元坝超深含硫气井防腐技术研究实践

元坝气田是世界范围内陆上气田投产作业风险最高的工程项目之一,超深、高温、高含H2S、中含CO2,经济安全防腐矛盾尤为突出。考虑经济性,采用适用性设计,模拟元坝H2S/CO2/S气田环境评价,证实国产高镍合金的抗腐蚀性能优良,设计采用4 c＋4 d国产高镍合金油管、718＋725工具组合材质方案,保证安全的同时降低了材质级别。为进一步降低完井成本,研发了电镀钨衬管和160℃无固相环空保护液。国产高镍合金管、电镀钨衬管和无固相环空保护液综合防腐技术在现场15口井应用,为元坝气田34×108m3产能建设起到了关键作用,为类似含硫气井防腐提供借鉴。     

钛合金油管井首次在超深高含硫气井应用

<正>随着元坝205-2井完井封隔器顺利坐封,标志着由中石化西南油气分公司联合天钢共同研制的钛合金油管在元坝205-2井顺利完成首次入井。该井完井投产管柱采取钛合金油管取代了常用的镍基合金油管,是钛合金油管在超深高含硫气井的首次入井使用,油管上扣顺利,并进行了氦气螺纹泄漏检测,均未发生泄漏。钛合金油管具有重量轻、抗腐蚀和耐磨性     

元坝长兴组完井管材腐蚀评价及优选

川东北元坝气田恶劣的腐蚀环境给完井材料的选择带来了极大困难。本文介绍了10种镍基合金(国产、进口、4c类及4d类)在H2S/CO2/S气田环境中的抗SCC、失重腐蚀性能。研究结果表明国产镍基合金与进口产品相比具有同样良好的抗腐蚀性能,其中国产G3材质能够满足元坝160℃的抗腐蚀性能要求,即使在10g/L元素硫条件下也未发生严重的局部腐蚀。而4c类材质在3g/L元素硫条件下未发生严重的局部腐蚀,但在10g/L元素硫条件下腐蚀严重。基于以上研究成果,借鉴类似气藏的选材经验,国产4c类和4d类材质分别在元坝103H井油层套管和油管中得到应用。     

元坝高含硫气藏超深水平井完井技术研究及实践

元坝长兴组气藏属于超深、高温、高压、高含硫碳酸盐气藏,水平井完井的经济性与安全性矛盾非常突出,作业工况及井下条件复杂,风险和效率是该类气井完井需要考虑的重点。为此,通过大量的理论研究、模拟计算、室内实验、现场试验,形成了元坝高含硫气藏超深水平井完井技术。Ⅰ-Ⅱ类较多的礁相储层,以衬管完井方式为主,Ⅰ-Ⅱ类较少的叠合区、滩相储层,底水较为发育区域,采用射孔完井;完井材质选用4C类镍基合金;完井工具采用具有自平衡功能的井下安全阀、具备可回收功能的锚定密封插管封隔器;完井管柱采用复合油管,原则上不设计坐放短节、不采用伸缩节;通过优化封隔器坐封位置减少镍基合金套管使用长度。通过以上措施,既能满足酸化及长期安全生产要求,便于后期作业,又极大程度降低了完井成本,为该区的勘探开发提供了重要的技术支持。     

国产镍基合金油管在高酸性气田的矿场应用与评价

镍基合金油管自2006年开始国产化研究,成品油管于2009年在普光气田首次投入矿场试验,至今已有两个生产商4种材质12个规格的国产镍基合金油管在四川盆地高酸性气田推广应用。为了评价国产镍基合金油管的矿场应用效果,从投产作业、气密封在线检测、投产初期油套环空压力及生产情况等几个方面,跟踪统计了39口开发井259 634 m国产镍基合金油管现场应用的大量数据。统计分析表明,国产镍基合金油管及其气密封螺纹在高温、超深、大全角变化率、高压差及酸压改造等工况中使用均能满足设计和应用要求,各项指标达到或超过了国外同类产品水平;镍基合金油管国产化在大幅降低投产成本的同时,采购周期减少至3个月以内,其在短节、接箍、变径接头等附件采购方面具备的灵活性和便捷性,对管柱组配和应对现场临时需求提供了有力的支持。     

元坝海相超深井特色修井工艺技术

元坝海相气田的勘探开发是世界级难题,主力气藏具有超深、高温、高产、高含硫等特征。在勘探开发中易出现管柱卡埋、脱落、炸枪、套管磨损等复杂情况,严重制约着元坝气田勘探投产开发进程。针对超深含硫气井作业管柱选择受限,井下情况诊断困难,结合元坝海相气田投产开发的实际需求,提出了针对RTTS封隔器卡埋、射孔枪断脱、长段水泥塞钻扫的3大修井特色工艺技术,为RTTS封隔器打捞、射孔枪处理,无损钻塞作业提供了强有力的技术支持。在元坝气田22井次作业中,修井成功率达到100%,修井效率得到了明显提升,应用效果显著。     

双鱼石构造超深超高压含硫气井完井管柱完整性设计探讨

双鱼石构造超深小井眼气井超高压、高温、含硫特征明显,完井作业及后期生产过程中完井管柱失效风险高,完整性面临诸多挑战。高温高压含硫气井完井管柱作为完井及生产期间的一级井屏障,对于保障完井管柱完整性尤为重要。在室内材质腐蚀实验基础上,评价了耐蚀合金材料和抗硫碳钢材料的抗腐蚀性能;通过管柱力学分析校核,优化了满足完井及生产要求的油管组合。针对不同的投产需求,设计了两套完井管柱结构,满足了完井管柱完整性要求。同时,提出完井管柱井屏障组件之间的适应性以及完井压井液与完井管柱完整性之间的关联性,为提高超深超高压含硫气井完井完整性提供了指导性建议。     

元坝气田超深高含硫生物礁气藏高效开发技术与实践

四川盆地元坝气田上二叠统长兴组气藏具有埋藏超深、高温高压高含硫及地形地貌复杂等特点,天然气开发工作面临着直井产能偏低与如何有效提高单井产能、开发方案抗风险能力弱与如何实现降本增效、地面工程条件复杂与如何绿色安全开发等突出矛盾。为此,从积极开展先导试验、积极组织技术调研、创新管理运行机制、精心组织科研攻关、科学编制开发设计、精心组织工程施工、强化严细管理等6个方面推进元坝气田开发建设,攻关形成了超深层小礁体气藏精细描述、小礁体底水气藏水平井部署优化、超深高含硫气藏水井平钻完井、高含硫气藏天然气深度净化及高含硫气田安全生产控制等技术,建成了全球首个埋深近7000 m、年产40×108 m3混合气的超深层高含硫生物礁大气田和具有中石化自主知识产权的天然气净化厂,实现了元坝气田的安全生产和效益开发。结论认为,元坝气田的高效安全开发为盘活更多的超深高含硫天然气资源开辟出一条成功的路径,所形成的先进管理理念和技术创新成果可为同类型气田的开发提供有益的借鉴。     

普光高酸性气田井简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。