The construction of technical standard system for ultra deep and high sour gas fields in Northeast Sichuan

To deal with the exploitation difficulties of gas fields in Northeast Sichuan with deep marine strata, after researching the relative standards domestic and abroad extensively, summarizing and promoting the successful experiences and failure lessons of project construction technology application scientifically, Sinopec has established an integrated technical standard system for the exploration and development of ultra deep and high sour gas fields. The system consists of 51 enterprise standards and covers 7 professions including geophysical prospecting, drilling, drilling log, well logging, gas formation test and production, sour gas gathering and transferring system, and HSE (health,safety,environment). It guides and guarantees the safe, high-quality and high-efficiency project construction effectively by means of enhancing the engineering design criterion, recommending the data processing and interpretation methods, identifying the requirements of operation and field inspection and standardizing the application of technical equipments.

川西超深高含硫气藏水平井完井技术

川西气田雷口坡气藏具有埋藏深、温度高、高含硫、非均质性强等特征,超深、小井眼、长水平段等复杂井况导致投产管柱的安全下入、长水平段的有效改造、高含硫气井的安全测试投产面临巨大考验。通过对管柱下入影响因素分析、长水平段均匀布酸管柱设计、含硫气井环保测试工艺等研究,形成了以“反演分析+静止模拟”为主的超长水平井管柱下入方法、“多级滑套定点”的五联作一体化投产管柱、“密闭排液系统+放喷口喷淋喷火”为核心的环保测试技术。现场成功应用6井次,实现了8000 m井深、2000 m以上裸眼段的投产管柱安全下入,水平段分级作业能力达到10级,满足了施工压力95 MPa、排量7 m^(3)/min以内的酸化改造要求,测试平均无阻流量222.89×10^(4)m^(3)/d,较前期提高64.56%,测试返排液pH值大于7,H_(2)S浓度小于10 ppm,达到了川西气田长水平井测试投产目的。该技术有利于提高单井产量,满足环保测试要求,为类似气藏的开发提供借鉴。

川渝地区高酸性气井完井投产技术及实践

高酸性气井完井投产在国内是空白,属一项新工艺。文章针对川渝地区高酸性气田地质现状以及高酸性介质给气井完井投产造成相当大的困难,提出了川渝地区高酸性气井完井投产的工艺技术方案。通过罗家1井现场工艺试验,提出如下建议:①川东高酸性气井完井投产工艺采用永久式封隔器177.8mm套管射孔完成,酸化工艺采用解堵酸化;②采用大管径油管完井;③选用抗硫材料,加缓蚀剂保护,采用永久封隔器完井,采取措施减少井下积液等综合防腐方法。在生产过程中应考虑加注缓蚀剂防腐,加注硫溶剂或热油循环防止硫堵或水合物形成。

高含硫气田CHJ系列缓蚀剂的研制与评价

为解决高含硫气田高H2S/CO2分压、单质硫共存条件下集输系统的腐蚀问题,将咪唑啉季铵盐、噻唑衍生物与助剂按一定比例复配形成棕红色的CHJ系列缓蚀剂。在模拟普光气田集输系统介质条件下,缓蚀剂CHJ-1和CHJ-7存在下抗硫钢L360的腐蚀速率大于0.08 mm/a,其余5种缓蚀剂均使L360的腐蚀速率小于0.076 mm/a。其中加有缓蚀剂CHJ-4和CHJ-5的腐蚀速率最小,分别为0.046、0.038 mm/a,其缓蚀率分别为92.6%、93.9%。在连续加注与油溶性缓蚀剂预膜复合使用时,连续加注CHJ-4、CHJ-5和现场在用国外缓蚀剂CI-12的腐蚀速率分别为0.032、0.025、0.058 mm/a,CHJ缓蚀剂的缓蚀效果较好。腐蚀样片形貌分析和电化学实验表明,缓蚀剂在金属基体表面形成了较好的保护膜。并且缓蚀剂与现场溶硫剂配伍良好。

基于层次分析法的高含硫气井钻井风险评价研究

高含硫气井钻井由于受其H2S的物理化学性质、地层复杂性和特殊工艺技术等因素的影响,比之常规钻井更具危险性和不可预见性。对高含硫气井钻井系统的风险性评价,能够了解钻井系统运行过程中存在的安全隐患。因此,应用层次分析法对高含硫气井钻井进行了安全性评价。首先构建了高含硫气井钻井风险层次结构模型,通过构造判断矩阵、单排序与总排序、一致性检验与反馈校正,最后得出影响高含硫气井安全钻井的风险源影响程度的排序,为控制高含硫钻井风险提供参考依据。

超深高含硫气藏完井管材优化与实践

为了缓解元坝气田完井安全性和经济性的矛盾,介绍了元坝气田在选材过程中开展的国产镍基合金油套管、电镀钨合金衬管和钛合金油管等不同材料的性能评价以及现场的应用情况。研究认为,通过适用性设计及系统试验评价,形成不同深度镍基合金材质的优化组合,并大规模应用国产材料,是超深高含硫气藏实现安全经济完井的一项重要途径。电镀钨合金管抗腐蚀性能优异,需对镀层厚度优化设计并优选上扣管钳钳牙,对于不作为油气泄漏屏障的衬管可满足使用要求。钛合金油管抗腐蚀性能优异,力学和整管性能满足标准对同钢级碳钢油管性能的要求,气密封性能优异,质量约为镍基合金的60%,在降低完井成本的同时可提高管柱的安全系数,有望替代传统的镍基合金油管。研究结果可为超深高含硫气藏完井管材的选用提供参考。

基于STEPS的山区高含硫气井周边居民疏散模拟研究

我国高含硫气井都位于一些远郊区或偏远山区,在生产运行中已多次因出现井喷、井口溢气等险情而疏散周边居民.以山区某高含硫气井周围1 km内的居民疏散为研究对象,针对当地山峦起伏、山路坡陡等复杂地形的特点,使用STEPS软件进行模拟.根据NASA 2009年的全球DEM数据、航拍图和实地调研结果,提供了在软件中直接绘制山区三维地形和道路网络模型的方法.在人员属性的设置中,考虑了地形坡度对不同性别和年龄的人员移动速度的影响.最后通过STEPS模拟,研究了气井周围三条主要道路上的疏散时间、疏散效率以及不同类型人员的疏散.

利用BP神经网络预测高含硫油井的硫化物应力腐蚀

基于BP神经网络技术强的收敛性及自适应、自组织学习能力 ,较好的容错性 ,并行处理强、识别预测迅速、准确、稳健性好的特点 ,对高含硫油井含水 2 .4 %～ 1 9.0 %的实际硫化物应力腐蚀 (SSCC)速率作为训练样本 ,应用BP网络进行训练 ,达到精度要求后 ,对原样本进行回判模拟 ,再对只知输入信息而未知输出信息的样本进行预测。证明BP神经网络技术能够正确地预测高含硫油井的SSCC ,且精度高于GM (1 ,1 )的预测结果 ,其预测结果用来指导油田的开发生产。

高含硫井放空短节爆管原因分析

对某高含硫井放空短节爆管原因进行了调查研究,分析了短节爆管形貌,对爆管短节材质、现场类似短节材质和库存备料材质等进行了试验。通过调查研究和试验对比分析,认为爆管是高含H2S环境下管材的氢致开裂,材料用错和硬度超标是爆管主要原因。

高含硫气井中的硫沉积规律

针对高含硫气井井筒硫析出、硫沉积预测难题,建立了高含硫气井井筒多相流动和传热数学模型,给出了多场耦合井筒硫析出、硫沉积判别准则和计算方法。计算结果表明,高含硫气井从井底至井口硫溶解度逐渐减小,呈非线性变化规律;井筒中伴随有硫析出,析出位置及析出量主要受温度梯度、压力梯度和硫化氢质量浓度等影响;井筒中的硫沉积主要受气体携带能力和局部流场扰动的影响。温度、压力下降越大,硫析出越早;在同一流压下,产气量越高,硫析出越早,析出量越大。该研究模拟了气井生产动态,给出了高含硫气井中的硫析出、硫沉积、压力及温度分布规律,计算结果可用于指导现场进行开发方案调整、生产参数优化,为制定硫沉积预防方案提供依据。

高温高压高含硫地区超深井钻井难点及对策——以通南巴构造带为例

受特殊沉积环境及复杂构造运动的影响,在通南巴构造带上钻井工程事故频发,存在井漏、井壁垮塌、井涌(喷)、卡钻、高含硫化氢、岩石致密硬度大、井斜等问题,严重影响了安全、优质快速钻井。通过对通南巴构造带工程地质特征的研究,提出如下对策:①优选气体钻井、泡沫钻井、垂直钻井、复合钻井、旋转导向钻井等钻井方式,促进防斜打直、打快;②优化井身结构设计,合理确定必封点,科学确定井眼尺寸;③优化钻井液性能,提高防塌、润滑效果;④强化钻头选型,提高破岩效果;⑤细化防漏堵漏措施,减少非生产时间等。经现场钻井实践,大幅度地提高了机械钻速,有效地减少了钻井复杂情况,实现了该地区海相超深含硫气井的优快钻井,并对同类高温、高压、含硫气井的高效钻井具有借鉴意义。

高压高含硫裸眼低承压井筒气井测试工艺——以毛坝1加深井试气测试为例

针对川东北普光气田毛坝1天然气井井深,高含硫,裸眼完井,泥浆密度大,地层压力高,井筒承压低,井筒验套困难,测试风险高等特点,结合该井地层和井筒特点,改进验套工艺技术,完成了井筒验套;对试气测试管柱进行结构优化,测试成功,取得了合格的测试资料,为同类气井施工提供了宝贵经验。

高含硫气藏水平井硫的饱和度预测模型研究

为了对高含硫气藏水平井硫沉积进行准确地预测研究,在气藏硫沉积机理研究的基础上,考虑水平井不同的渗流阶段以及与压力相关的气体参数的变化,建立了相应的硫的饱和度预测模型。利用某高含硫气田一口水平井的数据进行实例分析,得到了如下结论:1对于水平井硫沉积可以只考虑靠近井地带的径向流阶段,当发生硫沉积导致气井产量下降时,一定要合理控制气井产量,若发生硫沉积堵塞,加注硫溶剂可以有效地解除近井地带的污染;2与直井相比,水平井硫沉积的影响因素还包括水平段长度以及储层的非均质性。在相同的产气量下,水平井水平段越长,硫沉积的速度就会越慢;储层非均质性越强,硫沉积越不容易发生。

元坝超深高含硫气藏水平井完井管柱优化

元坝气田的作业工况和井下条件复杂,投产风险大,气田主体开发采用水平井和大斜度井衬管完井方式,管柱设计难度加大。综合分析气田实际生产现况,进行油管组合和完井管柱的优化设计、材质优选及完井工具优选,设计采用Φ88.9 mm+Φ73 mm组合油管、国产4c+4d类完井管材及718+725材质的完井工具,以满足元坝气田的抗腐蚀性能和降本增效的要求。

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。

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。

元坝101-1H酸性气藏超深水平井优快钻井技术

针对元坝高含硫气藏超深水平井钻井过程中存在的陆相高压层钻速慢、海相产层漏失严重、超深高温高压定向困难等问题,元坝101-1H井通过延伸气体钻井深度、应用扭力冲击器和直螺杆配合PDC钻头复合钻井技术,实现了陆相致密砂岩硬地层的有效提速;采用等壁厚直螺杆配合EM1316 PDC钻头,实现了海相高强度低研磨均质地层直井段有效提速;在水平段采用可调式抗高温螺杆,配合欠尺寸双稳定器稳斜钻具组合,既提高了复合钻进比例又保证了井眼全角变化率,效果相当于旋转导向钻井工具;采用双效防磨技术,减少了套管磨损,保证了管柱密封性能。现场应用结果表明,元坝101-1H井完钻井深7 971 m、垂深6 946.44 m,创元坝工区高含硫超深水平井完钻井深最深记录;钻井周期380 d,较设计周期缩短54 d、较前期开发评价水平井平均周期缩短149.92 d,提速效果显著,为同类井的施工提供了较好的经验。

“三高井”井喷失控着火井口重置关键技术与装备

“三高井”井喷失控着火后,井口火势大、热辐射高、流体冲击力强,对抢险技术、装备要求极高。井口重置作为“三高”失控井抢险救援中最关键、难度最大的环节,面临新井口下放困难、连接法兰不容易对中、人员难以近井口作业等瓶颈问题,传统的扣装法、磨装法已无法完成此任务。针对此种情况,中国石油川庆钻探工程公司经过攻关,形成了操作灵活、适用范围广、易实现对中、且对中时间短的钢丝加压法,可克服高压气流对新井口向上的冲击力的重力加压法,集卡紧装置、密封装置为一体、可以实现远程一键控制的一体化重置法。采用攻关后的“三高井”井喷失控着火井口重置关键技术及装备,已在土库曼斯坦、川渝地区、新疆地区等多口井井喷失控着火处置中发挥了极其重要作用,成功完成井口重置。目前,该技术已达到国际先进水平。

川东地区长兴组生物礁气藏开发特征及技术对策

四川盆地东部地区上二叠统长兴组生物礁气藏已成为继石炭系气藏后重要的产能接替气藏。与石炭系气藏相比,长兴组生物礁气藏储层非均质性更强、气水关系更复杂,气藏连通关系难以在短期内搞清,并且在生产中发现硫沉积。通过对长兴组生物礁气藏开发特征及不同类型气藏开发实践效果的分析,针对性地提出了一系列开发对策:①针对生物礁气藏非均质性强,气水关系、压力系统复杂,气藏规模小等特征,采取发现1口井投产1口井、动静态结合深化地质认识的滚动开发模式;②在气藏采速上,对部分有一定规模的成片区块,编制具有一定稳产期的整体开发方案或分布实施方案,在气井合理配产上充分考虑硫沉积和气井可能出水的影响,在此基础上,可适当提高产量;③井型以直井和大斜度井为主,随着地质认识水平提高和技术进步逐步进行水平井先导性实验;④气藏治水要根据不断深入的地质认识,在不同开发阶段分别采用分层完井射孔、封堵水层、控水采气及积极排水采气等技术手段。

元坝气田超深酸性气藏完井投产关键技术

元坝气田是中石化继普光气田后在四川盆地发现的又一个千亿立方米级储量的大型气田,也是国内目前埋藏最深的海相碳酸盐岩酸性气藏。其主力储层上二叠统长兴组具有超深、高温、高含硫、富含CO_2、气水关系复杂等特征,完井作业面临的工程地质条件复杂,井型及完井方式多样,作业难度大。为此,中石化西南石油工程有限公司通过攻关研究及实践,形成了完井试气及地面控制、深度酸压改造、元坝超深小井眼井筒处理、微牙痕上扣及气密封检测、安全管控等一系列完井投产关键配套技术,攻克了气田开发过程中的管柱防腐、储层深度酸化压裂、高产测试、安全管控等世界级完井投产工程技术难题,成功应用近40口井,为该气田34×10~8 m^3天然气产能建设目标的完成提供了重要的技术支撑。