含硫化氢天然气的形成机制及分布规律研究

含硫化氢天然气在全球分布广泛。我国目前已在四川、渤海湾、鄂尔多斯、塔里木和准噶尔等含油气盆地发现了含硫化氢天然气。其中四川盆地川东北气区、华北赵兰庄气田和胜利油田罗家气田为高含硫化氢气田。在对国内外硫化氢研究现状分析和对硫化氢成因机理、成因类型和高含硫化氢气田地质特征研究的基础上,认为上述3个高含硫化氢气田的硫化氢均主要为硫酸盐热化学还原成因(ThermochemicalSulfateReduction,TSR)。     

油田硫化氢腐蚀机理及防护的研究现状及进展

我国大多数油田含有硫化氢腐蚀性气体，其中四川盆地是我国含硫化氢天然气分布最广的含油气盆地，而硫化氢腐蚀是井下油气管的主要腐蚀类型。简要论述了硫化氢腐蚀的机理和影响因素，分析了国内外硫化氢腐蚀研究的现状和趋势，并在此基础上介绍了采用缓蚀剂、涂镀层油管、普通碳钢管材、耐蚀合金钢管材、玻璃铜和塑料管材、阴极保护几种国内外常用的防腐措施，指出了各种方法的优缺点，探讨了高含硫化氢油气田腐蚀研究的热点问题及发展方向。     

中国高含硫化氢天然气的形成及其分布

含硫化氢天然气是天然气资源的重要组成部分，也是硫磺的重要来源之一。中国高含硫化氢天然气资源丰富，主要分布在渤海湾盆地陆相地层的赵兰庄气田、罗家气田和四川盆地海相地层的渡口河、罗家寨、中坝、威远、卧龙河等气田。这些气田中硫化氢含量一般为5％～92％左右，主要分布在富含膏盐层的油气区中，硫化氢主要为硫酸盐热化学还原作用形成的，赵兰庄气田早期可能存在微生物还原作用形成的硫化氢；膏盐层的分布位置对硫化氢的生成量和形成条件具有一定的控制作用。表2参41     

天然气藏中硫化氢成因研究进展

目前普遍认为天然气藏中硫化氢主要为生物硫酸盐还原（BSR）、硫酸盐热化学还原（TSR）和含硫化合物热裂解等成因。一般认为,天然气中高含硫化氢是硫酸盐热化学还原作用的结果。从气藏的地质和地球化学等方面,可以找到气藏发生硫酸盐热化学还原作用后的许多证据,根据这些证据,可以很好地判断气藏是否发生过硫酸盐热化学还原作用。尽管对天然气藏中硫化氢研究已取得一定的成果,但仍存在许多亟待认识的问题,如硫化氢的成因机理、分布规律、地质-地球化学特征,硫化氢与油气的关系,以及硫化氢形成的主控因素等。总结了国内外关于硫化氢天然气成因研究进展及其存在的问题,以期引起人们对硫化氢天然气的关注。     

加强技术攻关 降低开发成本 配套开发措施 经济有效开发苏里格大气田

“加快长庆鄂尔多斯盆地天然气勘探开发对实现中国石油天然气发展整体战略至关重要”。基于这个认识，2004年6月6日至8日，中国石油天然气股份公司在陕西宝鸡召开苏里格气田开发前期评价研讨会，对长庆油田分公司已开发和潜在天然气资源从地质认识、工艺创新、工程技术、地震攻关、     

盆地中心天然气系统成藏机理

盆地中心气为一类储量巨大的非常规天然气资源。这类天然气除北美已成功地进行了勘探与开发外，世界其他地区还没有得到充分的认识。为此，对盆地中心气系统的概念、该系统的形成演化、成藏机理与成藏模式进行了阐述；在此基础上，对准噶尔盆地腹部盆地中心天然气系统进行了分析，认为该区深层4100-4500m以下存在一异常压力封闭层，相应的煤系烃源岩成熟度Ro〉0．7％、储层致密，泥浆中气显示丰富，推测该区存在一个巨大的盆地中心天然气系统。     

中国近海油气资源潜力新认识

对中国近海油气资源潜力提出了新认识，认为中国近海已初步证实了五大天然气富集区：莺歌海盆地，琼东南盆地，珠江口盆地珠三坳陷，东海盆地西湖凹陷及渤海湾盆地渤中凹陷；并认为近海石油勘探还有许多新的领域及前景区，如渤海海域六大凸起，东海盆地丽水，椒江凹陷，珠江口盆地恩平，西江凹陷和珠一坳陷下构造层，北部湾盆地乌石，迈陈，福山凹陷及南黄海盆地勿南沙隆起中生界，古生界，文中指出，目前海上原油产量正在进入高峰期，海域天然气资源的开发还刚刚开始，加速海域天然气资源的开发，将为国民经济发展作出重大贡献。     

鄂尔多斯盆地地质特征及油气藏开发技术研究

鄂尔多斯盆地位于我国西部,是我国第二大含油气盆地,以结构简单、沉降稳定、地层整合而闻名;以油气藏隐蔽、复杂和低品位、低渗透、低产量、低效率而著称。近年来,随着油气勘探方法、技术的进步和地质认识的深化,对盆地的认识逐年加。鄂尔多斯盆地油气地球化学特征的研究,可以用来探讨该区内石油与天然气的形成、演化和运聚机理,从而指导油气的勘探和开发。     

�ҹ�dz������Դ����������

我国浅层气资源及气藏类型丁国生（中国石油天然气总公司勘探开发科学研究院廊坊分院）浅层气指埋深浅于１５００ｍ的各类天然气资源，主要包括生物气、油型气、煤层甲烷气、水溶气等。我国的浅层天然气资源主要分布于江浙沿海、南方小型中新生代盆地、东部含油气盆地、柴...     

科学安全勘探开发高硫化氢天然气田的建议

天然气中硫化氢含量超过2％称高硫化氢气。硫化氢极毒，人吸入浓度1g／m^2的H2S(相当于天然气中含0．063％的H2S)时，数秒钟内即可死亡。高硫化氢气仅出现在碳酸盐岩储集层中，碎屑岩储集层的天然气中硫化氢含量很低，绝大部分在民用标准之下(20mg／m^3)，无需脱硫即可使用。高硫化氢气田均分布在碳酸盐岩一硫酸盐岩地层组合中，有三种成因：①高温还原成因；②生物还原成因；③裂解成因。我国以往在高硫化氢天然气地质和地球化学、硫化氢气井地质、工程和开发系列技术、普及防硫化氢知识、迅速消除硫化氢大范围空气毒性污染方面的研究薄弱，建议加强这些方面的研究，以科学安全勘探开发高硫化氢气田。图1参15     

元坝气田超深酸性气藏石油工程技术实践与展望

位于四川盆地的元坝气田是我国目前已开发的埋藏最深的大型海相碳酸盐岩酸性气田,其上二叠统长兴组生物礁气藏具有超深、高含硫化氢、中低孔渗、储层厚度较薄等特征,气藏经济评价结果认为只有水平井才能降低总体开发投资进而有效开发该气藏。目前,全球开发该类超深高酸性气藏的石油工程技术实践较少,面临着超深水平井安全优快钻完井、测录井、井下作业、安全环保等一系列石油工程技术难题。为此,中石化西南石油工程有限公司以工程地质一体化为手段,基于成功开发普光气田的经验,通过针对性技术攻关和7年潜心实践,形成了超深高酸性气藏水平井钻井提速提效关键技术、超深水平井测录井关键技术、超深高酸性气藏井下作业核心技术和超深高酸性气藏安全环保技术等18项核心技术成果,在元坝气田一、二期产能建设中应用近40口井,全部建成商业气井,实现了34×108 m3净化气产能建设目标。所形成的超深酸性气藏石油工程系列技术对于国内外类似气藏的勘探开发具有借鉴作用。     

普光气田大湾区块高含硫水平井完井管柱优化设计

为实现高含硫气藏“少井高产、安全高效”的开发目的,对四川盆地普光气田大湾区块碳酸盐岩储层采用了以水平井为主的开发模式。根据大湾区块气藏及流体特点,综合考虑国内外高含硫水平井完井工艺技术现状,选择一次管柱多级卡封,逐级投球打开各层滑套改造储层作为本区块水平井完井工艺,进而开展了管柱参数和结构设计,优化设计出高含硫水平井完井管柱：套管完井分段酸压管柱、裸眼完井分段酸压管柱、套管监测水平井分段完井管柱。该管柱通过8口井现场应用,首次实现了国内高含硫水平井分段储层改造,增产效果明显,为气田的安全高效开发提供了有力的技术支撑,也为类似气田的开发提供了借鉴。     

柴达木盆地英雄岭地区硫化氢形成机理及分布预测

近年来,柴达木盆地英雄岭地区下干柴沟组上段（E₃²）咸化湖相碳酸盐岩中发现了含硫化氢气藏。为了明确硫化氢的成因机理和有效预测其分布,开展了天然气地化特征分析和模拟实验。结果表明：①英雄岭中部地区硫化氢为硫酸盐热化学还原（TSR）产物,温度越高,生成量越大。烃源岩的发育、广泛分布的膏盐岩地层、较高的地温梯度及大量发育的孔隙型储层为含硫化氢气藏的形成提供了有利条件。②受晚喜山运动整体抬升影响,现今地层在历史成藏时期所经历的最高古地温更高。③E₃²沉积期,湖盆中心岩盐发育,油气封盖条件较好,盐下孔隙型储层的发育有利于硫化氢的富集,综合预测英雄岭中部—干柴沟一带的盐下地层为硫化氢富集区。该研究成果对含硫化氢气藏的勘探部署与生产安全均具有重要意义。     

川东高含硫天然气井采气作业安全评价系统研究

四川盆地含硫天然气产量占总产量的80％。而我国已发现的、开发的气藏主要分布在四川盆地,该盆地的2／3气田含硫化氢。针对川东高含硫气井开采作业过程中存在的不可抗拒风险因素及其潜在的事故特征进行系统性研究,运用合理的评价方法,建立一套风险评价系统,进行科学、准确的安全风险评价,有针对性地监控和规避事故发生的可能性,是当前高含硫气井开采过程中的高风险作业环节急需解决的主要难题,也是我国石油企业HSE体系走向信息化、动态化的一种新的探索。为控制高含硫气田开发风险和降低事故成本,开展对高含硫天然气作业安全风险评价体系的研究具有重要的现实意义和应用价值。运用事故树分析法确定高含硫天然气开采作业过程中主要的安全风险因素。运用模糊层次分析法,构建了高含硫气井开采作业风险因素层次结构体系,建立了高含硫气井开采作业安全风险评价系统模型。运用所开发的高含硫气井开采作业安全评价软件对川东某高含硫气井采气作业系统进行了风险评价,验证了风险评价体系的可靠性。该评价系统的建立可以为今后川东高含硫气井开采作业过程的HSE体系提供一种科学、便捷的信息化与动态化的安全评价与管理模式。     

塔中高含硫碳酸盐岩储层密闭循环安全钻井技术

塔里木盆地塔中高含硫碳酸盐岩储层钻井主要难点为:储层压力敏感、H2S含量高,导致采用常规欠平衡钻井技术风险很大,而利用密闭循环钻井技术则可以有效降低钻井风险。通过分析国外密闭循环钻井技术的工作原理、系统构成,针对塔中高含硫碳酸盐岩储层的特点,充分考虑国内现有装备水平,提出了使用气液二相分离器加密闭振动筛替代四相分离器的实用化密闭循环系统方案。在此基础上,完成了具有自主知识产权的密闭振动筛的结构设计,进行了高含硫天然气燃烧排放对大气环境的影响实验和氨洗脱硫效果实验,对实用化的密闭循环系统方案进行了充分的论证。研究表明:破解塔中高含硫碳酸盐岩储层面临的钻井难题最合适的技术就是密闭循环钻井技术;实用化的密闭循环系统是密闭循环钻井技术的关键装备。实验结果也证明了实用化的密闭循环系统方案具有很好的针对性和适用性。该成果对于高效勘探开发塔中高含硫碳酸盐岩储层有着重要的意义。     

高强度钻杆在含H2S介质中的应力腐蚀试验研究

本文通过硫化氢对钢材产生硫化物应力腐蚀开裂机理及影响因素的探讨，结合四川当前含硫气井钻探过程中，中途测试必须短期使用高强度不抗硫的S－135、G—105钻杆这一生产中的矛盾问题，开展了室内S－135、G—105两种钻杆在不同应力条件、不同介质条件下的硫化物应力腐蚀试验，初步摸索到一些延长S－135、G—105钻杆发生硫化物应力破坏时间的规律，为现场S—135、G—105钻杆生产实践，提供了一些控制参考依据。     

高含硫气藏流体相态实验和硫沉积数值模拟

高含硫酸性气藏在四川盆地有着广泛的分布，酸性气藏的开发对“川气东送”工程有着重要意义。由于H₂S的剧毒性和强腐蚀性，该类气藏的钻完井工程、开采工艺、修井作业、地面输送以及室内实验研究均存在较大难度和危险性。同时由于酸性气藏在开采过程中，存在复杂的相态变化和硫沉积现象，导致渗流规律极其复杂。为此，采用物理实验测试了酸性气藏混合气体偏差因子，并引入空气动力学理论，建立了考虑微粒和气流速度差异的高含硫酸性气藏气固耦合综合数学模型，模拟研究了气流速度、气体初始H₂S含量和地层渗透率对硫沉积和气井生产动态的影响。研究结果表明：①酸性气体偏差因子首先随着压力的升高而降低，当压力超过20 MPa后随着压力的增加而增加，压力超过55 MPa时呈明显的线性关系；②气流速度越大，硫沉积速率越快；③H₂S浓度越高，硫沉积越严重；④气藏渗透率越低，硫沉积现象越明显。     

高含硫气藏安全清洁高效开发技术新进展

我国的高含硫气藏大多赋存干海相碳酸盐岩储层中,具有埋藏深、地质条件复杂、高温高压、高含硫化氢和二氧化碳的特点,在气田开发工程建设和安全清洁生产保障上存在着诸多技术难题。我国高含硫天然气资源丰富,主要集中分布在在四川盆地,目前累计探明储量已超过1×10~(12)m~3,自20世纪60年代在四川盆地威远震旦系高含硫气藏进行开发实践以来,陆续成功开发了卧龙河、中坝等一批中小规模、中低含硫气藏,2009年以来龙岗、普光等一批高含硫气田的相继成功投产,标志着我国高含硫气藏开发技术取得了新的突破。为此,重点介绍了"十二五"以来针对我国高含硫气藏安全、清洁、高效开发的实际需要,在气藏工程、钻完井工程、采气工程、地面集输与腐蚀控制工程、天然气净化和安全环保工程技术领域所取得的新进展。最后,分析了目前我国高含硫气藏开发面临的挑战,指出了下一步技术发展的方向:降低安全风险,降低环境危害,提高高含硫气藏开发效益。     

含硫气藏天然气水合物生成预测及防治

在川东北含硫气藏的勘探开发过程中,天然气水合物冰堵一直是影响开发进程的一个问题。其预测与防治是急需解决的难题,而目前在国内关于这方面的研究却很少,仅有的方法也只是针对一般气井,而对于含硫气井的预测结果偏差就很大。通过现场实践研究,采用分子热力学模型法进行计算,分析得到了压力、组分等对天然气水合物温度的影响,尤其是硫化氢的存在对天然气水合物形成的影响,为含硫气藏天然气水合物的防治提供了依据,并在天然气水合物形成温度预测的基础上,结合河坝1井的实际情况进行了水套炉型号的优选。实践证明：利用该方法预测的天然气水合物生成温度和预防方法是准确、可靠的。     

川西北地区超高压含硫气井安全地面集输工艺

四川盆地西北部地区超高压气藏富含硫化氢和二氧化碳,对地面集输工艺的安全性要求极高,其中双探1井为川西北地区典型的超高压含硫气井,是目前国内投入试采井口压力最高(104 MPa)的气井,其安全试采的关键是节流降压和防止天然气水合物形成。为此,以该井为先导,创新建立了超高压含硫气井的地面集输工艺流程:(1)考虑冲蚀腐蚀的影响,按照等压设计思路,设计了高压多级节流橇;(2)提出了地面一级加热+天然气水合物抑制剂+移动蒸汽加热的天然气水合物防治技术;(3)形成了地面安全控制技术,建立了安全等级最高的超高压井口安全系统,保障了气井的安全生产;(4)针对气田产水和高含硫化氢的特点,提出了气液分离+脱硫+缓蚀剂+清管的防腐措施。该配套技术工艺对超高压含硫气井地面集输工艺的研究和试验具有典型性和示范性,对其他同类气田具有一定的借鉴意义。