高 脉搏跳动快而强 重度出现突然头晕无法支持而倒地 憋气 呼吸困难 心悸 神志不清 昏迷 皮肤 口唇 指甲青紫 血压下降 脉搏至不能触及 瞳孔散大 对光反射消失 全身松软 声门扩大 呼吸 心跳停止死亡 急性期过后有的可留有嗜睡及记忆力减退等症状 慢性中毒 无 生态毒理毒性 在一般情况下 二氧化碳并不是有毒物资 但空气中二氧化碳浓度超过一定限度后 则使肌体产生中毒现象 其中毒原理是 一 高浓度二氧化碳本身具有刺激和麻痹作用 二 高浓度二氧化碳使肌体发生缺氧窒息 CO2相关知识 气藏概述 黄桥地区的天然二氧化碳是由地幔二氧化碳经断裂运移至地壳储集体而形成的天然二氧化碳气田 黄桥二氧化碳气田 位于江苏泰兴县黄桥镇以西 是1983年华东石油地质局在油气普查勘探中发现的 属新生代苏北盆地与苏南隆起过渡带上的黄桥构造带 通过计算 并经国家资源委审批 该气田总含气面积52 2平方公里 探明加控制储量达261 48 108立方米 CO2相关知识 苏174井气体成分 CO2相关知识 作为导致温室效应的主要气体 二氧化碳减排和合理利用已经成为世界性课题 我国是全球二氧化碳排放第二大国 目前排放的二氧化碳约38亿吨 而2005年被有效利用的二氧化碳只有85万吨 业内人士指出 应加大力度开发二氧化碳潜在的巨大市场 并注重二氧化碳捕集 提纯与回注技术的研发 以实现应用领域的实质性拓展 CO2的应用 CO2相关知识 我国的CO2应用范围 CO2相关知识 2005年全国碳酸型饮料产量近5000万吨 按平均每吨碳酸饮料需添加二氧化碳15千克计算 每年需要二氧化碳75万吨左右 但该行业目前正遭受果蔬饮料 纯净水 茶饮料 乳品饮料的冲击 增长速度已放慢 预计未来五年 碳酸饮料行业虽然仍是二氧化碳主要消费领域 但所占比例将会明显下降 在碳酸饮料行业的应用 CO2相关知识 用二氧化碳生产降解塑料和碳酸二甲酯技术 被誉为实现二氧化碳变废为宝的 绿色化工科技 这些技术目前已在我国获得突破并实现了工业化生产 据预测 被誉为有机合成 新基石 的碳酸二甲酯今后每年的需求增长将超过20 到2020年我国的碳酸二甲酯产能将达400万吨 因此这一领域对二氧化碳的需求将会大幅增长 加上以二氧化碳为原料生产降解塑料技术的推广应用 预计这一领域最终消耗的二氧化碳将占消费总量的20 以上 在塑料加工中的应用 CO2相关知识 与手工电弧焊相比 二氧化碳气体保护焊可提高工效1 2倍 节电50 因而近几年在汽车 造船 化工设备等大型制造业得到了广泛应用 尤其是二氧化碳和氩气混合气体保护焊技术的开发与应用 不仅扩大了二氧化碳气体保护焊的应用范围 而且克服了二氧化碳气体保护焊热量分散 焊点大 焊接处易变形等不足 这必将推动该领域对二氧化碳需求的快速增长 预计需求量将由目前的3 5万吨左右增至6万 8万吨 二氧化碳保护焊 CO2相关知识 与传统的机械冷藏相比 二氧化碳冷冻保鲜不仅不会使食品失水 风干 气化 而且节能省电 尤其适用于大型食品保鲜和粮食的低温干燥储存 目前我国东南沿海一些大型超市或冷库已开始采用二氧化碳制冷保鲜 北方的市场也已启动 随着电价的不断上涨 大型超市的不断增多 今后这一领域对二氧化碳的需求将会激增 预计该领域消耗比例将会提升至10 在食品保鲜中的应用 CO2相关知识 作为烟丝膨化剂 二氧化碳不仅可替代即将被禁用的氟利昂 还可提高烟丝质量 节省烟丝5 左右 从近几年一些烟草企业的经验来看 每生产10万箱香烟约需二氧化碳300吨左右 照此推断 一旦所有烟厂都采用二氧化碳作膨化剂 则该行业每年所需二氧化碳可达10万吨以上 在烟草行业中的应用 CO2相关知识 二氧化碳最具开发价值的应用领域当属二氧化碳驱 主要包括 将二氧化碳注入油藏提高原油采收率 将二氧化碳注入原生及附近气田增加气体采收率 以及将二氧化碳注入煤田增加甲烷采收率 在二氧化碳提高原油采收率技术目前已被证明在水驱基础上 仍可将原油采收率提高12 以上 近几年 国内的一些油田在这方面都做了积极的探索和尝试 2005年5月 我局利用其自产的高纯二氧化碳进行注压采油 标志着我国在这一领域的研究与应用取得了实质性突破 在三次采油中的应用 CO2相关知识 CO2气井开关井 地质关井 只要油气井连续24小时无产量 不管井的流程是否处于生产状态叫作关井 特点是与生产流程无关 生产关井 即油气井生产或二次闸门关死特点是井间生产流程不通 关井时间超过48小时 叫暂闭井 指令性关井叫计划关井 预备知识开关井的概念 CO2气井开关井 预备知识井筒 CO2气井开关井 资料表明 CO2气井开关井工艺流程简介 开井流程 CO2 油水 CO2气井开关井 CO2气井开关井工艺流程简介 关井流程 CO2气井开关井 1 1开井技术要求1 1 1开关井的调度指令应详细记录 开井前后有关资料应全取准 记录无误 1 1 2防油气泄露引起火灾爆炸及人员中毒1 1 3开采油树阀门时 应由内到外并完全打开 严禁用采油树阀门进行调节气量 1 1 4开站场各级阀门顺序必须先开低压 再开高压 一次进行 防止憋压 安全阀必须处于工作状态 1 1 5各级控制压力不准超过工作压力 注意防止针形阀处形成水合物堵塞 1 1 6及时调整气产量 使其合乎调度指令 CO2气井开关井 CO2气井开关井 1 2 关井技术要求1 2 1关井的调度指令应详细记录 开井前后有关资料应全取准 记录无误 1 2 2防油气泄露引起火灾爆炸及人员中毒1 2 3关采油树阀门时 应由外到内并完全打开 并完全关闭 不准半关1 2 4关站场各级阀门顺序必须先关高压 再关低压 一次进行 防止憋压 安全阀必须处于工作状态 1 2 5各级控制压力不准超过工作压力 注意防止针形阀处形成水合物堵塞 1 2 6及时调整气产量 使其合乎调度指令 CO2气井开关井 CO2气井开关井 2 CO2井开关井作业程序2 1开井程序2 1 1倒井口流程 2 1 2开生产阀门 2 1 3检查流程 检查管线 管件是否正常 记录压力表压力值 2 1 4做好运行记录 CO2气井开关井 CO2气井开关井 2 CO2井开关井作业程序2 1关井程序2 1 1关生产阀 2 1 2记录压力表 温度表读数 2 1 3倒井口流程 2 1 4检查流程 检查管线 管件是否正常 2 1 5做好运行记录 CO2气井开关井 CO2气井开关井 3 CO2井开关井作业违章3 1开井违章3 1 1开关闸门未站在侧面 3 1 2工具不规范 搭F扳手方向错误 3 1 3开关闸门不平稳 3 1 4倒流程错误或打开顺序错误 开井后不检查井口设备运行情况 3 1 5不填写记录 CO2气井开关井 CO2气井开关井 3 CO2气井开关井作业违章3 1关井违章3 1 1开关闸门未站在侧面 3 1 2工具不规范 搭F扳手方向错误 3 1 3开关闸门不平稳 3 1 4倒流程错误或打开顺序错误 关井后不检查 3 1 5不填写记录 CO2气井开关井 CO2气井开关井 CO2井开关井事故 物体打击高压刺漏伤人 中毒 碰撞 跌倒 冻伤 CO2气井开关井事故 CO2气井开关井 巡回检查及现场管理 巡回检查内容 巡回检查及现场管理 采气井口检查点及检查内容 观察记录井口压力 温度 流量 判断是否正常生产 检查各连接部位有无渗漏 地面分注井检查井口水表的配注量 打扫卫生 做到 三清四无五不漏 巡回检查方法及技巧 巡回检查及现场管理 看 听 摸 闻 压力表 温度计等仪表的显示密封点的有无泄漏有无异常结霜等 有无刺漏声有无节流声 温度振动 有无异味 现场管理相关标准及法规 巡回检查及现场管理 石油天然气安全操作规程 AQ2012 2007 5 6采油采气中规定 原则 进取永无止境创新成就未来 干什么学什么 缺什么补什么 学什么练什么 练什么精什么 巡回检查及现场管理 CO2流程中的 O 型圈 巡回检查及现场管理 对比分析水合物和干冰 巡回检查及现场管理 断裂的安全阀 巡回检查及现场管理 井控应急程序 CO2气井井控应急处置程序 应急响应程序应急处置表 CO2气井井控应急程序 应急响应程序 CO2气井井控应急程序 应急处置表 CO2气井井控应急程序 应急处置表 CO2气井井控应急程序 应急处置表 CO2气井井控应急程序 流程冻堵及处理 CO2流程冻堵物的类型 水冰水合物 流程冻堵及处理 CO2水合物生成机理 气体中含有过饱和状态的水蒸汽或液态水 合适的压力温度 同时存在压力波动 气体流向突变引起的扰动以及存在晶种等辅助条件 就可以形成水合物 CO2生成水合物的临界温度 最高温度 为10 流程冻堵及处理 CO2水合物生成条件 CO2水合物是CO2分子和水分子组成的固体结晶物质 它存在于低温高压环境中 形成CO2水合物形成需要3个条件 足够低的温度较高的压力原始物质 气和水的足