四川盆地罗家寨高含硫气田钻完井技术创新与实践

四川盆地高含硫化氢气藏储量规模较大,其安全绿色高效开发对于四川盆地千亿立方米天然气产能基地建设和国家“双碳”目标实现具有重要意义,但高含硫气田在钻完井过程中面临漏、涌、塌、卡、毒等工程技术挑战。为加快高含硫气田的安全绿色高效开发,梳理了高含硫气田钻完井技术难点,开展了高含硫气井优快钻井工艺、完井工艺、井控工艺技术攻关与实践,创新形成了适用于高含硫气田钻完井工艺技术系列。研究结果表明:①首次将海上成熟的Trulink不停泵测斜工艺和随钻测井工艺运用在国内陆上高含硫气井钻井中,分别实现四开一趟钻完钻和五开产层一趟钻完井,趟钻进尺、机械钻速、定向周期等指标优异,井身轨迹合格率100%;②超低密度领浆体系成功应对固井恶性井漏挑战,韧性防气窜泥浆体系配合顶部封隔器确保悬挂位置封固良好,固井合格率、优质率双达标;③两步式完井工艺降低完井过程井控风险,下入的井下永置式压力计实现气井全生命周期的井下实时动态监测;④优化后的防喷器组合及井控装备能够保证高含硫气田钻完井全过程的井控安全。结论认为,四川盆地罗家寨高含硫气田钻完井工艺技术创新在高质量建井方面取得了显著成效,累计测试获气590×10^(4)m^(3)/d,累计无阻流量3204×10^(4)m^(3)/d,所形成的钻完井优化工艺技术系列可以有效指导类似高含硫气田的安全规模高效开发。

PI AF在罗家寨气田数字化转型中的应用实践

为了推进数字化转型工作,位于四川盆地东北部的罗家寨气田采用PI AF二次组态方式,在分析气田生产需求、应用现状及对PI AF工具的深入研究基础上,自主创建了多个基于实时/历史数据的管理模型,搭建了基于业务需求的场景应用平台,实现了生产数据、工艺事件的跟踪分析,提高了生产管理效率。研究结果表明:①罗家寨气田通过PI AF二次组态,搭建以资产管理为核心的数据孪生模型,实现了数据资产再利用;②通过对多源数据资产的自主整合、计算和分析,形成了覆盖气田采、集、输、净化装置、设备的数字工厂,实现了在办公网进行气田生产监控、预警和异常事件处置的数字化管理,提高了油气生产效率和决策能力,③从方案制订到组织实施,低成本实现了生产数据从生产网向办公网的跨网应用,为数字化转型之路进行了探索和实践。结论认为:罗家寨气田在探索应用的基础上,采用自主开发二次组态的低成本方式,为该气田推进“油公司”模式下的数字化转型、实现从“数”到“智”的跨越打下了良好的数据基础。

罗家寨高产能气井测试井口压力异常分析

高产能气井测试时井口压力表现异常,开井压力“跳跃下降-上升-下降”,关井压力“跳跃上升-下降”,与井底压力变化规律完全不同。罗家寨高产气井测试分析结果认为井筒的温度效应是影响井口压力的关键因素。通过Hasan&Kabir的非稳态井筒温度模型,计算出非线性井温剖面,修正井筒流体压力计算,并将非线性温度剖面预测方法融合到井筒油藏耦合机制的测试模拟器中,模拟井口压力异常现象,发现高产气井的测压点在相当大的深度范围内均表现出“异常”,认识到利用温度数据校正压力,恢复出正常形态是提高解释分析技术重要途径,为高产气井的测试方案设计与压力校正方法的研究提供工具。

罗家寨气田酸性气体偏差因子预测方法对比

文章采用SRK和DPR理论计算模型并结合不同的校正模型 ,对四川罗家寨高含硫气田的罗 7、罗 9井 ,计算了 80℃、10 3℃条件下压力在 9.0 14～ 4 5 .0 2MPa范围内气体的偏差因子 ,并与实验测试的结果进行了对比分析。试验测试结果表明 ,酸性气体偏差因子变化规律与常规天然气相似 ;试验与计算结果对比表明 ,计算酸性气体的偏差因子时必须对其临界参数进行校正 ,否者计算结果偏小 ;SRK状态方程在计算酸性气体偏差因子时误差较大 ,DPR计算方法能够满足工程计算的要求 ;随着温度的升高 ,硫化氢和二氧化碳对于体系的压缩因子的影响越来越小。

罗家寨高含硫气藏相态实验研究

近年来我国相继发现了一大批高含硫气藏,尤其在四川盆地东北地区。为了研究高含硫气藏的相态特征,文章针对其具体特征,在全国首次建立了测定高含硫气藏相态特征的实验流程和实验方法。通过对罗家寨几口气井的相态研究,得出了这几口井不同的相态特征,并对一些实验现象和实验结果进行了分析。分析结果说明硫在高含硫天然气中的熔点随压力的增大先减小后增大;高含硫气藏流体中硫醇和硫醚在高压时含量的多少是引起高含硫气藏相态不同的根本原因。

罗家寨气藏非稳态产能预测新方法研究

针对罗家寨气藏储层特征,对罗家寨气藏的产能进行分析和预测,分析表明,基于气藏与井筒耦合作用的非稳态产能预测新方法对于单井产能预测的优越性、长远性和实用性,不仅可以直接利用不稳定压力测试成果进行预测,还可以通过生产动态资料拟合来确定地层参数预测,同时也可以用来研究不同工作制度、完井方式以及增产措施改善情况下的产能变化。为衰竭式开采的油藏工程研究提供了先进的手段。

罗家寨气田飞仙关组储层测井评价

罗家寨气田由罗家寨构造和磙子坪构造组成,是四川东北部地区的主力气田,三叠系飞仙关组是四川盆地继石炭系后最优质的接替储层,在勘探初期对该构造就采用先进设备获得了大量优良的常规和成像测井资料,基于这些测井资料,对罗家寨气田的储层划分标准、流体性质判别和单井产能预测等方面进行了深入分析,认为:罗家寨气田飞仙关组储层为白云岩溶孔-溶洞型鲕滩储层,储集空间包括多种孔隙喉道、溶洞和裂缝,罗家寨构造属孔隙型储层,磙子坪构造为裂缝-孔隙型储层。为罗家寨气田进一步的开发提供了依据。

基于溶解度实验的硫沉积模型及应用研究

四川东北部相继发现了普光、罗家寨等一大批高含硫气藏。高含硫气藏在气体开采过程中,随着地层压力不断下降,元素硫达到临界饱和态后将从气相中析出,并在储层孔隙及喉道中沉积,从而导致地层孔隙度和渗透率降低,严重时造成气井停产。根据硫在天然气中的溶解机理以及物质平衡原理建立了高含硫气藏硫沉积预测模型,以罗家寨气田罗7井为例,预测了不同压力范围下的含硫饱和度以及硫沉积对气井产量的影响。研究结果表明,当地层压力下降到40MPa时,气井产量下降了82.5%,地层压力下降到37MPa时,气井将停产。

天然气水合物预测模型及其影响因素

水合物的生成给天然气的开采、集输等过程带来很多困难,预测模型的建立是水合物防治急需解决的难题。该文阐述了4种常用预测方法的优缺点,并利用统计热力学原理建立天然气水合物预测模型,分析影响天然气水合物生成的5种主要因素:气体组成、温度和压力、离子浓度、酸性气体、抑制剂加入。以罗家寨气藏为应用实例,其预测值与实验结果相吻合。水合物预测模型的建立对水合物防治,指导天然气生产,具有积极的意义。

罗家寨西南地区飞仙关早期沉积古地貌研究

运用测井曲线伽玛值来研究罗家寨西南地区的沉积古地貌，通过上百口井测井曲线对比，发现飞仙关组底部的电性变化主要集中在50m范围内，以飞仙关组底界50m段的伽玛加权平均值来研究飞仙关早期沉积古地貌，指出20～30API的伽玛值区域可能是鲕粒最适宜生成的地区，且同时是后期鲕粒岩云化及鲕滩储层发育的有利区域，依据处于有利相带、较高古地貌、邻近井的云化及储层发育较好的原则，提出QL25-PXI区块和DTT-DT5区块两个勘探有利区块。为该区勘探提供了参考资料。

中国海相油气田勘探实例(之一) 四川盆地罗家寨大型气田的发现和探明

罗家寨气田发现于2000年,是四川盆地迄今为止发现的储量规模最大的一个气田,2002年探明储量为581.08×108m3。其下三叠统飞仙关组储层由碳酸盐岩蒸发台地边缘优质鲕粒滩白云岩构成,圈闭面积大,构造幅度高,具有一定的埋藏隐蔽性。论述了气田的发现和探明过程,气藏地质的特征,以及对碳酸盐岩气藏勘探的启示。

罗家寨构造嘉陵江组嘉四~2段底部裂缝预测

该文结合岩石力学与构造地质学理论,以罗家寨地区断裂构造形迹为基础,结合生产现场的实际资料进行综合研究,利用数值模拟分析技术,对该区的古构造应力场及嘉陵江组嘉四2段底部的裂缝发育与分布情况进行了预测。结果表明:①嘉陵江组地层裂缝非常发育;②裂缝主要分布在断层附近,特别是断层的交会部位和构造高点等部位。

层序地层学在碳酸盐岩气藏开发早期地质评价阶段的应用——以川东北罗家寨鲕滩气藏为例

川东北地区罗家寨飞仙关组鲕滩储集层为碳酸盐岩台地边缘相沉积,具有厚度大、分布稳定的特点。应用层序地层学方法理论,对飞仙关组进行层序划分与对比,划分了5个四级层序10个体系域,建立了该区的沉积模式。作为主力储集类型的台地边缘鲕滩相发育于第Ⅰ个层序的高位期及第Ⅱ、Ⅲ层序中。罗家寨地区发育两个(期)边缘鲕滩,由东向西推移,西部滩体的形成时间晚于东部。两个滩体经历的成岩过程有所差异,东部滩体经历了5期白云石化和淡水溶蚀作用,西部滩体白云石化及溶蚀作用明显减弱,只可以识别出微弱的白云石化作用,因此东部滩体储集性能优于西部。

罗家寨飞仙关高含硫气藏水平井完井技术

罗家寨气田是目前全国较大的高酸性气田,高含H2S且地形复杂,采用丛式井组水平井培育高产井,是提高气田开发效益的重要途径。对大产量、高含硫的水平井采用什么样的完井方式、完井工具、完井管柱、完井工艺才能使气井在生产过程中能够安全生产,采取何种安全措施,才能保证高含硫气井能安全顺利地完井。目前已安全地在罗家11H、16H-1两口井进行完井现场试验,其完井测试产量达到了200×104m3/d以上,这两口大产量井的现场试验成功,为规模开发川东北高含硫气田取得了宝贵的经验。

山地全三维勘探技术在罗家寨地区的应用

四川盆地东北部罗家寨地区为高山、高陡复杂构造和含油气各向异性的地质体相对集中区,对其精细解剖迫在眉梢,二维勘探和窄方位角三维勘探已不适应。经过多年攻关研究,在深入分析大山区全三维勘探的特点和难点后,提出了采用中间激发8×5次覆盖、线距400m、最小炮检距为565.7m,最大炮检距为4216m的全三维观测系统;三维浮动基准面处理、层析静校正、偏移速度场的串级构建等全三维处理技术;波动方程正演、多井约束反演、地震属性叠后裂缝检测等全三维储层预测技术。形成了一套山地全三维采集、处理、解释和储层预测技术,已在川东北部罗家寨地区取得很好的应用效果。

罗家寨高含硫气藏水合物形成条件的实验方法研究

确定水合物的形成条件从本质上说就是确定气水相平衡的平衡点,而水合物相平衡测定是水合物研究的基本手段,为水合物的应用提供基本的物性数据。目前测定方法主要有观察法和图解法两种。文章针对罗家寨气藏的具体特点,在以往实验经验的基础上,建立了一套研究高含硫气藏水合物形成条件的实验方法和实验流程。具体实验采用观察法和图解法两种方式相结合的实验新方法,首先根据图解法确定具体的实验研究过程,然后利用所获得的实验数据作图,根据图形的变化趋势确定水合物的最初生成区域,最后通过观察法最终确定水合物的生成点,实验结果证明该方法是可靠的有效的,不仅缩短了实验时间,简化了实验过程,而且大大提高了实验结果的精确度。

川东北罗家寨构造嘉二~1储层裂缝预测

利用构造解析技术,对罗家寨构造的构造特征及构造演化进行分析,根据裂缝预测理论,建立地质模型,对罗家寨构造嘉二1储层裂缝发育程度、裂缝类型及产状进行预测。研究及预测结果表明:罗家寨构造主要是在早期南东向和晚期南北向构造应力场影响下形成的;嘉二1储层裂缝主要发育于北东向断裂带、核部与翼部过渡带、构造高点;裂缝的主要方位为北东向和北西向;裂缝主要以高角度剪切缝、低角度剪切缝和高角度纵张缝为主。

四川盆地高含硫天然气田开发中的有关技术问题

近年来 ,中国石油西南油气田分公司在四川盆地东北地区罗家寨气田和渡口河气田飞仙关组鲕滩气藏发现了天然气探明储量 10 0 0多亿立方米 ,预计今后几年还将有约 10 0 0多亿立方米的探明储量被发现。这一地区将成为 3～ 5年后天然气东输湖北、湖南地区和向川渝地区新增供气的主要气田。飞仙关组鲕滩气藏天然气组分中高含H2 S和CO2 ,是国内目前开发难度最大的气田。本文针对该气田开发中可能遇到的完井、集输、净化、环境保护等方面的关键技术问题 ,分别就材质选择、气田内部集输方案、脱硫厂建设方案的比较和大量硫磺的出路、高含硫状况下的特殊HSE管理以及如何提高气田开发的经济效率等问题提出了初步意见 ,并就借鉴国内外经验的有关方面提出了建议。作者认为 ,开发该气田的基本技术条件是具备的 ,而加强前期工作 ,做好整体方案的优选 ,采用必要的国外技术和材料 ,则是经济有效地开发该气田的关键。

罗家寨气田和普光气田开发设计优化方案

罗家寨气田和普光气田均位于四川省东北部丘陵山区,均为高含硫主力开发气田,优化后的开发设计方案为:采用丛式井组开发,以斜井和水平井为主;两口气田的采气速度为4%～5%,稳产年限在10a左右;采用双凝固井、变密度固井方式,均采用地面和地下两级安全阀控制;如揭开储层后未获得方案设计产量,则均采用常规油管注入方式进行储层改造。

罗家寨气田飞仙关组储层特征及分类评价

四川盆地罗家寨气田飞仙关组是川东北地区发现的大型高含硫整装气田,但飞仙关组储层相对较高、储集性能差异大、储层分类不明确,制约了气藏的开发。综合利用钻井、测井、岩心以及分析化验等资料,对罗家寨气田飞仙关组气藏储层岩石学特征、储集空间类型、物性特征进行分析,最终对储层进行分类评价。结果表明:①罗家寨气田飞仙关组储集性能较好,具有储集性的岩类包括鲕粒溶孔云岩、砂屑溶孔云岩、细粉晶云岩以及部分鲕粒灰岩;②储集空间以各类溶蚀孔洞为主,裂缝发育较差;③储层平均孔隙度8.8%,平均渗透率59.85×10^(-3)μm^(2),平均排驱压力0.130 MPa,平均中值压力0.442 MPa,平均束缚水饱和度8.91%,属于高孔隙度、中高渗透率、低排驱压力、低束缚水储层;④罗家寨气田飞仙关组储层以Ⅱ+Ⅲ类为主,占比达82.25%。