元坝海相超深含硫气藏酸化压裂工艺优化

元坝海相含硫气藏以Ⅱ、Ⅲ类储层为主(占96．5％),I类储层仅占3．5％ 左右,酸化压裂是获得中、高产气流的必要手段。超深含硫的特征决定了气藏开发具有难度大、工艺技术及配套措施要求高等特点,酸化压裂增产面临诸多技术难题。结合现场应用情况和工艺技术要求,对酸化压裂工作液体系、施工工艺及用酸强度、施工排量、液氮用量进行了适应性分析及优化探讨,形成了元坝海相超深含硫气藏各类储层针对性酸化压裂方案优化思路。现场应用10井次,平均增加天然气无阻流量322.158×10³ m ／d,取得了显著的增产效果,对气藏下一步高效开发具有重要意义。     

高含硫碳酸盐岩气藏开发技术政策优化

摘要：普光气田属高含H2S 和CO2特大型海相气田,具有气藏埋藏深、厚度大、非均质强、有边底水以及开发投资高和难度大的特点,国内没有成熟的开发技术和经验。为此,采用气藏工程理论方法、数值模拟和经济评价技术,对高含硫碳酸盐岩气藏开发层系划分、井型优选、合理井距、井网部署、合理产量、合理采气速度、单井技术经济界限、控制和减缓边底水推进、防止硫沉积等开发技术政策进行了优化研究,形成了高含硫碳酸盐岩气藏开发技术政策优化技术方法,并制定出适合普光气田的合理开发技术政策,为气田开发方案的编制及优化调整和气田高效开发奠定了基础。     

高含硫气藏取样技术探讨

四川东部罗家寨飞仙关组气藏属于高含硫气藏。高含硫气藏流体因含单质硫其取样方法有别于非含硫气藏，其取样过程需克服影响高含硫气样气质的各种不利因素。通过酸性气体对取样钢瓶的腐蚀性研究和多次的现场取样实践，得出了高含硫气样取样方法和确立了高含硫气样取样流程。经现场反复实践证明：该方法和流程行之有效，简单易行。这对于开展高含硫气藏的相态和水合物方面的研究有其重要的意义。     

川东北地区海相碳酸盐岩油气成藏作用及其差异性——以普光、毛坝气藏为例

对普光气藏与毛坝气藏的成藏要素、天然气和沥青特征、气源、成藏演化和成藏机制等进行对比分析,研究川东北地区海相碳酸盐岩油气成藏作用的差异性及其原因.普光飞仙关组、长兴组气藏与毛坝长兴组气藏的成藏作用具有较大的相似性,但毛坝飞仙关组气藏成藏作用在时间、空间和天然气成分上却有明显差异.川东北地区气藏具有多层系源和多转化源,表现为各气藏具有明显的来源差异.海相碳酸盐岩地层中受特殊沉积相带控制的特殊储集层的发育对油气藏分布具有重要的影响;多旋回叠合盆地复杂的构造演化背景在宏观上控制油气成藏要素,从根本上制约成藏规律和成藏机制,是导致海相碳酸盐岩差异成藏的根本原因.     

高含硫碳酸盐岩气藏衰竭实验研究

普光气田属于高含H2S和CO2海相碳酸盐岩气田,具有气藏埋藏深、地层压力高、有边底水存在等特点。边底水会对普光气田的衰竭开发产生怎样的影响,目前尚不清楚。同时,国内外对高含硫碳酸盐岩气藏物理模拟实验研究较少,国内还未见高含硫气藏衰竭实验的报道。为此,结合普光气田现场实际,进行了无水体和1倍水体(1倍水体指水体的体积等于长岩心的烃类孔隙体积)的衰竭实验研究。首先取得无裂缝的碳酸盐岩岩心,进行孔隙度和渗透率测试(平均渗透率1mD),然后进行造缝(渗透率5~14mD),并将岩心组合成长岩心,最后采用高含硫气体(H2S含量为14.89%)进行了无水体和1倍水体衰竭实验。实验结果表明:无水体衰竭实验中,没有水产出。1倍水体衰竭实验中,一旦有水产出,产水量便迅速增加。1倍水体衰竭的天然气采出程度低于无水体衰竭的采出程度。无水体衰竭时,天然气中硫化氢含量变化不大;而1倍水体衰竭时,天然气中硫化氢含量逐渐增加。该实验结果对高含硫碳酸盐岩气藏的合理开发提供了技术支撑。     

普光地区海相碳酸盐岩储层地应力的测井计算

普光地区的海相碳酸盐岩气藏为高含硫的酸性气藏,在开发中主要部署水平井。为确定普光酸性气藏的水平井完井方式和后期改造措施,首先要准确获取海相储层段的地应力场。利用16口井的成像测井资料,统计出海相地层储层段的最大水平主应力方向为近东西向。结合密度测井和正交偶极声波测井等资料,根据声波时差与岩石力学参数之间的关系,计算得到普光地区海相主力储层段的岩石力学强度参数。基于分层地应力计算模式,结合成像测井和实钻信息得到了海相主力储层段的地应力大小,以指导川东北地区海相碳酸盐岩气藏的开发方案的编制。     

有机酸盐环空保护液在元坝海相气藏的应用

元坝海相气藏具有埋藏深、高温、高压、高含硫化氢、中含二氧化碳等特性,气井生产中硫化氢、二氧化碳的存在使环空腐蚀环境极为恶劣。针对高含硫气井环空特殊的腐蚀环境,以有机酸盐为基液,添加高效咪唑啉类抗H2S和CO2缓蚀剂、铁离子稳定剂、除氧杀菌剂、助排剂、pH值调节剂,形成一套可控密度为1.59 g/cm3、抗温160℃有机酸盐环空保护液。室内评价实验表明:有机酸盐环空保护液抗高温稳定性强、腐蚀速率远低于设计要求0.076 mm/a,杀菌能力达99%以上。应用于元坝海相气藏3口超深井,取得较好效果,其中,元坝204-1H井酸压测试累计产气量133.92×104 m3/d,试气测试过程中,环空油、套管柱均无渗漏,环空保护液对油管外壁和套管内壁起到防腐作用,确保了油套管长期安全使用。     

川东北高含硫气田天然气偏差系数变化规律

为解决高含硫气田气体偏差系数计算公式所需基础数据较多、计算过程复杂、可靠性差等问题,对川东北地区高含硫气田具有代表性的5 口气井共9 个层段的实际气样进行了高压物性测试,得到了不同温度和压力下的偏差系数,并对实验结果进行了分析;选用常用的偏差系数经验公式进行了对比计算,评价了经验公式对川东北高含硫气田的适应程度。结果表明:川东北高含硫气田原始条件下的气体偏差系数与气井深度正相关;当压力大于30 MPa 时,高含硫气田偏差系数与压力成线性关系;与实验结果对比,DAK 计算模型平均相对误差最小,HY 计算模型平均相对误差最大。     

一种对高温高压下含H2S的碳酸盐岩气藏进行基质酸化的工程方法

因为目前高温下的盐酸酸化延迟技术和对这些流体腐蚀性的抑制能力还很有限，传统的基质酸化方法则对温度高于150℃的高温高压井还没有进行过施工。本文介绍了对一口具有天然裂缝的致密碳酸岩气井进行的酸化设计和作业，其条件都超出了传统基质酸化所经历的极限。该井的增产改造需要在低于破裂压力的情况下将酸液注人到井筒附近区域之外的天然裂缝系统中。该储层层位深，为酸性，具有高温高压特征。为确保此项作业的成功，需要预先进行详细的设计，包括大量的流体性质实验测试和驱替技术设计。另外还需要其它操作程序和设备，来确保控制HSE风险和井身结构的完整性。本文介绍了在设计和操作的计划阶段的关键因素，该井的井史资料更突出了这些。     

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。     

元坝气田超深高含硫水平井测试投产一体化技术

元坝气田长兴组气藏埋深约为7 000 m,温度高达157℃,前期采用测试、投产分步工艺,存在管柱埋卡、工具失效、地层漏失严重等难题,产层二次污染严重,投产时酸化解堵难度加大,费用高,周期长。通过地质研究、力学计算,结合室内管材模拟腐蚀实验,形成了一套测试投产一体化工艺技术。完井方式为衬管,管柱材质根据井温不同选4C或4D类镍基合金,并精简了管柱中工具数量;采用气密封检测技术保证管柱密封可靠性,采取加装封隔器扶正器、底部筛管加长、正反循环坐封封隔器等措施,在降低工程难度的同时保证了工艺的顺利实施。以上工艺和技术,应用在YBXXH井,在天然气绝对无阻流量为600×10⁴m³／d的情况下,一次性完成了测试和投产,为该区域勘探开发提供了有力的技术支持。     

微牙痕下套管技术在川东北高含硫气田的应用

高含硫油气田H2S极易通过油气井管柱的伤痕对其进行腐蚀,缩短套管和油管的寿命。为此引进美国ECKEL公司生产的φ219 mm(85/8英寸)HS HT型微牙痕液压套管钳,改造扭矩仪、液压动力站、气动卡瓦等设备,配套形成微牙痕下套管技术。该技术的应用可使套管体损伤降低到最小程度,牙痕深度小于0.08 mm,有效减轻H2S对入井套管及油管的腐蚀,延长套管及油管的使用寿命,为高含硫油气田生产开发提供技术支持。     

高含硫天然气净化新工艺技术在普光气田的应用

普光气田的天然气具有高含H₂S和含CO^₂及有机硫的特点,天然气净化难度大。为满足高含硫天然气净化的要求,普光天然气净化厂采用了MDEA法脱硫脱碳、TEG法脱水、常规Claus硫磺回收、加氢还原吸收尾气处理的天然气净化工艺路线。同时,在国内首次应用了气相固定床水解脱除羰基硫（COS）、中间胺液冷却、MAG^R液硫脱气等国际先进的天然气净化新工艺和专利技术,通过不断地摸索及优化工艺参数,解决了原料气脱除有机硫、CO₂选择性吸收、液硫深度脱除H₂S等技术难题;还应用了溶剂串级吸收和联合再生工艺、能量回收利用等多项技术,通过优化调整胺液循环量、降低能耗等手段,降低了操作费用。高含硫天然气净化新工艺技术应用于普光气田后,净化装置运行稳定,净化气质量超过设计要求,达到了国家标准一类气的指标。     

大牛地下古生界气藏天然气原生含硫成因研究

大牛地下古生界气藏多口气井在生产过程中始终伴有H2S,但含硫成因问题一直认识不清。首先对气藏含硫的全部成因进行全面分析和逐一排查。在确认为热化学成因的基础上,采用δ34S同位素分析,明确了大牛地下古气藏H2S为热化学成因中的硫酸盐热化学还原TSR成因。然后通过开展还原反应模拟试验,结合气相色谱分析、全岩XRD扫描、剩余有机质检测等手段,对下古气藏H2S的生成机理、反应条件、控制因素等进行的系统研究,结果表明,大牛地下古气藏硫酸盐热化学还原TSR反应是在富含石膏、烃类气体充足、密闭的还原环境、温度超过200℃和有地层水参与的条件下而进行的。     

高含硫气体中元素硫溶解、沉积的机理分析

元素硫的溶解与沉积是高含硫气体有别于常规气体的一个最大区别．也是高含硫气体中一个最重要的研究内容。由于富含H2S、CO2等酸性气体．元素硫能以多种形式存在于高含硫气体中。     

高含硫气田钻具腐蚀研究进展

介绍了高含硫气田钻井过程中H2S对钻井的危害特点及应力腐蚀机理,探讨了钻具硫化氢腐蚀的影响因素,提出预防钻柱失效的四条措施即正确选材,改善工作环境,降低服役载荷或应力以及加强管理。指出含硫气田钻具腐蚀与防护研究的热点及发展发向是:开展高温高压、H2S CO2 Cl-共存、以及高矿化度地层水等恶劣环境腐蚀研究;加强对H2S CO2共存环境中的腐蚀基础理论研究;开发经济性抗硫钻杆及制定相关标准,为我国高含硫气的开发提供指导的借鉴。     

高含硫气田开发过程中H2S含量变化规律

对流体相平衡及高温高压下H₂S气体在水中溶解度的实验研究表明,在高含硫气田开发过程中,H₂S含量增加缘于原始地层水中所溶解的H₂S气体在地层压力降低后部分脱附而进入地层气相中。基于H₂S气体在水中溶解度实验数据和物质平衡方法,建立了高含硫气田H₂S气体含量长期变化规律模型。对H₂S含量变化规律进行的敏感性分析结果表明:在高含硫气田开发早期,产出气体中H₂S含量增加较为缓慢,在气田进入开发的中后期时,H₂S含量增加速度不断加大。同时,地层原始含水饱和度对H₂S含量增加的影响较大。在同样条件下,原始含水饱和度高的气藏其H₂S含量增加速度更快。     

超深高含硫气藏完井管材优化与实践

为了缓解元坝气田完井安全性和经济性的矛盾,介绍了元坝气田在选材过程中开展的国产镍基合金油套管、电镀钨合金衬管和钛合金油管等不同材料的性能评价以及现场的应用情况。研究认为,通过适用性设计及系统试验评价,形成不同深度镍基合金材质的优化组合,并大规模应用国产材料,是超深高含硫气藏实现安全经济完井的一项重要途径。电镀钨合金管抗腐蚀性能优异,需对镀层厚度优化设计并优选上扣管钳钳牙,对于不作为油气泄漏屏障的衬管可满足使用要求。钛合金油管抗腐蚀性能优异,力学和整管性能满足标准对同钢级碳钢油管性能的要求,气密封性能优异,质量约为镍基合金的60%,在降低完井成本的同时可提高管柱的安全系数,有望替代传统的镍基合金油管。研究结果可为超深高含硫气藏完井管材的选用提供参考。     

另一种计算高含硫气藏地质储量的方法——GOCAD软件在四川盆地七里北气田长兴组气藏的应用

七里北气田是川东北高含硫天然气合作项目的重点气田之一,其上二叠统长兴组气藏的开发可以延长该气田的稳产期并提高项目的经济效益。因此,对长兴组气藏的静态地质模型建立和储量评估就成为气田开发的重要工作之一。为此,利用该气田的相关地质资料,使用GOCAD软件建立起了七里北气田长兴组气藏地质模型和属性模型;在此基础上,利用所建立的属性模型对影响该气藏概率天然气地质储量的地质参数进行了不确定性分析,进而建立了代理方程;最后,对该气藏概率天然气地质储量进行了计算,并与中国石油天然气股份有限公司的计算结果进行了对比分析,还对概率储量小于地质储量的原因进行了说明。该计算高含硫气藏地质储量的方法对于类似气田的储量计算具有一定的借鉴意义     

中坝气田高含硫雷三段气藏气井修井之对策

四川盆地川西地区中坝气田是我国最早投入开发的高含硫气田,气井安全开采近30年,目前中三叠统雷口坡组雷三段气藏采出程度达88.1%,地层压力系数已降至0.169,处于气田开采后期,部分气井相继出现生产不正常或停产。为有效开采该气藏剩余储量,从气藏高含硫、低压及管柱腐蚀等特点入手,分析了修井技术难点,提出了压井、打捞、防硫安全、再次完井、复产等施工作业阶段的针对性措施,并结合典型井例探讨总结了修井施工经验教训。所形成的高含硫低压井修井关键阶段的技术对策,对其他类似含硫气藏的修井工艺和施工具有很好的借鉴作用。