中国石油举办首个高含硫气藏开发技术国际交流会

2012年10月12日，中国石油首个高含硫气藏开发技术国际交流会在成都举办。这次会议由集团公司高含硫气藏开采先导试验基地与西南油气田公司共同举办，以高含硫气藏安全、清洁、高效开发为主题，通过国际交流与合作，推动科技创新与进步。     

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。     

运用多目标决策优选天然气开发区块

影响气藏开发效果的因素较多,在进行气藏开发投资决策时,必须综合考虑各方面因素,选择地质条件好、储量落实、产能高及经济效益好的气藏投入开发。为提高开发综合评价水平,建立了气藏多目标决策方法,并对新疆油气区10个气藏进行了综合评价和优选。通过该方法的应用,对进一步提高天然气开发投资决策水平、减少决策失误具有一定的实用价值     

国外高含硫气藏开发经验与启示

比较常规气藏而言，高含硫气藏的开发存在很大难度和挑战性。目前国内尚无一套指导高含硫气藏合理开采的开发标准，也没有形成系统开发高含硫气藏实践经验，为此分析了国外典型高含硫气藏开发成功经验，指出了国内高含硫气藏开发的技术关键和面临的技术难点，总结出了目前完成国家自然科学基金研究的进展，并提出目前急需开展的研究工作。即：①高含硫气藏多尺度储层评价研究；②H₂S及天然气混合物赋存状态及成因研究；③H₂S、CO₂、H₂O、天然气共存系统流体相态理论及实验研究；④高含硫碳酸盐岩气藏非线性渗流理论及应用基础研究；⑤储层综合伤害数学模型（应力敏感、硫沉积、水合物）及防治应用基础研究；⑥H₂S、CO₂腐蚀机理及防腐技术研究；⑦储层增产改造机理和改造技术研究；⑧井漏机理及堵漏应用基础研究工艺。     

��ͬ������������Ч������ָ�꼰���۱�׼�о�

随着天然气工业的发展，建立一套合理的、规范的、适用于不同类型天然气藏的生产效果评价指标和评价标准，对于天然气工业的宏观规划和决策变得越来越重要。文章根据天然气藏实际情况，提出了气藏分为六大类的新分类方法，分析了每一类气藏的主要开发特征，研究了不同类型气藏不同开发阶段的相关生产指标，给出了各类气藏生产效果评价的基础指标体系，建立了各类气藏生产效果评价的有效指标体系，确定了各类气藏生产指标的评价标准。据此可将任一气藏开发方案的任一生产指标归一化，从而判定其优劣程度，同时为气藏开发的技术经济综合评价提供了必要而直接的数据。     

高含硫气藏地层硫沉积预测模型

硫是高含硫气藏开发的有害物质。当其在储层岩石的孔隙喉道中沉积时，天然气的渗流通道减小，地层有效孔隙空间及渗透率降低，将影响气井的产能和经济效益。因此，硫沉积是该类气藏开发必须解决的关键问题之一，而研究高含硫气藏硫沉积预测技术是准确掌握地层硫沉积动态的必要手段，对指导高含硫气田的开发具有重要而长远的意义。运用物质平衡原理、非线性沉积理论及多相流动力学理论，建立了较为完善的地层硫沉积预测模型，为预测高含硫气藏地层硫沉积提供了理论基础。     

含硫气藏硫沉积机理及其对气井产能的影响

在高含硫气藏开发过程中,易出现元素硫沉积,堵塞孔喉道,降低地层渗透率,导致气藏减产。因此,研究含硫气藏元素硫沉积机理及其对气井产能的影响具有一定意义,能为开发高含硫气藏提供理论指导。本文在前人研究的基础上,分析了含硫气藏中的元素硫沉积机理,根据物质平衡原理和非线性沉积理论得到了在地层流体非达西流动状态下的元素硫沉积模型,并推导出含硫气藏的产能公式。     

高含硫气藏物质平衡方程通式的新推导

高含硫气藏是一种非常规的气藏,其物质平衡方程式与常规气藏物质平衡方程式有着一定的差异。高含硫气藏存在元素硫的析出与沉积,而常规气藏物质平衡方程通式并没有考虑硫沉积现象,所以不能完整地描述和预测高含硫气藏的开发动态。在考虑硫沉积等多种因素的基础上,从物质的量守恒角度推导出了高含硫气藏的物质平衡方程通式及压降方程通式。最后,利用新建的高含硫气藏物质平衡方程通式计算出某一含硫气藏的地质储量及压降变化,分析引起误差的原因,验证了模型的正确性和可靠性,为科学、安全、高效开发高含硫气田提供了一定的理论依据。     

中坝气田某气藏高效开发经验

中坝气田某气藏是我国投产较早的高含硫气藏，气藏自投产以来一直保持较高的采速生产(全面开发后3．16％～4．3％)。气藏在开采过程中，压降均匀，边水推进缓慢，第一口气井见水时气藏采出程度达48．86％。通过开发方案调整气藏稳产期末采出程度高达68．09％，在同类型气藏的开采中保持较高的水平。在对气藏开发过程进行分析的基础上，总结出气藏的高效开发经验，对高含硫气藏的开发具有一定的借鉴和指导作用。     

高含硫气藏物质平衡方程的推导

气藏物质平衡方程是气藏工程的重要方法, 可以确定气藏的原始地质储量和可采储量, 也可以判断气藏的驱动类型, 并预测气藏的开发动态。高含硫气藏是一类特殊气藏。硫沉积现象严重影响了这类气藏的开发。常规气藏物质平衡方程没有考虑硫沉积现象, 因此不能用以完整地描述高含硫气藏的开发动态。在考虑硫沉积的基础上, 推导了高含硫气藏的物质平衡方程, 针对定容气藏的情况, 得到了定容高含硫气藏的物质平衡方程。     

考虑液硫析出的超深酸性气藏数值模拟技术

超深酸性气藏开采时在储层中发生液硫析出现象,阻碍气体流动,降低气井产能。为研究液硫析出对气井生产的影响,建立考虑了液硫析出、气-液硫两相同流的酸性气藏数值模拟模型。基于上述模型开发了相应的数值模拟器,并将该模拟技术应用于四川盆地元坝长兴组气藏气井动态研究中。结果表明：液硫析出后在井壁附近聚集,并且自始至终仅局限于井筒附近。相较固硫析出而言,液硫析出对气井生产的影响较小,但仍能明显降低气井稳产期。在非均质地层中,析出的液硫主要聚集在储层物性较好的区域,如裂缝或溶孔等高渗区,造成气藏渗透性降低,气井产能下降。该模拟技术实现了对酸性气藏液硫析出的定量预测,为该类气藏的开发提供了可靠的决策依据。     

高含硫气藏硫沉积防治措施进展

随着油气开采技术的不断发展,国内外相继发现了一批高含硫气藏。硫沉积是高含硫气藏开采必须面对的一个普遍问题。为了减少硫沉积对地层、井筒的伤害,有必要弄清单质硫的沉积机理、影响因素以及如何防治和处理硫沉积。目前采用的治理措施有加热溶化法、化学反应法、加注硫溶剂法,其中应用最普遍的是加注硫溶剂法。论述了硫沉积原理以及防治措施,以期为高含硫气藏的开采提供帮助。     

高含硫气藏单质硫溶解度测试方法及预测模型

针对高含硫气藏单质硫溶解度测量准确度低的问题,基于溶剂溶解原理,建立高含硫气藏单质硫溶解度测试实验装置及实验方法,实现了某气藏含硫气样中的单质硫溶解度的测定.研究结果表明:高含硫气藏地层温度为40.0～98.9℃,地层压力为15.0～49.8 MPa,其单质硫标准状况下的溶解度为0.001～0.968 g/m3;单质硫...     

塔河碳酸盐岩缝洞型油藏注氮气效果评价

塔河油田现场氮气注入试验提采效果差异较大,目前的研究难以系统地评价注气开发的效果,亟需一套针对塔河油田的评价指标和界限标准。从注采状况、注采连通状况、注采平衡状况以及效果效益状况四个方面构建了塔河缝洞型油藏注气效果综合评价指标体系,并通过聚类分析方法建立了注氮气效果评价指标界限,形成了基于BP神经网络的综合评价方法,并对塔河油田203口注气单井进行了注气效果综合评价。研究结果表明,第四轮次注气后现有注气方案对剩余油的动用能力不足,缝洞型油藏复杂的连通状况形成了大量无效注气,是最终导致氮气替油效果不佳的主要原因。文中构建的缝洞型油藏注氮气效果评价体系和评价方法,解决了注氮气效果评价无依据的问题,为缝洞型油藏后期改善注氮气效果对策提供了科学依据,也为类似油藏注气效果评价提供了技术参考。     

A Material Balance Equation for a Sour Gas Reservoir

The gas reservoir with high content of H₂S is a special type of reservoir. With the decreasing of temperature and pressure, elemental sulfur may precipitate and block pore. The conventional material balance equation of common gas reservoir takes no account of the sulfur deposition. It is difficult to scientifically describe the performance of sour gas reservoir. Mol balance principle is used to establish material balance equation in sour gas reservoir. The modified material balance equation can be used to analyze the effects of deposited sulfur on original gas in place. For the different types of gas reservoir, such as constant-volume gas reservoir and water invasion gas reservoir, the material balance equation with high content of H₂S is deduced and an example is presented to compare it with the conventional volume balance equation. This new model improves sour gas-engineering theory.     

国产MCS络合铁脱硫工艺在川西海相含硫气田的应用研究

川西海相气藏目前处于勘探开发评价阶段,所开采的天然气中H2S摩尔分数为0.7%~5%,需进行单井脱硫试采并开展气藏评价。针对该气藏第一口试采井CK1井MCS国产络合铁脱硫工艺进行了跟踪分析,对现场的环保及硫堵问题进行了脱硫工艺的调整和优化,提出工艺推广建议,计算了装置的运行能耗及运行成本。目前,该井MCS络合铁脱硫装置年操作时间超过8 000h,日生产硫膏4t,累计生产天然气8 500×104 m3,与工艺优化前相比,天然气年产量提高约625×104 m3,保证了该井的顺利试采和川西海相气藏的有效评价,可为同类含硫气井试采提供参考。     

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。     

考虑元素硫沉积的水平井产量预测方法研究

随着含硫气藏的深入开发,水平井的作用也变得越来越重要,准确预测水平井产量对于含硫气藏开发具有重要的意义。考虑元素硫沉积对储层渗透率的影响,建立含硫气藏水平井产量预测公式,并分析水平井长度、储层有效厚度、元素硫沉积和非均质性对产量的影响,其中元素硫沉积和非均质性对水平井产量影响较大。计算结果表明,考虑元素硫沉积的Joshi公式和陈元千公式计算结果与实际产量接近,可用于含硫气藏生产初期产量预测,该结论对类似气藏开发具有一定的借鉴意义。     

硫沉积对高含硫气藏产能影响数值模拟研究

高含硫气藏是一类具有高危性和特殊性的酸性气藏，硫微粒的析出、运移以及沉积是该类气藏特殊渗流特征之一。沉积的硫微粒会占据孔隙空间，在孔喉处堵塞孔隙，改变孔隙结构，最终引起硫沉积区内储层渗透率的降低，从而影响气藏的开发效果。为此，在对硫沉积机理深入研究的基础上，引入空气动力学理论，建立高含硫气藏硫微粒运移、沉积数学模型，模拟研究了硫沉积对均质气藏和非均质气藏产能的影响。结果认为：高含硫气体初始溶解元素硫是该类气藏发生硫沉积的重要条件之一；硫沉积使得气藏的稳产时间缩短、采出程度降低、气藏递减期缩短以及递减期内的递减率增加等；低渗透气藏和非均质性强的地层，其硫沉积对气藏开发的影响很大。     

基于云模型的低渗透油田开发效果综合评价方法

针对模糊综合评价方法评价油田开发效果存在弱化评价的模糊性和统计性的缺点,利用云模型解决模糊问题的优势,将云模型应用于油田开发效果综合评价中,建立了基于云模型的低渗透油田开发效果综合评价方法。首先选取并建立了低渗透油田开发效果评价指标集,然后构建了各评价指标的权重云和评价云,最后基于云算数运算法则,计算得到了油藏开发效果的评价结果。采用该方法对研究区块的开发效果进行综合评价,其结果直观、可靠,符合生产实际,具有一定的借鉴作用,可为今后的油田开发调整提供依据。