高含硫气井酸压液体技术研究

通过对普光1井、普光2井岩心分析,确定该区域储层为纯碳酸盐岩储层,碎屑岩和粘土矿物含量很低,盐酸溶蚀率均在90%以上,研究确定采用以盐酸为基液的酸压液体系列技术,进行了不同酸液浓度对钢片的腐蚀试验分析,鲜酸和残酸腐蚀速率对比试验,饱和H2S的鲜酸和残酸腐蚀速率对比试验,筛选了合适的缓蚀剂,研发了适合该储层酸压条件的铁离子稳定剂和硫沉淀控制剂、助排剂。根据储层高温、高含硫、低孔与低渗的物性特征,研发并形成了适合储层酸压改造的前置液加胶凝酸多级交替注入的深度酸压工艺技术以及配套的酸压液体体系。为普光气田主体及周边储量评价和该类气藏的进一步改造提供了可靠的参数和技术支撑。     

深水气井环空带压模型的建立与研究

为了研究深水气井作业生产井密闭环空压力变化规律,基于典型深水作业井井身结构,分析了密闭环空组成和特点;根据井筒压力传递特点,建立了非泄露下多套管密闭环空压力预测模型、环空气柱体积变化模型,以及泄露下环空带压数学模型;结合现场作业井进行了环空压力变化研究.研究结果表明:环空密闭压力的快速上升主要集中在生产初期,生产20h...     

海洋深水高温高压气井环空带压管理

中国南海高温高压油气藏开发过程中,井筒环空带压问题突出,一旦超过允许值将会影响安全生产。为了保证气井的正常生产,需要确定环空压力的合理范围,为此基于ISO 16530-1:2017标准和API RP 90-2的推荐做法,研究并建立了考虑管柱承压能力和关键节点校核的深水高温高压气井环空带压控制值计算模型以及一套环空压力管理图版。研究结果表明:①管柱承压能力计算主要针对环空对应的油管和套管;②关键节点校核计算主要针对井口装置、封隔器、井下安全阀和尾管悬挂器等;③建立了环空最小预留压力计算模型,以确保对深水高地层压力或井底高流压气井的环空施加一定的备压,保证井下管柱和工具在合理环空压力范围内正常工作;④以某深水气井为实例进行了计算与分析,得到了考虑和不考虑壁厚减薄情况下随投产时间变化的各环空带压控制值。结论认为,所建立的模型及图版应用于海上深水高温高压气井,使用简便、可操作性强,可以为深水高温高压气井及类似井的井筒环空压力管理提供借鉴。     

高温高压含硫气井环空流体热膨胀带压机理

在高温高压含硫气井中,环空带压值过大将会影响正常生产,一旦超过允许值将诱发潜在的安全事故。针对开采过程中井筒温度升高使密闭环空流体受热膨胀而导致的环空带压问题,建立了高温高压含硫气井环空流体热膨胀带压值的计算模型,并进行了实例计算。结果表明,高温高压含硫气井环空流体热膨胀引起的带压值很有可能会引起生产管柱的失效,给油气井安全生产带来威胁。因此,有必要在井身结构设计、套管强度设计与环空保护液优选时,根据油气井正常开采的工作制度,降低开采过程中环空带压值并开展有效的环空带压管理,确保高温高压含硫气井的长期安全生产。     

新疆油田采气一厂成功治理气井环空带压隐患

2013年11月19日,新疆油田公司采气一厂成功利用带压钻孔技术为盆5气田P5007井更换了新的羊角阀,此技术在新疆油田得到应用尚属首次,代表该厂在环空带压隐患治理技术方面有了新的突破。     

高含硫高产气井环空带压安全评价研究

针对部分油气井环空带压的现状, 调研了国内外油气井环空带压的大小及分布, 发现大约有 ５ ０ ％环空带压是发生在生产套管和油管间的环空。为此, 研究了造成环空带压的原因, 认为作业施加的环空压力, 受温度、 压力变化使环空和流体膨胀引起的环空压力以及由于油气从地层经水泥封固井段和环空液柱向上窜流引起的环空压力, 是造成环空带压的主要原因。借鉴国际上知名油公司环空带压安全评价方法, 建立了高含硫高产气井环空允许最大带压值的计算方法, 结合某高产气井的实际井身结构（ 完钻井深为 ５２ ０ ０ｍ , 产层压力为 ７ ２ ． ８ＭＰ ａ ）井下管串组合、 实测的环空带压值, 对比计算了允许的环空带压值, 并评价了该井的安全状况, 评价结果表明, 虽然该井出现较高的环空带压情况, 但还可以正常开采。所建立的高含硫高产气井环空允许最大带压值的计算方法, 为高含硫高产气井环空带压安全评价奠定了基础。     

环空带压气井地面监测诊断系统研究

针对现有环空带压井监测系统监测参数单一且不能进行原因分析及泄漏位置诊断的问题,研制了多参数环空带压地面监测诊断系统。该系统包括环空压力和温度监测、液位监测、气体组分分析以及自动泄压/恢复模块。在分析环空带压原因的基础上,提出利用环空保护液位置判断油管泄漏位置的方法,实现了在地面对井下泄漏位置的检测。对系统进行的地面综合试验结果表明,整套系统设计合理、可靠性高,实现了基于动态监测的环空带压原因诊断与泄漏位置判断。研究结果为生产井的完整性管理、修井及安全生产提供了技术支持。     

普光高含H2S气田硫沉积规律及其对开发的影响

普光气田属于高含H₂S气田,天然气中含有一定量的单质硫(简称硫,下同)。在开发过程中,随着压力和温度的持续下降,天然气中的硫将会达到过饱和,并从气相中析出。目前,普光气田地面集输流程和井筒已经出现硫沉积与堵塞,在探测和治理方面形成了较成熟的经验做法。但随着地层压力的下降,将会在储层孔喉中形成硫沉积并降低渗流能力,导致气井产能降低,甚至停喷。储层中的硫沉积治理将是气田开发工作面临的又一大难题。文中基于井下PVT取样,首先,开展天然气中硫质量浓度及PVT相态特征室内实验研究,测定了地层条件下天然气中硫初始质量浓度,建立了适用于普光高含硫气田的硫溶解度预测模型,明确了不同压力和温度条件下硫析出状态及析出量;然后,开展硫沉积对岩心渗透率伤害室内实验,理清了硫沉积对储层渗透率的伤害规律;最后,建立了硫析出和沉积预测模型,初步认清硫在井筒周围储层径向沉积规律及对气井产能的影响。研究成果将指导普光气田储层硫沉积治理工作,为高含H₂S气田高效开发提供理论支持。     

基于贝叶斯网络的气井环空带压风险评价模型及应用分析

针对气井生产过程中环空带压日益严重导致井完整性失效风险上升这一问题,开展了环空带压风险评价研究。建立了基于贝叶斯网络和实际生产数据的环空带压风险预警模型,该模型将影响环空带压的因素分为油套管泄漏和水泥环失效两个单元,确定了各个单元的主要风险因素和风险失效概率,在此基础上,建立了环空带压风险量化评价指标,并进行了相应风险等级划分,形成了气井环空带压风险评价方法。统计了新疆采气一厂的191口井的失效概率,进行了实例应用,结果表明:该模型可对环空带压的潜在风险进行定量计算,可推理得出主要风险因素的逆向成因,为预防和控制环空压力提供决策依据,有助于降低气井环空带压风险的发生概率。     

高含硫化氢气井的酸压设计与施工

川东北普光气田是我国特大气田之一,具有非常丰富的储量,同时H2S平均含量达14.96%,如何保证酸压施工的安全与实现大幅度增产是酸压设计改造的重要方面。从系统工程角度出发,在液体配方体系上选用了惰性前置液与缓速胶凝酸,减缓酸岩反应速度;在添加剂上优选了抗硫化氢和酸液腐蚀的专用缓蚀剂;在工艺方法上采用了压前解堵降压的措施;在工艺优化上设计了三级注入与闭合酸化相组合的工艺技术,增加了有效酸蚀缝长与导流能力,形成了针对酸性气井酸压改造的综合方法。现场实施了该套工艺技术,确保了施工安全,压后产量显著提高到75×10^4 m^3/d。研究表明,该套技术适合该酸性气田的有效酸压改造。对川东北的普光、罗家寨、滚子坪等及类似酸性气田的储层改造提供了有益的借鉴和宝贵经验,为普光气田的可采储量探明和进一步的勘探开发提供了重要的技术支撑。     

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。     

普光气田高含H2S天然气中硫含量及临界析出压力测定

普光气田高含H₂S天然气中的单质硫含量及临界析出压力是研究硫沉积问题首先要获取的两项关键参数,为此,基于气相色谱定量测定方法（外标标准曲线法）,利用从普光104-1井取得的井下气样、DMDS-DMA高效溶硫剂及气相色谱-质谱联用仪等样品和仪器,首次测定出普光气田高含H₂S天然气中的硫含量为0.78 g/m³（每标准立方米气样中的硫含量）,处于未饱和状态;进一步结合测定的不同压力下气样中硫的饱和含量变化曲线确定出临界析出压力为30.5 MPa;对比气田目前地层压力认为地层中尚未发生硫析出和沉积现象。     

普光气田高含硫气井安全快速优质钻完井配套技术

普光气田是目前中国已发现的最大的高含硫天然气田,天然气储层埋藏深, 其天然气具有高温、高压、高含硫的特点,钻井面临喷、漏、塌、卡、斜、硬、毒等世界级难题。为此,围绕高含硫气井安全钻井技术、快速钻井技术和优质固井技术的科技攻关、配套和现场示范应用,形成了普光气田安全优快钻井集成配套技术：①配套了70 MPa封井器、内防喷工具组合为主的双加双井控装备,确定钻井液安全密度附加值,强化钻井液、加重料、堵漏材料的储备和硫化氢监测及检测,井控安全率达到了100%,井喷失控事故率为0;②普光陆相地层集成应用空气、雾化、泡沫、氮气、空气锤等钻井技术快速钻进易漏、易塌、地层出水出气等复杂地层,海相地层应用PDC+螺杆复合钻井技术,全井钻井周期平均缩短了33%,平均机械钻速提高了61.21%;③应用耐腐蚀防气窜胶乳水泥浆体系、高强低密度水泥浆体系并综合应用尾管悬挂、正注反挤、分级固井等工艺技术,技术套管固井合格率为94.7%,产层套管固井合格率达100%、优良率为83%。实现了该气田高含硫气井安全、快速、优质钻完井的目标。     

普光高酸性气田井筒管材及完井方案优选

四川盆地普光气田属于高含H₂S和CO₂的碳酸盐岩过成熟酸性气田,存在气藏压力高、埋藏深度大、地质构造复杂、腐蚀严重、易喷易漏、安全风险高等开发难题。为解决上述难题,实现气田的安全高效开发,在深入调研国内外高含硫气田完井技术现状的基础上,分析了硫化氢、二氧化碳以及氯离子等对井下管材的腐蚀方式,提出了管柱腐蚀的防治措施：①采用防腐蚀管材;②注入缓蚀剂;③将上述两种方式综合应用。进而设计了3种完井方案：①高镍基合金完井;②高镍基合金与高抗硫材质组合完井;③高抗硫材质完井。经分析对比,最终确定采用镍基合金和高抗硫钢套管组合,配合镍基合金油管和永久式封隔器的完井方案;射孔后下酸压-生产一体化完井管柱,酸化压裂后投产。该方案成功解决了气井酸压、生产、防腐蚀等问题,具有防腐性能优越、后期维护成本低、管柱有效生产时间长、安全系数高等特点。     

普光高含硫气田特大型天然气净化厂关键技术解析

普光气田是国内目前大规模开发的含硫量最高的高酸性气田,其天然气具有高压、高含H₂S、含CO₂的特点。建设处理规模120×10⁸ m³/a的天然气净化厂,面临天然气净化难度大、硫磺储运技术和安全要求高、生产工艺及安全控制复杂等诸多技术难题。目前国内尚无百亿立方米级天然气净化以及配套硫磺成型与安全储运技术。为此,在优选评价国内外先进净化工艺的基础上,确定了适合普光气田的高含硫天然气净化工艺,并首次应用了气相固定床水解COS、中间胺液冷却、MAG-液硫脱气、特大型火炬放空、液硫湿法成型等国际先进工艺和专利技术。开发了国内首例特大型散装硫磺料仓、首例5 000 m³液硫储罐、首套硫磺流水线转运以及快速定量装车系统,实现200×10⁴ t/a硫磺储运系统的全方位实时监控和安全运行。配套开发先进、灵活、可靠的生产过程控制与安全控制系统,确保整个净化厂处于安全、有效的受控状态。高含硫天然气净化关键技术应用于普光气田后,装置运行平稳,产品质量合格,各项安全保障到位。为其他大型高酸性气田的天然气净化提供了示范和借鉴。     

变流量试井在普光气田储层动态评价中的应用

气井测试对认识气藏地层参数、预测气井产能、评价生产状况具有十分重要的意义。但对于高酸气田气井关井后,由于不同组分密度的差异,导致重组分如硫化氢、二氧化碳以及多硫化物在重力、浮力、阻力、化学势的变化及热扩散作用下向下沉降,从而出现组分分离,由于井筒残酸、井筒储集效应、管内摩阻、温度变化、水击作用以及关井前产量等因素影响,可能导致酸性气藏储层伤害。同时,在实际工作中,由于测试影响产量与生产,因井斜大、油套变形等井况原因,电子压力计不能下至井底,导致气井测试难以开展。为了寻找另一种试井途径来弥补其不足,从不稳定渗流理论出发,提出了变流量不关井压力恢复试井方法。实际应用效果分析表明,该方法可行、有效,基本能达到关井压力恢复试井等效的结果。     

普光气田开发建设中人文管理的实践探索

川气东送工程是国家“十一五”重大工程,共包括3大部分。普光气田的开发建设是实现川气东送战略目标的根本保证。中国石化投入了大量人力物力,展开了大会战。坚持以人为本,实施人文管理,确保“安全、按期、优质、高效”地开发、建设好普光气田,既是国家能源发展战略的需要和要求,也是中国石化集团公司作为国有大型企业积极承担社会责任的具体体现。结合工作实践,阐述人文管理在普光气田开发建设中的现实意义和实施方法。     

普光气田高含硫天然气粘度计算模型优选与评价

通过试验可以测定高含硫天然气的粘度,但费用高,危险性大.以室内试验数据和Elsharkawy提供的测试数据为基础,采用未校正的Dempsey模型、Lee模型、LBC模型、DS模型、Londono模型,以及YJS校正法、Standing校正法和Elsharkawy校正法,计算了普光气田高含硫天然气的粘度,并与试验测试值进...     

国产SGI-10型高含硫天然气焚烧炉在普光D401 1井试气中的应用

目前,国外的焚烧炉已很好地解决了高含硫气井试气燃烧效率低、H₂S燃烧不充分、有害气体排放超标、试气时间短而难以准确评价气井产能等问题,但设备价格昂贵、供货周期长、维修保养困难。鉴于此,介绍了国内最新研制的SGI-10型焚烧炉的工作原理及主要技术指标,指出该焚烧炉因喷嘴的特殊结构设计和导风器成功研制,使得高含硫天然气与空气产生正反气旋并能充分混合,保证了高含硫天然气的完全燃烧及SO₂排放达标。同时,根据高含硫气井的试气要求对普光D401-1井进行了试气,设计处理量为10×10⁴ m³/d,累积试气燃烧时间8 h,设备运行平稳。经环境监测,各项监测指标达到环保要求,其中部分指标还优于国外同类产品。实践证明,该焚烧炉性能可靠,能满足高含硫气井长时间安全环保试气的要求。     

普光气田飞仙关组和长兴组测井解释方法

普光气田飞仙关组和长兴组碳政盐岩储层具有溶蚀孔发育、局部裂缝发育、储层孔隙结构比较复杂、非均质性比较强的特点.钻井取心资料表明,岩石中白云石质量分数与溶蚀孔洞的发育具有密切关系,以鲕粒白云岩和残余鲕粒白云岩为最优.从储层孔隙结构入手,利用岩电关系研究成果优化测井解释模型,提高储层孔隙度、渗透率和饱和度等参数的计算精度;...