超深、高含硫底水气藏动态分析技术——以四川盆地元坝气田长兴组生物礁气藏为例

四川盆地元坝气田上二叠统长兴组生物礁气藏（以下简称为元坝长兴组气藏）为高含硫、局部存在底水的条带状生物礁气藏,储层非均质性强、气水关系复杂,常规的动态分析技术并不完全适用。为此,通过在该气藏开展井筒压力折算、动态产能评价、动态法储量评价以及水侵早期识别与水侵动态评价等研究,落实了气井产能、动态法储量以及水侵动态等关键问题。研究结果表明：①所建立的井筒压力折算模型计算的压力误差小于1%,温度误差小于5%,满足现场要求;②建立了考虑硫沉积的稳态产能方程及一点法产能公式,在开发中期,对气井产能进行动态评价以指导气井的优化配产及气藏合理采速的确定;③建立了单井动态法储量评价图版,并针对同一连通单元内的气井,建立“虚拟井”以计算区域内动态法储量,并形成了相应动态法储量评价技术,平均单井动态储量为24.55×108 m3;④综合考虑高含硫、双重介质、底水等因素,建立了气藏非稳态水侵量计算模型,并形成了生物礁底水气藏水侵动态评价技术;⑤该气藏目前水侵量整体较小,地层水相对不活跃,水体能量为弱—中等。结论认为,所取得的研究成果不仅为元坝长兴组气藏的高效开发提供了有力支撑,还可以为其他同类型气藏提供借鉴。     

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。     

元坝气田产出水集输系统腐蚀特征及防护措施实践

元坝气田是国内首个超深高含硫生物礁大气田,高产量的同时也伴随大量产出水。随着开发的进行,腐蚀问题日渐明显。介绍了元坝气田产出水集输系统的腐蚀问题及防护措施实践:按腐蚀破坏形态分类,目前元坝气田产出水集输系统的腐蚀属于局部腐蚀;抗硫碳钢无法在高含硫气田产出水集输系统单独使用,添加缓蚀剂可以使抗硫碳钢的使用寿命延长;管道停运期间因介质不均匀性增强,易导致腐蚀加剧。此外,气田开发生产过程中,因传统的定点在线腐蚀监测技术对点蚀、孔蚀等局部腐蚀受限,应全面引入射线检测、超声波测厚等无损检测手段,弥补定点监测的缺陷。      

元坝气田长兴组未开发气藏采收率初探

元坝气田长兴组气藏属于高含硫、超深层、低孔渗碳酸盐岩气藏,目前处于未开发阶段,技术可采储量计算中采用经验公式法、类比法、物质平衡法等多种方法进行综合分析,确定了各个储量计算单元的采收率,完成了技术可采储量的计算,为科学、合理地编制元坝气田长兴组气藏开发方案提供了重要依据。      

元坝气田井筒堵塞物清除技术

元坝气田投产以来,多口井出现了井筒堵塞,严重制约了气井的正常生产。对元坝气田典型井的堵塞物样品进行元素分析、无机成分XRD分析、有机成分IR分析、热重分析及其在酸液和乙醇中的溶解性分析,认为元坝气田不同气井的堵塞物成分存在差异。针对这种差异,在室内分别研制了有机解堵酸液和无机解堵酸液;并结合具体的井筒堵塞程度,分别配套了针对井筒节流和井筒完全堵死的有机、无机堵塞解堵工艺。元坝气田8口井应用井筒堵塞物清除技术进行了解堵作业,日增产气量316×104 m3,经济效益显著。井筒堵塞物清除技术可在类似超深高含硫气井中推广应用。      

元坝气田大尺寸非标准尾管固井技术

为解决元坝气田开发井三开技术尾管安全下入和提高封固质量的技术难点,在分析总结元坝气田陆相地层固井技术难点的基础上,根据套管悬重与悬挂器坐挂后的过流面积选择合理的非标准尾管悬挂器,确定了尾管悬挂器的性能参数;根据固井防气窜与提高固井质量的要求,选择了合适的水泥浆与前置液体系;为保证套管安全下入和提高水泥环胶结质量,制定了针对性的通井、承压及循环洗井等井眼准备措施;为提高水泥浆顶替效率,设计了合理的入井管串结构与固井工艺措施,形成了可以提高陆相复杂地层固井质量的综合固井技术。该技术在元坝气田现场应用后,固井质量合格率达100%,优质率达54.5%。研究结果表明,大尺寸非标准尾管固井技术可以解决元坝气田陆相地层的固井技术难点。      

元坝气田污泥来源分析及减量化对策

元坝气田气井产水特征日趋明显,深入分析污水来源,做好污泥减量化对策研究对高效开发气田至关重要。以元坝气田含硫污水与批处理残液两种介质为研究对象,针对污水处理过程中脱硫率低,以及压滤污泥含水率高等难题,通过优化药剂选型、反应条件、反应时间及药剂配比,并优选污泥压滤设备和合理配置污泥比例。实验结果表明,元坝气田污泥主要分为含硫污水处理后产生的普通污泥与批处理残液处理后的含油污泥两大类,含硫污水采用汽提法初步脱硫,双氧水+氯化锌深度脱硫,普通污泥经板框式压滤机压滤后含水率可达到50%以下,批处理残液在碱性环境中采用复合破乳剂EEA能够完全实验破乳,且“含油污泥”与“普通污泥”以体积比低于1∶2的配比经板框压滤机压滤后含水率保持为50%~55%。该研究可为元坝气田污水处理及污泥减量化研究提供实验论证及现场指导。     

川西北自流井-须家河组地层钻井提速配套技术

四川元坝地区是中石化继发现国内最大海相整装气田普光气田之后,在四川盆地发现的又一大型海 相气田,同时也是迄今为止我国埋藏最深的大型海相气田。元坝地区上部陆相地层埋深5000 m左右,岩石硬度 大、研磨性强、自流井珍珠冲地层存在砾石层,可钻性差,机械钻速低;固井工作存在“三高一低,一小一长一大”的 难点,固井质量难以保证;同一裸眼井段存在不同压力体系,安全密度窗口窄,钻进过程中易发生喷漏同存,井控风 险大,严重制约了元坝气田勘探开发进程。完善元坝地区陆相地层优快钻井配套技术,将能够极大缩短元坝地区 钻井周期,加快元坝气田的建设。     

高含硫气田场站防雷问题与对策探究

普光气田、元坝气田以及罗家寨气田等高含硫气田在开发过程,因雷暴天气造成仪表设备损坏问题频发,雷电防护问题变得越来越重要。从雷电引入源,防雷系统现存问题分析,防雷对策研究,防雷系统检测内容及指标等方面,详细介绍了高含硫天然气田的防雷问题,并制定出可行的防范措施,为高含硫气田安全稳定运行提供了技术支撑。     

元坝高含硫站场排污管线腐蚀风险及技术对策

元坝气田天然气中高含硫化氢、中含二氧化碳,且气井普遍产出凝析水和地层水,溶解了硫化氢气体的气田水进入天然气集输系统站场内的排污管道,导致抗硫碳钢排污管内腐蚀环境恶劣,存在较大的腐蚀风险。通过室内实验和现场试验评价分析,认为抗硫碳钢A333须有缓蚀剂配合使用才能满足含硫湿酸气环境下的腐蚀控制需求;在没有缓蚀剂保护的内腐蚀环境下,抗硫碳钢A333以局部腐蚀为主,腐蚀呈现点蚀扩大和坑蚀现象,平均腐蚀速率达到1 mm/a以上。针对现场排污管线腐蚀风险,制定了元坝气田站场排污管线腐蚀控制技术对策和研究方向,为同类含硫气田站场排污管线材质优选和腐蚀控制方案确定提供了借鉴和参考。     

元坝高含硫气井钻井井控技术

元坝气田属于“三高”气田，高压、高产、高含硫，地层复杂，易出现斜、漏、喷、塌、卡等复杂情况。地层复杂，给井控工作带来困难。为此，针对该区块地层特点，总结施工中井控存在的难点，采取严格执行井控技术规范、配套的钻井液密度、合理的井身结构、优选钻具组合、高规格井控设备、井控装置严格试压、严格管理、落实责任、加强培训和演练等井控技术措施做好井控工作，并对YB21、YB204-2钻井施工中遇到的复杂情况以及井控技术处理过程进行分析。实践结果表明，元坝气田整体施工过程中，未出现任何井喷失控和硫化氢中毒事件，说明一系列的井控技术措施对处理元坝气田施工具有促进作用。研究认为，元坝气田的钻井施工，降低了井控风险，加强了井控一系列措施对策的落实与实践，立足于一次井控工作，强化了二次井控工作。     

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。     

高压高含硫气井钢丝落鱼打捞

针对高压高含硫气井在试井过程中因各种原因导致钢丝和压力计等工具串意外落井事故,通常采用压井方式将井口压力降为0,并将井筒内液体置换为不含硫的流体以确保施工作业人员安全和保护电缆防硫化氢腐蚀,然后采用电缆或钢丝绳索作业打捞井下落物,在落物捞出后,采用气举或关井复压放喷等方式对气井复产。文章介绍的是不通过压井作业,直接采用较粗的抗硫钢丝打捞井下断落钢丝及落物,也就避免了气井复产环节。从打捞方案制定、关键实验数据获取、鱼头位置计算、确保安全的关键技术措施等方面阐述高压高含硫气井钢丝落鱼打捞技术,并以一口硫化氢含量超过60 g/m~3、井口压力超过50 MDPa的GS102井为例采用?3.2 mm抗硫钢丝打捞出断落的?2.34 mm井下钢丝和仪器工具串不仅施工安全,恢复了气井井筒完整性,而且不压井作业勿需复产措施,作业成本大幅下降。     

站在普光的肩膀上开发元坝

<正>尽管地质环境极复杂,天然气工程项目管理部仍实现元坝气田安全高效、增大投资效益的开采模式。对比我国第一个超深高酸性气田——普光气田,元坝气田具有超深、高温、高压、多压力系统、高产、高含硫、气水关系复杂等特点。气藏埋藏比普光气田深1500米左右,平均井深7500米,最深的一口达7899米,以现在家庭住宅层高约3米来比照,相当于2600层高楼,给钻井施工、投产作业带来一系列世界级挑战。元坝气田的地下情况更为复杂。最     

超深高含硫气井油管内钢丝打捞作业技术及应用

高含硫高压气井钢丝打捞作业面临断落钢丝分布复杂,难以判断落鱼状态,打捞难度大;气井产量高,地层能量活跃,压井难度大;硫化氢含量高,对人生安全、设备安全防护要求高等难题。结合钢丝断落特征及具体井况分析,优化形成防硫电缆配合钢丝探测器组合、内捞矛组合的打捞工艺,满足了井内打捞的需求;通过无固相压井液直推法压井,配合吊罐压井、实时液面监测,满足了井内清洁、井控安全的要求;采用防硫材质作业设备,满足高压含硫气井的防护及井口安全。形成的综合性作业方案在YB121H井应用,成功解决了高压高含硫气井钢丝打捞的难题。     

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。     

元坝气田超深探井小尾管防气窜固井技术

元坝气田是我国最深的生物礁海相大气田,具有超深、高温、高压、高含硫等特点,开发的主要目的层为二叠系长兴组,随着勘探的深入,近年来如川深1井已探至更深的灯影组,井深达到了8 420 m,井身结构复杂、套管层次多。为解决最后一层小尾管固井时所面临的小井眼、窄间隙及“一超、三高”技术难题,开展了元坝气田超深探井小尾管固井技术研究。优选了抗高温胶乳和纳米硅乳液作为防气窜剂,配套防腐蚀剂,基于颗粒级配原理设计了高密度水泥浆,建立了防止水泥石高温下强度衰退技术和防酸性气体腐蚀技术,开发了抗高温增强型防气窜防腐蚀水泥浆体系,适应温度达180 ℃,密度1.88～2.25 g/cm3,SPN值＜1,水泥石180 ℃下48 h抗压强度大于14 MPa,弹性模量小于8 GPa,且长期强度不衰退,耐H₂S、CO₂腐蚀。在元坝7侧1井、川深1井?139.7 mm超深小尾管固井进行了应用,固井质量优良率100%,并应用到元坝204-1H井、河嘉202H井、川深1井等3口井的?193.7 mm生产套(尾)管固井,固井质量综合评定优良率67%。研究与应用结果表明,高温高压防气窜防腐蚀固井技术可以有效解决元坝地区超深探井及类似高酸性气田固井技术难题。     

元坝1-侧1井高温高压高含硫超深大斜度井测试技术

元坝1-侧1井完钻井深7427.23m,井底温度153.5℃,井底压力85.59MPa,H2S含硫6.7%。在分析该井测试作业技术难点的基础上,决定采用射孔酸压测试三联作工艺及无固相压井液。从钻井设计阶段开始,应充分考虑到后期测试、试采的需要,做好先期准备工作。如:井身结构设计,套管的选择和固井、井口选型及安装等。文章详细介绍了该井测试过程及结果,该井所形成的这套APR测试作业模式,为类似高压、高产、高含硫气藏测试施工提供了借鉴。     

元坝含硫超深水平井井身结构优化技术

元坝气田是中石化南方海相重点勘探区域,由于气藏埋藏深,地质条件复杂,其钻井难度与风险极高,气田开发面临诸多世界级难题。为提高井控储量与单井产能,气田开发井井型以水平井与大斜度井为主,井身结构经过了四个过程：研究分析-试验应用-优化完善-推广应用,形成了独具特色的含硫超深水平井井身结构优化技术。目前在15口井的应用效果良好,达到了缩短钻井周期,节约钻井成本,加快钻井速度的目的。     

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。