在深井、超深井酸化压裂作业后，必须将注入的酸液及时返排出井筒，排出的酸液携带着高压油气流，酸性浓度pH值2～3左右，对常规地面测试设备的金属结构具有很高的腐蚀性。目前，国内外地面测试分离器不具备防酸特性，按照操作规程的要求，只允许pH值5～6即含酸浓度≤4%的进入分离器，否则酸性流体会加重设备的腐蚀并加速设备的减值，甚至导致高压泄漏、起火爆炸、人员中毒伤亡等安全事故。为避免上述问题，酸化作业后往往是通过管线将含油、气、水的高酸油气流直接排放至废液坑，未经分离器分离的流体中如果含有硫化氢气体，则必须点火燃烧，这种施工方法会对环境造成极大污染，同时存在严重的安全隐患。

　　防酸防硫地面测试装备是针对油气层酸化压裂作业和酸性油气流地面测试的需求，为解决高浓度酸性流体直接排放造成的环境污染和酸性介质对设备腐蚀造成的安全隐患问题，自主研发的一套具有当前国内外最高抗酸性腐蚀能力的地面测试装备，同时制定了一套完整的应对恶劣腐蚀工况的地面测试施工工艺。

　　自行研制开发 操作安全

　　防酸防硫地面测试装备由防酸防硫控制头、防酸防硫地面安全阀、防酸防硫油嘴管汇、防酸防硫热交换器、防酸防硫三相分离器、原油分配管汇、防酸防硫缓冲罐、原油传输泵、防酸计量罐、自动点火燃烧器、数据采集及在线监测系统组成。

　　课题组通过高压酸性流体对地面测试设备腐蚀行为和控制方法的研究，获取到大量试验数据成果，经专家论证，结合实际工作中取得的经验，优选出了适应分离容器腐蚀特征的新型抗腐蚀复合材料、适应井口装置超高压工况下抗腐蚀能力强的合金材料、适应蒸汽热交换器高效换热和大温差工况下的复合合金材料以及配套辅助设施应用的防腐材料，采用先进的热处理工艺及特种焊接技术，设备整体抗酸耐腐性能指标达FF级，处于国内外同行业设备的领先水平。设备性能适用于处理酸性浓度15%，pH值≥1的高压地层流体，日处理液体流量2000m3、天然气流量160×104m3，可有效避免盐酸、草酸溶液和硫化氢、二氧化碳等酸性气体对设备造成严重的孔蚀、裂缝和脱层破坏，避免酸性腐蚀导致的设备高压泄漏、起火爆炸，人员中毒伤亡等安全事故。

　　防酸防硫地面测试装备在酸化压裂井和硫化氢、二氧化碳酸性气藏的现场应用中，通过对发生安全事故和环境危害等因素的研究，结合该装备的工艺特点，制订了相应的技术标准及设备操作规程，形成了一整套独有的、具有专业化技术优势的地面测试全封闭施工工艺，极大提升了酸性流体井和高含硫化氢井施工的安全环保作业水平;避免了毒害气体对施工场地周围环境和大气环境的污染。为确保高危环境下设备安全运转，开发出的酸性浓度及硫化氢含量在线数据采集监测技术，通过在线测量仪表可全天候、多角度、全方位的对酸性浓度、硫化氢含量、设备腐蚀等情况进行在线监测;配备经特殊工艺处理耐酸性腐蚀的压力、温度和流量传感器，结合前沿的电子计算方法和处理方法，形成了一套兼容自动报警和自动关井的自动化控制系统，有效提高了测试作业中的井控管理水平，提升了整套设备的操作安全性及资料录取能力。

　　功能齐全 优势凸显

　　防酸防硫地面测试装备的功能、特点主要体现在三方面：

　　一是具有强耐酸性腐蚀能力。设备可以对压裂后酸性pH值1-3的高压混项流体进行及时处理，提高了设备在高压、温差变化大、高含酸、高含硫复杂工况下的施工作业效率，使得录取的数据更为全面、精准。

　　二是现场布置在线监测硫化氢、二氧化碳、可燃性气体浓度，应用超限值自动报警及自动控制装置，理论上杜绝了人员和设备事故发生的几率，提高了设备的操作安全性。

　　三是采用地面测试全封闭流程工艺，高压地层流体首先通过分离器进行一级分离，然后液体进入缓冲罐进行二级分离，带有残存气体的原油再通过除硫装置进入环保罐进行三级分离，最终所有气体经过充分分离和燃烧，保证工作环境的硫化氢浓度低于安全限值。

　　在防酸防硫地面测试施工工艺中，设备准备工作是流程安装、调试、试压及现场应用仪器、仪表的标定。设备运行工作有五个环节：一是开启数据采集系统、环境检测系统、自动报警及全自动关井控制系统;二是按设计要求安装油嘴设定工作制度，控制流体达到临界流动状态，满足产量计量要求;三是开井初期液体通过旁通管线将单相酸性流体导入计量罐，随着压力升高，流体中气体相分率增加，将流体导入分离器流程，进行分离器压力控制和液面控制;从地面见液开始，数据采集系统录取各项参数，并通过含砂仪测量流体中的固相颗粒含量;四是当分离器压力和容器内液面高度均达到预设值时，开始进行油、气、水的各项计量，并通过数据采集系统获得各项产量;五是通过罐车将井内产出的残酸液和含酸性原油回收，含硫化氢气体通过自动点火燃烧装置燃烧处理。

　　在施工结束时，要采用氮气或清水对设备进行扫线清洗，汇总各项资料进行评价解释。

　　应用效果显著 前景广阔

　　从2008年第一台样机投入塔里木油田现场试验使用至今，已完成60余井次的应用。通过数字统计、质量分析、应用对比，取得防酸防硫地面测试系统的应用效果如下：防酸防硫地面测试装备设计结构合理，完全符合耐酸抗腐设计的各项工作指标，满足高含酸性流体工况下的施工工艺要求，施工质量优质率达到100%，施工安全率100%;追踪探伤检验数据，设备在现场应用中未发生明显的腐蚀损伤，印证了设备材料选择的适用性;在压裂施工后流体即时导入防酸防硫地面测试系统，提前了数据录取的时间，提升了采集数据的准确度，为提高油气层随钻捕捉能力与实时的评价解释水平提供了完整的基础数据;采用数据采集系统、全天候监测报警系统及全自动关井控制系统，提高了施工中的井控安全系数，理论上杜绝了发生工程事故的几率;采用全封闭地面测试技术，使施工中的有毒，有害物质对环境污染和人员健康损伤降到最低;耐酸抗腐整体性能领先于进口设备，而购置成本和维护保养成本远低于进口设备;设备在适用性上适合所有井况条件下的地面测试作业，并不局限于含酸性流体地层的测试，在处理能力上处于国际先进水平。

　　2012年3月17日，中国石油天然气集团公司科技管理部在天津组织召开了由渤海钻探工程公司研发的《BH-STS防酸防硫地面测试装备》成果鉴定会。由院士专家组成的鉴定委员会认为，“该成果填补了高级别防酸防硫地面测试设备空白，主要性能指标达到了国际领先水平，在高酸性油气田具有广泛的应用前景”。