高温高压含硫气井完整性关键技术——以安岳特大型气田为例

四川盆地安岳气田寒武系龙王庙组、震旦系灯影组气藏具有埋藏深、高温、高压、含H_(2)S和CO_(2)等特点,对气井完井管柱强度、密封性、抗腐蚀性能要求高,导致钻井难度大,井身结构及其管柱受力复杂,固井质量、气井环空异常带压等完整性问题突出。为此,针对上述气井完整性问题,基于钻完井设计、现场施工质量控制、井筒完整性评价、气井安全管控等方面开展了持续攻关及现场实践,形成了高温高压含硫气井完整性设计、评价和管理等关键技术。研究结果表明:(1)形成了高温高压含硫气井全生命周期完整性设计及现场施工质量控制技术,为建井阶段井控安全和建立良好的井屏障奠定坚实基础;(2)形成了环空压力评价、井口抬升评价、气井安全风险量化评价等井完整性评价关键技术,实现了气井安全风险定量评价,为井完整性分级管理提供科学依据;(3)建立了高温高压井完整性标准体系和信息化管理系统,实现了井完整性管理的标准化和信息化。结论认为,通过高温高压含硫气井完整性技术的全面应用,气井环空异常带压比例逐年下降,有效支撑了安岳气田的安全高效开发,该技术可为国内外类似气井完整性设计、评价和管理提供借鉴。

高温高压高产含硫气井测试工程设计

根据高温高压高产含硫气井的特点,从多方面分析和讨论了此类气井测试工程设计的主要内容以及其中应注意的问题,进而提出了测试工程设计软件的基本框架和软件实现的技术路线。

高温高压高含硫气井生产运行期井筒完整性管理

高温、高压、高含硫气井井筒完整性管理是一个国际性难题。随着四川盆地安岳气田高石梯区块下寒武统龙王庙组、上震旦统灯影组等高温、高压、高含硫气藏的开发,气井生产运行期间陆续出现套管环空异常带压、井口装置泄漏、封隔器密封失效等异常情况,给气井的安全生产带来风险。如何有效削减或消除风险,保障气井本质安全,避免对人体健康、环境污染和企业形象等方面造成伤害,成为生产中急需解决的问题。在调研国内外油气井井筒完整性管理的发展现状和管理经验的基础上,分析高温、高压、高含硫气井井筒完整性管理需求,指出气井生产运行期井筒完整性管理应基于风险评价、风险检测、完整性评价及整改等关键技术环节,通过对比分析目前生产现场气井管理与井筒完整性管理标准的差异,结合安岳气田高石梯区块高温、高压、高含硫气井井筒完整性管理现状,分析了井筒完整性管理中存在的问题,提出了下一步完善措施,指导高石梯区块气井生产运行期的井筒完整性管理,为类似气井生产运行期的完整性管理提供了参考。

高温高压高含硫气井固井水泥环封隔能力评价技术

随着中海油海上及海外复杂油气田大力开发,高温高压高含硫井开采数量不断增多,固井水泥环封隔性能失效引起的环空带压或酸性气体泄漏问题,已经成为制约高温高压高含硫气田安全作业和生产的瓶颈。从分析固井水泥环封隔能力影响因素、失效机理等方面出发,总结了高温高压高含硫固井水泥环封隔能力失效的主要原因,分析认为在高温高压高含硫条件下水泥石力学性能和结构变化是影响水泥环封隔能力的重要因素之一;结合高温高压高含硫井特点,设计了固井水泥环封隔能力评价思路,建立了固井水泥环层间封隔能力评价方法,提出了改善水泥环长期封隔能力的技术措施,为提高高温高压高含硫固井水泥环密封完整特性和延长油气井生产寿命,提供了新的工程技术发展方向与解决途径。

大湾复杂高含硫气田水平井开发关键技术

大湾气田是近年来我国发现的地质条件极为复杂的典型高含硫气田之一,其储层埋藏深、厚度薄、平面变化大、储量丰度低、硫化氢含量高、裂缝-孔隙发育,国内外尚无成功开发先例。为了安全、经济、高效开发以大湾气田为代表的复杂高含硫气田,形成了复杂高含硫气田水平井整体开发新技术。其中包含4项核心技术:一是双重介质高含硫气田储层精细描述技术,二是双重介质高含硫气田开发技术政策优化技术,三是高含硫气田水平井开发完井技术,四是高含硫气田水平井分段酸压技术。应用这些核心技术,成功建成了世界上第1个水平井整体开发的大湾复杂高含硫气田,并已推广到国内类似气田,取得了良好的经济效益和社会效益。

高含硫气田钻井工程技术难点及应对措施——以土库曼斯坦阿姆河气田为例

阿姆河右岸气田是土库曼斯坦主要产气区之一。为保障2006年中国政府同土库曼斯坦政府签署的300×108 m3天然气供应合同的顺利实施,首先对该合同区块过去勘探开发历程以及地质、工程情况作了深入分析,总结了该区块存在的工程难点、风险,并重点研究了钻井作业速度低和钻井报废的原因;然后,提出了满足高产气井的合理井身结构设计方案和井控装置配套方案,以及各层套管需要解决的地质工程难点,最后,制订了第三、四次开钻钻进控制盐水浸、膏盐溶解、膏盐缩径、井涌井喷等工程风险的应对技术措施。从2008年5月第1口井开钻到2012年5月,共钻井48口,无1口井报废,成功率达100%,平均建井周期156.75d,平均机械钻速3.17m/h,创造了该区钻井记录,形成了适合阿姆河右岸高温、高压、高含硫气田的一整套钻井技术。

高含硫环境中地面集输管线材质腐蚀影响因素

根据国内某高含硫气田集输管线内高含H2 S(8%～ 16 % )、CO2 (5 %～ 10 % )的高压腐蚀环境 ,分析了可能存在的腐蚀影响因素 ,并采用静态高温高压釜研究了H2 S、CO2 、温度、Cl-以及元素硫等不同腐蚀影响因素对2 0 # 钢的作用规律。结果表明 ,在试验研究的范围内 ,2 0 # 钢的腐蚀比较严重 ,腐蚀速率在 0 .348～ 2 .5 5 9mm/a之间 ,但温度、水中Cl-含量以及元素硫是影响 2 0 # 钢腐蚀程度的主要因素 :水中Cl-含量越高 ,2 0 # 钢的腐蚀速率越大 ;温度为 4 0℃时 2 0 # 钢的腐蚀速率相对较大 ;元素硫的存在会加速 2 0 # 钢的失重腐蚀和点蚀 ,最大点蚀深度为4 .86 7mm/a。通过室内研究 ,建议现场采取适当的措施清除集输管线内沉积的元素硫 ,而且最好不要让集输管线的温度停留在 4 0℃左右 ,以减轻对管线的腐蚀 ;此外 。

高含硫气藏开发技术进展与发展方向

四川盆地已探明高含硫天然气储量超过9 000×108 m3,占全国同类天然气储量的比例超过90%。作为中国高含硫天然气开发的主战场,四川盆地已有近47年的高含硫气藏开发历史,积累了丰富的开发成果和技术经验,同时"走出去"支持海外天然气合作开发,代表了中国高含硫气藏开发的最高水平,并引领我国高含硫气藏开发的技术发展方向。分析了高含硫气藏开发的特点与难点,总结了高含硫气藏开发方面形成的28项开发特色技术,指出了技术发展方向。

海上高产高含蜡井测试工艺优化研究和应用

为研究海上高产高含蜡油气井测试工艺优化方案,以东海西湖凹陷某井测试作业中所暴露出的问题为导向,开展西湖高产高含蜡储集层测试问题原因分析和国内外技术调研,同时进行了测试管柱和地面测试流程的流动性保障技术研究及原油燃烧保障技术研究。研究表明地面流程结蜡、大油嘴放喷返排出大颗粒碎屑及大产量原油燃烧导致燃烧头损坏是影响测试的主要原因,因此对测试管柱、地面测试流程及燃烧保障等进行工艺优化,以解决高产高含蜡油气井测试相关问题。

高酸性气田金属材料的实验室评价方法研究

国际标准ISO15156—2认为碳钢和低合金钢在硫化氢分压大于0.1MPa的湿气环境中,抗硫化物应力开裂性能具有不确定性;美国腐蚀工程师协会的标准NACEMR0175也没有表明其所列材料在硫化氢体积分数大于10%时具有可靠性。这成为川东北高含硫化氢气田开发必须解决的关键技术难题之一。通过实验室对常用的90、95级井下管材和地面管线用钢材料20G和16Mn材料的常压三点弯曲和在高压釜中的高硫化氢分压三点弯曲腐蚀试验研究,证明了硫化氢分压大于1.0MPa时,碳钢和低合金钢抗硫化物应力开裂性能有不同程度的下降。为此,文章提出了硫化氢分压大于1.0MPa以上的气田是高含酸性气田,以及高酸性气田抗硫化物应力开裂金属材料在实验室的试验评价原则和试验室评价方法。在模拟现场环境时,要注意模拟原位pH值、温度和硫化氢分压。

土库曼斯坦油气田测试技术

阿姆河右岸B区、C区和南约洛坦区块均为高温高压高产高含硫酸性气田,油气井测试过程中存在设备超压、刺漏、腐蚀和硫化氢有毒气体泄漏等风险。针对阿姆河右岸区块和南约洛坦区块的气藏特性,总结研究了适合这一区域的试油工艺方式,包括射孔+测试(酸化)联作管柱优化和地面测试流程优化等。井下测试管柱优化后,经实际应用,成功率达95%;地面流程优化后,实际应用成功率100%。

碳酸盐岩储层改造深穿透后效体射孔技术在气田开发中的应用

四川盆地从震旦系—中三叠统以海相碳酸盐岩为主,沉积厚度4000~7000 m,已发现的28个工业油气层系中,其中海相碳酸盐岩产层20个,主要分布在震旦系、寒武系、石炭系、二叠系及中、下三叠统,储层埋深一般都大于4000 m,并且具备低孔隙(2%~8%,平均3%)、低渗透(大部分<1 mD)、低丰度(大部分气藏为2×108 m3/km2~3×108 m3/km2)、高温、高压、高含硫特征。针对碳酸盐岩油气藏埋藏深、温度高,储层增产改造措施历来以酸化压裂改造技术为主。虽然碳酸盐岩储层具有酸蚀性好、酸岩反应速度快的特点,但也具有酸液有效作用时间、有效作用距离短的弊病,存在一定的不适应性。近期深穿透后效体射孔技术在碳酸盐岩储层的成功运用,在酸压增产措施前实现了储集体内天然缝洞系统通道多方位沟通的目标,解决了后期酸压增加溶蚀造缝长度,进一步提升了有效沟通天然裂缝及储集体的机率,实现了增储上产,达到了致密碳酸盐岩储层高效开发的目的。