含硫油气井测试作业风险控制及推荐方法

从H2S的物理化学性质及其对人体危害、对金属材料的腐蚀、对非金属材料的加速老化作用入手，对含硫油气井测试作业风险进行分析，制定风险控制措施。介绍了含硫油气井测试作业推荐方法。对测试前准备、设备摆放与安装、测试作业过程、流体的安全处理等方面实施有效安全控制，在含硫油气井测试作业中产生良好结果。     

高含硫化氢油气井弃井点火作业关键问题探讨

从高含H2S油气井钻探应急管理特殊安全风险出发,分析了制约高含H2S油气井弃井点火作业的3个关键因素,并提出了弃井点火作业中准确把握点火时机、点火能量和点火高度的基本观点.     

试油测试作业H_2S腐蚀破坏的防护工艺

试油测试作业是石油勘探开发链中的一个必不可少的关键环节,含硫油气井试油测试期间测试工具和地面计量装备不可避免地会接触到H_2S,H_2S会对设备造成严重的腐蚀。对H_2S腐蚀表现形式的剖析,认为试油测试期间硫化物应力开裂(SSC)腐蚀为H_2S主要腐蚀形式。分析含H_2S油气井硫化物应力开裂(SSC)破坏的主要影响因素包括:温度、硫化氢分压、p H值等,以此为中心,制定了相应的控制措施,为含硫油气田试油测试中H_2S的提前防护提供了依据。     

普光气田高含硫超深水平井投产配套技术

普光气田是我国已发现的丰度最高、储量规模最大的高含硫大型海相整装气田,H2S含量12%～20%,CO2含量10%～12%。国内外开发实践表明,高含硫气田开发 面临着安全环保风险大、设备材料H2S腐蚀、开发成本高等技术难题。普光气田开发方案设计水平井6口,通过技术攻关,针对高含硫普光气田超深水平井投产作业技术难点,配套形成了酸压投产一体化管柱、长井段射孔、长井段酸压投产、作业施工及井控技术,满足了超深水平井投产作业需要,为国内同类气田开发提供了技术借鉴。     

同心连续油管中途测试技术

在含油丰富的井中，生产测试常用于确定油井产量即烬类或水产量的来源，以便能进行补救性修井工作。尽管油气井测试是一项常规作业，但含硫油气井测试，由于钻杆遇硫化氢易脆裂和含硫油气产出地面的井场安全问题，使含硫井测试仍受到很大限制。多数情况下，若没有中途测试数据，作业者必须依赖于有限的地质和裸眼测井信息去确定井供油能力进而判断是否进行下套管作业。文中介绍一种可在含硫油气井中安全进行中途测试的新型连续油管测试系统(GST)，简介测试系统组件、技术优点与现场应用情况。     

湿H_2S环境下钻具腐蚀断裂机理及预防措施

"三高"油气田开发一直是国内外油气田开发的一个难点,其中高含硫对钻具、设备安全和作业人员健康都构成了威胁。塔中I号气田是塔里木油田典型的高含硫油气田,部分井H2S质量浓度达到了607 000 mg/m3,近年来多次发生H2S致钻具腐蚀开裂事件,给油田安全生产带来了严重挑战。通过对塔中I号气田多起钻具断裂事故分析,表明:湿H2S环境下钻具发生腐蚀断裂有电化学腐蚀、氢致开裂和硫化物应力腐蚀开裂三种;其主要影响因素有H2S含量、p H值、温度和钻具材质。建议加强对钻具材质中有害元素的控制,定期检测泥浆中p H值变化情况,加强对钻具的管理工作,选择的合适的压井方式等来防止类似事件发生。     

微牙痕起下合金管柱操作技术对于井下管柱施工的作用

高含硫油气田中的H2S会因油气井管柱伤痕对管柱产生腐蚀,从而缩短油气井管柱寿命。引进HS/HT型微牙痕液压套管钳,通过改造扭矩仪、液压动力站等设备,配套形成微牙痕套管技术。     

铝合金钻杆的特点及应用前景

随着油气勘探向深井、超深井、定向井、水平井、含H2S和CO2油气井、海洋井等复杂井的发展,研究适合复杂井况勘探开发的钻具成为必然趋势。分析介绍了铝合金钻杆在提高钻井深度、耐蚀性、降低大钩载荷和定向井及水平井钻井作业等方面的显著优势以及铝合金钻杆的应用前景。     

油管钢在H2S溶液中的腐蚀研究

随着含硫油气井的大量增加,在钻井及采油过程中油管套管及其它钻井设备都容易发生严重腐蚀,其主要腐蚀介质就是H2S和地层中含有的Cl-、CO2以及少量微生物等。在实验室内对N80油管钢的H2S腐蚀进行实验研究,着重掌握溶液酸度、H2S浓度以及Cl-含量对N80钢腐蚀速率的影响。     

四川高温高压含硫井测试技术

四川油气田经过30年的发展,配套完善了高温高压高含硫深井井下测试工具和地面测试设备,形成了复杂条件下的中途测试技术、多项联作完井测试技术和高压高含硫大产量地面测试计量技术等系列油气井测试工艺技术,其中一些技术在塔里木高温高压含硫井也得到了成功应用,完成了B1井深井(6006 m)高压(地层压力124 MPa)完井测试,LJ11H井高含硫(92000 ppm)高产(302×104m3/d)气井的试气作业.通过较系统地介绍和实例说明,有助于进一步推广和提高高温高压含硫深井测试技术水平.     

高酸性气井钻井过程中的井控机理

川东北高含硫气田的CO₂、H₂S含量较高，部分气井中的CO₂、H₂S已处于超临界状态。CO₂、H₂S在环空流动过程中离井口很近的距离才发生体积突变，极易诱发井喷。为此，从分析超临界状态CO₂、H₂S的特殊相态特征入手，建立了相应的数学模型，编写了计算机程序，模拟了高酸性高压气井环空温度场、压力场、压缩因子和体积膨胀情况。从模拟计算结果可以看出，在深井中，常规天然气的溢流通常有足够的预警时间，而高酸性气体则在井筒的上部位置发生突然膨胀，引起的天然气溢流几乎没有预警时间。在高酸性气井钻井过程中，需要加强对环空钻井液瞬时流量的监测，尽早发现溢流，确保安全钻井。     

高含硫气井安全隐患治理技术思路与实践

针对四川盆地东部地区高含硫气井在前期开发过程中因气井本身结构的不完整性和复杂的地质构造、人居环境,导致部分气井存在一定安全隐患的问题,为实现其安全隐患的科学治理、彻底根治,结合四川东部地区含硫气井的特点和完井现状,通过对完井管柱、完井套管、固井、复杂地质结构及气井本身完整性等的综合分析,形成了高含硫气井安全隐患分析及综合评估方法,对油层套管固井质量未达标、油层套管固井质量合格、产量低无经济开采价值的高含硫气井进行分类,形成各具特色的治理技术思路,并制订了产层封闭、井筒薄弱段及关键泄漏部位封堵等的永久封闭配套技术方案。通过现场实践,达到了科学治理、不留隐患的隐患治理要求,所形成的高含硫气井安全隐患治理的隐患分析方法、治理技术思路和永久封闭配套技术,对类似气井的安全隐患综合治理工作具有指导意义。     

水平井射孔工艺技术及在罗家11H井实践

罗家11H井是高产天然气、高含硫化氢的罗家寨气田第一口射孔完井的水平井。文章介绍了水平井射孔常用施工管柱、深度定位方法、射孔地面监测技术、射孔参数优选方案、射孔弹定向原理和枪身特殊设计等工艺技术；分析了该工艺技术在罗家11H井的施工难点以及射孔参数优化结果，并成功地应用于该井的射孔施工作业，获得较好的产能效果，为优质、高效、安全开发罗家寨高含硫化氢气藏提供了有效的射孔完井方法。     

酸性气田气井采用组合油管柱的优越性

在高含H₂S和CO₂共存的气田深井中,为了既保证生产气井井底不积水,又要保证气井在生产过程中管柱不发生冲蚀;实现低成本高效地开发酸性气田,保证气井安全生产,必须对气井井下管柱进行优化。以徐深气田气井为例,在给定的生产条件下,采用73.0 mm×850 m+60.3 mm×2 880 m组合油管柱和73.0 mm单级油管柱都不会有天然气水合物生成;采用组合油管柱比采用73.0 mm单级油管柱更不容易生成天然气水合物,说明采用两级或两级以上不同尺寸的组合油管柱在高含二氧化碳和高含硫化氢气田气井中具有更大的优越性。该方法对低成本高效地开发酸性气田具有重要的参考价值。     

一种新型单接头油管输送射孔枪及其应用

普光气田属于典型的“压力高、温度高、气体高含硫化氢”三高气田,且气井井深、井斜角大、射孔段长,传统射孔枪已无法满足现场需要,急需研制新型射孔枪。为此,在传统射孔枪研制技术的基础上,通过严格的枪身材质优选、规格确定、弹架结构和传爆接头设计以及导爆索优选,经过地面试验,成功地研制出了一种钢级TP110S,外径114 mm,壁厚11 mm,耐压120 MPa、耐温140 ℃以上的弹架紧固式单接头油管输送射孔枪。与传统射孔枪相比较,该新型射孔枪高抗硫、耐温高、抗压、抗拉、抗挤,在结构上采用弹架紧固式结构,使得弹架与枪体基本同轴,枪内炸高一致,提高了射孔的稳定性。目前该新型射孔枪已在普光气田现场多口气井投产中得到应用,射孔成功率达100%,且气井的产气量与预测结果一致,表明射孔枪设计合理、性能可靠,可在类似气田的开发中推广使用。     

泵注法除硫装置在含硫气井试气过程中的应用

为解决含硫化氢气井试气时，因硫化氢在空气中扩散泄漏引起的安全问题，研究了泵注法除硫装置。介绍了泵注法除硫原理、泵注装置的主要组成和结构、泵注头的组成和作用、硫化氢浓度监测方法和远程控制系统的组成。在永15、永22断块3口含硫化氢气井上应用表明，除硫装置技术性能优良、安全可靠、自动化程度高，满足了试气要求。可作为含硫气井配套试气工艺装备，为含硫气井安全试气提供保障。     

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。     

枯竭型油气藏储气库射孔完井技术

枯竭型油气藏储气库一般采用套管射孔完井方式,注、采气需要"缓进大出",要求储层与井筒良好沟通.针对枯竭型油气藏储气库射孔完井工艺复杂、要求高、地层保护难度大等特点,阐述了射孔方式及工艺优选、射孔参数优化、射孔压实带改造技术、多级负压起爆技术等内容.该项射孔完井技术在中石化文96储气库13口井成功应用,取得了良好的效果.     

高含硫探井转开发井的腐蚀评价

对于含硫油气区域的探井、探井兼开发井,如果油气产能、H2S含量及分布带有不确定性而选用镍基合金油套管,则可能会造成投资过大的风险。选用H2S酸性环境抗开裂的碳钢和低合金钢后,H2S、CO2、元素硫及地层水对油套管的电化学腐蚀变成了主要问题。这时可以通过优化完井技术,增加油套管壁厚来降低应力水平,以防止氢应力开裂;同时,增加壁厚又可以增加腐蚀余量,延长服役寿命。在概述目前国内含硫油气区域油套管腐蚀评价、防腐蚀措施和存在的问题的基础上,详细分析了基于电化学腐蚀的适用性评价、模拟元素硫的腐蚀环境设计、地层水的腐蚀与模拟试验,及自行研制的高温高压循环流动腐蚀试验仪的工作原理与流程,介绍了探井转开发井腐蚀评价实例,列举了探井转开发井投产的风险和目前已具备的条件,给出了科学的现场风险管理措施。      

表皮系数的分解方法

近井地带的表皮系数，是评价油气井产能和完井效率的重要参数。然而，利用压力恢复曲线或压降曲线确定的表皮系数，是一个总表皮系数，它包括：打开程度表皮系数、射孔密度表皮系数、泥浆污染表皮系数和高速湍流表皮系数。基于有关的文献[1～7]，提出了分解总表皮系数的方法。实例应用表明，该方法是有效的。