页岩气集输系统的腐蚀评价与控制——以长宁—威远国家级页岩气示范区为例

四川盆地南部长宁—威远国家级页岩气示范区页岩气开采普遍采用了体积压裂技术,单井水平井压裂液用量介于4×10⁴～5×10⁴m³、支撑剂(石英砂和陶粒)用量介于2.5×10³～3.0×10³t,在压裂施工结束后的页岩气排采和生产过程中,压裂返排液对地面排采流程和地面集输系统带来了不同程度的腐蚀,有可能致使设备和管线穿孔失效,进而影响生产系统的安全运行。为了提高页岩气集输系统的安全运行水平,基于中国石油西南油气田公司天然气腐蚀控制技术支撑平台,借助于腐蚀环境和生产工况分析、材料失效评价及优选、杀菌缓蚀剂应用和生产工艺参数控制优化等方法和手段,开展了川南页岩气集输系统腐蚀行为和控制措施研究。研究结果表明:①川南页岩气集输系统主要表现为冲刷腐蚀和电化学腐蚀;②冲刷腐蚀主要集中在页岩气站内工艺流程,体现在砂粒对弯头、三通、阀门等部位持续的机械磨损;③电化学腐蚀主要集中在页岩气站外集气管线,体现在积液环境中二氧化碳与硫酸盐还原菌的共同腐蚀作用;④采用提高除砂效率、优化流程设计等手段,可以有效...     

页岩气气田集输系统腐蚀控制技术研究与应用

目的针对页岩气气田集输系统面临的腐蚀问题,采用系统分析及模拟评价手段,进行不同阶段的腐蚀行为及规律研究,明确腐蚀主要原因及应对措施。 方法系统分析了各阶段的腐蚀主控因素,根据腐蚀特征将页岩气开发分为一个排采阶段及两个生产阶段,采用失重模拟实验、扫描电镜、能谱、XRD等手段研究了不同阶段的腐蚀行为及规律。 结果在5~18 m/s流速条件下,砂含量及流态变化较大的地方的腐蚀以冲蚀为主,电化学腐蚀为辅,且冲蚀表现为犁削型冲蚀损伤;随着流速降低,砂沉积及返排液沉积腐蚀特征发生转变,明确了SRB和CO₂共存条件是导致集气管线穿孔失效的主要原因;通过模拟SRB成膜的现场工况,获得了点蚀速率为5.86 mm/a,这与部分管线穿孔失效的点蚀速率相当。 结论提出切实可行的腐蚀控制方案,主要包括使用耐冲蚀材料、增大壁厚、加注杀菌缓蚀剂,并应用于页岩气现场,使集输系统失效降低90%以上。      

中国页岩气腐蚀原因分析及防护措施讨论

页岩气具有低碳排放的优势,且中国页岩气资源储量居世界首位,是中国向清洁能源经济模式发展的战略选择,页岩气具有巨大的发展市场。随着页岩气的不断开采,地面集输系统腐蚀问题不断出现,严重影响了页岩气的正常生产。本文针对中国页岩气重点产能区域地面集输系统腐蚀案列进行分析,发现大部分页岩气田地面集输系统发生腐蚀穿孔的主要为硫酸盐还原菌(SRB)导致,CO₂的存在促进了点蚀的发展,同时,Cl-起到催化与促进点蚀的作用,最终导致集输管线腐蚀穿孔甚至断裂。为了有效遏制集输管线穿孔现象,需对加注缓释杀菌剂,并结合对集输管道涂敷防腐涂层,实现对集输管道腐蚀的有效控制。     

页岩气井下油管和地面集输管道腐蚀原因及防护措施

四川页岩气某区块自 2017年起采气管线发生4处穿孔,平台地面集输工艺管道出现17处刺漏穿孔,
且有多口井油管刺漏穿孔现象,严重影响了页岩气开发和生产的正常进行。为此,通过对管道输送介质、环境分
析,腐蚀产物等研究,分析了造成该区块页岩气生产管线腐蚀的主要原因)硫酸盐还原菌" （SRB）是导致刺漏穿孔和
腐蚀的主要原因;CO₂的影响促进了点蚀的发展,Cl^-影响也促进了腐蚀!同时冲刷作用导致局部区域腐蚀过程加
速。最后形成对井筒及地面加注缓蚀杀菌剂工艺,结合对油管加工内防腐涂层、定期清管以及对回用采出水杀菌
等措施,实现了对油套管和地面集输管道腐蚀的有效控制。     

川南页岩气地面流程测试管线刺漏原因及机理分析

川南页岩气自营区块地面流程测试管线近3年发生22起刺漏事件。刺漏主要发生在分离器配管，刺漏部位集中在弯头和焊缝处。频繁的刺漏事故，严重影响了页岩气的正常生产。文章通过室内失效分析，利用金相显微镜、扫描电镜等设备，从宏观形貌、微观形貌、化学成分、显微组织、腐蚀产物以及流体流态等方面对不同部位刺漏原因及机理进行分析。结果表明，分离器配管弯头发生流体冲刷腐蚀失效是由于弯头处结构的特殊性，多相流介质经过后流速、液相分布、压力都发生改变，腐蚀程度加剧；而焊缝发生沟槽腐蚀失效，是由于焊缝化学成分与母材差异大，组织不均匀，导致其具有较低的腐蚀电位，耐蚀性降低，优先发生腐蚀。同时管内输送介质中含有硫酸盐还原菌和二氧化碳，则加速了弯头和焊缝的失效。     

浅析页岩气地面工程技术现状及发展趋势

综述了我国页岩气地面工程技术现状与发展趋势。分析了我国页岩气地面工程技术具有地面集输系统规模难确定、集输管网压力变化范围大和集输流程需标准化、模块化及撬装化设计以及供、转水需求量大,压裂返排液需处理等特点。探讨了页岩气地面集输技术、页岩气处理技术、压裂返排液处理技术的现状,分析了建设智慧页岩气田、效益页岩气田和标准化、一体化页岩气田的意义,展望了页岩气井出砂、页岩气计量和脱水、压裂返排液处理、页岩气增压等关键地面工程技术的发展趋势。     

普光气田集输管道清管周期优化

长时间运行的湿气管道,会造成缓蚀剂涂膜破坏、腐蚀速率增加、管道输送效率降低,影响集输管网的安全高效运行。为提高系统效率并减缓腐蚀,普光气田对集输管道内壁定期进行了清管和批处理涂膜作业,然而频繁地进行清管和批处理作业将影响气田的产气量,同时还增加现场操作人员的劳动强度和生产成本。通过对油溶性缓蚀剂的失效规律进行分析,并结合气田腐蚀数据,将清管周期优化为35 d,在有效控制管道内腐蚀速率的前提下,降低了清管作业费用,减少了管线停运时间,取得了显著的经济效益,并保障了集输系统的平稳运行。     

西部油田地面集输管线腐蚀穿孔及防治措施

地面集输管线的腐蚀穿孔是影响油气田安全生产的主要隐患之一。对西部某油田2013年度地面集输管线的腐蚀穿孔进行了统计和分析。注水管线的管材质量和结构、输送介质的腐蚀性、流体冲刷作用以及施工质量等是管线腐蚀穿孔的主要因素。为降低地面集输管线的腐蚀风险,提出"碳钢+缓蚀剂"防腐模式、使用非金属管线和管线定期检测的综合防治措施。从实用性和经济性考虑,缓蚀剂加注前一般要进行一次选型、分批次评价和定期清管预膜。非金属管线应重点关注选型和施工质量。     

昭通页岩气示范区集输工艺现状及发展方向

中国页岩气藏大都分布于山区,地形环境复杂,加之页岩气不同于常规气的生产特点和规律,给地面集输系统的建设和运行带来一定难度.对昭通页岩气示范区页岩气集输工艺进行了技术优化的系列研究,以期对山地页岩气建设和运行提供参考和借鉴.通过"十三五"期间对页岩气生产平台、集输系统和集气(增压)站等工艺进行持续优化,形成了适用于山地页...     

川渝页岩气集气管线失效原因分析

川渝某页岩气平台集气管线投产后短时间内发生穿孔失效,为找出集气管线腐蚀失效的原因,分析了失效管段所处的腐蚀环境,结合材料理化性能和腐蚀产物形貌成分测试结果,认为输送介质中的CO2和返排液中高含量的硫酸盐还原菌(SRB)是造成管道腐蚀穿孔的重要原因,两者同时参与了腐蚀反应,形成主要由代表性腐蚀产物FeCO3、FeS构成的...     

川南页岩气体积压裂技术发展与应用

我国四川盆地页岩气资源丰富,经过10余年探索,中国石油在川南地区实现页岩气的规模效益开发,掌握了页岩气勘探开发核心技术,页岩气压裂理论、技术和方法从无到有,从单一到配套,实现了从跟跑到部分领跑的全面进步。2010年至今,川南地区页岩气压裂经历了先导试验、自主研发、系统完善、技术升级4个发展阶段,形成了以体积压裂工艺技术、体积压裂配套技术、压裂裂缝监测与压裂后效果评价技术、工厂化压裂技术为核心的3500m以浅页岩气水平井体积压裂技术体系。研究总结了现阶段页岩气压裂技术进展和应用成效,分析了已有技术的局限性、川南地区压裂难点,提出需要针对不同埋深的页岩储层地质特征开展针对性的压裂理论深化研究与技术攻关,需攻关3500m以浅老区提高采收率、3500m以浅新井提高产量和储量动用程度、3500m以深页岩气提高单井产量及复杂防控等领域,以支撑未来页岩气高效开发。     

川渝地区页岩气勘探开发工程技术集成与规模化应用

自2009年四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区第1口井开钻以来,经过8年的探索和实践,中国的页岩气勘探开发工程技术取得了长足的进步和全面的发展。及时总结所优化集成的页岩气勘探开发工程配套技术,对于"高效益、高效率"推进川渝地区页岩气规模开发具有重要的意义。研究结果表明:(1)形成并完善了10项页岩气钻完井工程主体技术系列,整体处于国内领先水平,为页岩气规模上产提供了技术支撑;(2)形成了从设计到室内实验评价、井中地震压裂缝网实时监测的体积压裂配套技术,保证了页岩气增产方案的实施效果;(3)创新形成了钻井—压裂、钻井—采输、压裂—采输等同步作业模板,优化平台布置,实现"批量化、模块化、程序化、一体化"作业,大幅度加快了页岩气井的投产进度;(4)形成6项页岩气开发环保节能技术,实现了页岩气清洁节能生产;(5)形成了以高精度三维地震勘探技术为基础的技术体系,为打造"透明"气藏奠定了基础;(6)优化地面集输工艺,实现了气藏采输智能化、数字化管理。结论认为,所形成的页岩气勘探开发配套工程技术有效支撑了长宁—威远国家级页岩气示范区的页岩气上产,在技术进步和管理创新等方面都具有引领示范作用。     

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。     

关键技术进步促进页岩气产业快速发展——以长宁—威远国家级页岩气示范区为例

四川盆地南部地区下志留统龙马溪组页岩气资源量巨大,但较之于北美地区的页岩气田,前者的地质条件复杂、地面条件较差,因而对川南地区页岩气勘探开发技术的要求就更高。为了实现页岩气工业化大规模开采,必须形成适应于川南地区的页岩气勘探开发关键技术。为此,在长宁—威远国家级页岩气示范区建设过程中,通过不懈探索和持续攻关,从无到有,创新建立了适合我国南方多期构造演化海相页岩气勘探开发的6项关键技术——综合地质评价技术、开发优化技术、水平井优快钻井技术、水平井体积压裂技术、丛式井工厂化作业技术以及高效清洁开采技术。该系列技术在上述页岩气示范区产能建设过程中,历经三轮优化调整,产能建设效果一轮比一轮好,平均单井评估最终可采页岩气储量(EUR)逐步提高,第三轮井均EUR比第一轮提升了128%。生产实践表明,上述页岩气示范区建设过程中持续优化完善了6项关键技术,使其技术适应性和可复制性不断增强,为川南页岩气快速上产提供了有力的技术支撑。     

理论创新和技术进步支撑引领百亿气田建设

"十二五"以来,中国石化西南油气分公司面对日益复杂的勘探开发对象和扭亏创效的巨大挑战,坚持科技创新,发展完善了陆相碎屑岩和海相碳酸盐岩两项勘探理论,形成了生物礁、河道砂岩和致密砂岩等三类气藏开发配套技术,创新发展了智能滑套分段改造工艺、喷封压一体化储层改造工艺、脉冲压裂技术、超深高含硫水平井钻完井及投产关键技术等工程技术。上述理论创新和技术进步有力支撑了四川盆地川西陆相碎屑岩、川西海相碳酸盐岩、川南海相页岩气、川东北元坝海相碳酸盐岩等领域的重大突破,发现了3个千亿立方米级规模天然气商业储量区,探明了2个、建成了3个大中型气田,天然气储产量创历史新高。"十三五"期间,将重点攻关深层海相碳酸盐岩气藏勘探开发、深层页岩气商业开发、高含硫气田安全开发和开发老区气藏提高采收率技术,到"十三五"末天然气年产量力争达到(100~120)×10~8 m~3。     

四川盆地海相页岩气提高采收率研究进展与关键问题

页岩气藏采收率普遍较低,大幅提高采收率已经成为四川盆地海相页岩气"十四五"(2021-2025年)期间亟需攻关的关键技术问题之一。基于页岩气平台丛式井、长水平段和多簇体积压裂的开发特点,从水平井井控面积、裂缝控制体积和基质采出程度3个方面,系统总结了页岩气提高采收率技术的国内外研究进展,分析了影响采收率的主控因素,梳理了提高采收率面临的技术与科学问题,并给出了相应的攻关建议。研究表明,川南地区页岩气单井产量受水平段长、井间距、压裂参数、生产制度等因素影响,平面和纵向上储量动用率低,裂缝控制体积有限,基质动用程度不高。页岩气提高采收率应以最大程度提高弹性能量利用效率为导向,通过优化簇间距、压裂施工及焖井时间等参数,显著提升裂缝控制体积;通过降低井底压力、优化排采制度、注入CO₂等手段提高基质采出程度。建议今后重点攻关提高采收率机理和评价模型、基质与裂缝耦合流动机理和数学模型、重复压裂优化工艺参数和注CO₂提高采收率技术等关键问题,为大幅提高四川盆地页岩气采收率提供理论指导和技术支撑。     

高含硫气藏开发技术进展与发展方向

四川盆地已探明高含硫天然气储量超过9 000×10⁸m³,占全国同类天然气储量的比例超过90%。作为中国高含硫天然气开发的主战场,四川盆地已有近47年的高含硫气藏开发历史,积累了丰富的开发成果和技术经验,同时“走出去”支持海外天然气合作开发,代表了中国高含硫气藏开发的最高水平,并引领我国高含硫气藏开发的技术发展方向。分析了高含硫气藏开发的特点与难点,总结了高含硫气藏开发方面形成的28项开发特色技术,指出了技术发展方向。     

长宁——威远国家级页岩气示范区建设实践与成效

四川盆地南部长宁—威远地区下志留统龙马溪组页岩气资源丰富、页岩储层品质较优,2012年被确定为国家级页岩气示范区。为了给中国的页岩气勘探开发提供可资借鉴的经验,在对该示范区勘探开发历程进行划分的基础上,总结了各阶段所形成的主体技术和取得的成果认识,以期为四川盆地页岩气勘探开发迈上新台阶夯实基础。研究结果表明:(1)通过10余年的不断探索,川南地区页岩气勘探开发历经了评层选区、先导试验、示范区建设3个阶段,当前已迈入新的发展时期;(2)该示范区建设经历了3轮优化调整:第一轮建产井严格执行开发方案设计的主体技术、第二轮对设计和工程技术方案进行了全面优化、第三轮全面推广地质工程一体化技术,3轮持续调整优化了设计、完善了主体技术、提高了页岩气单井产量;(3)目前,该示范区已建成25×108 m3的页岩气年产能力,掌握了3 500 m以浅页岩气有效开发的方法和手段,得益于技术的不断进步,已初步实现了页岩气规模效益开发。结论认为,该页岩气示范区建设过程中,持续深化评价了页岩气资源、落实了可工作有利区资源及分布、完成了体系建设,川南地区页岩气快速上产的时机已经成熟。     

页岩气微地震压裂实时监测技术——以四川盆地蜀南地区为例

长水平井段多井拉链式水力压裂是提高四川盆地蜀南地区页岩气产量和降本增效的重要手段。微地震压裂监测因其能够对水力压裂裂缝进行实时成像而被广泛应用于页岩气压裂效果评估和压裂参数优化调整。但目前国内页岩气微地震压裂监测仅能按照压裂监测前设计的参数完成平台井压裂作业后才能评估压裂效果,其评估结果只能为下一个平台井的压裂参数提供指导,缺少对正实施井进行实时优化压裂参数的经验,致使微地震压裂监测的实时作用失效。为此,利用放射状排列微地震地面监测和微地震井中联合监测技术,采用实时定位方法,对四川盆地蜀南地区页岩气长水平井段多井拉链式水力压裂裂缝进行实时成像,实时评估压裂效果,现场实时指导了前置液参数、射孔、暂堵剂的投放时间等参数的优化,有效避免了重复压裂、压裂效果不均等现象,提升了压裂改造效果。2口井组的实践结果表明,微地震压裂实时监测在实时评估压裂效果和实时优化压裂参数方面能够发挥重要作用,平均测试页岩气产量增加2~5倍,值得进一步借鉴和推广。     

四川盆地海相页岩气富集条件及勘探开发有利区

历经十余年探索实践,四川盆地海相页岩气勘探取得了一系列进展,锁定五峰组—龙马溪组为最有利产层,提出了一批页岩气富集高产理论,形成了集地质评价、开发优化、优快钻井、体积压裂、工厂化作业、清洁开发等为一体的勘探开发技术,探明了万亿立方米级储量的页岩气大气田。时值中国页岩气勘探发展的重要节点,回顾四川盆地海相页岩气勘探开发历程、梳理五峰组—龙马溪组页岩气在地质条件与富集规律上的成果认识、展望四川盆地海相页岩气勘探的重点接替领域,对推进盆地海相页岩气的勘探开发有积极意义。(1)四川盆地海相页岩气勘探开发经历了4个阶段：评层选区找目标阶段;浅层至中—深层先导试验阶段;浅层至中—深层示范区建设阶段;浅层至中—深层上产、深层评价、常压页岩气评价、立体开发评价、超深层和新层系探索阶段。(2)四川盆地五峰组—龙马溪组的沉积条件优越,深水陆棚相高有机质含量页岩呈连续稳定分布;页岩气主要赋存在有机孔隙中,页岩储层在纵向上集中发育,连续厚度大;川南地区和川东南涪陵区块的构造相对简单,气源持续补给、远离古/今剥蚀区和大型断裂逸散区是页岩气富集保存的有利区;目前,五峰组—龙马溪组的页岩气资源量为33.19×10<...