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.

分子动力学模拟在石油管材腐蚀与防护中的应用

当前油田开采面临着高温高压、高Cl^(-)、高含硫等日渐复杂的工况环境,石油管材的耐蚀性能以及防护技术的适用性面临较大挑战,分子动力学模拟技术因其不受实验条件的限制且具有广尺度特点可弥补传统评价方法的不足。本文首先简述了分子动力学模拟技术的基本原理;并基于分子动力学模拟应用,阐述了管材在Cl^(-)、CO_(2)/H_(2)S等体系中的分子动力学腐蚀机理研究,概述了分子动力学在研究防腐涂层中的研究应用。最后,对分子动力学模拟技术今后在耐蚀材料研发中发展方向进行了展望,以期为油气田用新材料的研制、防护技术的应用提供理论基础与技术支持。

MDEA/DEA脱硫脱碳混合溶液在长庆气区的应用

随着长庆气区靖边等气田的不断开发,其天然气气质发生了较大变化,其中H2S含量上升到1000mg/m3,CO2体积分数上升到4.5%～6.0%,原天然气净化工艺采用的单一MDEA溶液已不能满足天然气脱硫脱碳需要。为此,开展了不同体积比MDEA/DEA混合醇胺溶液脱硫脱碳试验。试验结果显示:在相同的试验条件下,溶液中总胺为40%(质量分数),DEA与MDEA体积比为1:6配比制成的混合溶液其H2S和CO2负荷最高,溶液的脱硫脱碳性能最好。继而在4套生产装置进行了推广应用。结论表明:应用MDEA/DEA混合溶液对低含硫、高含碳的天然气进行净化处理,溶液酸气负荷较高,脱硫、脱碳性能较好,腐蚀性小,天然气净化装置运行平稳,节能效果好,经济适用。

普光高含硫气田特大型天然气净化厂关键技术解析

普光气田是国内目前大规模开发的含硫量最高的高酸性气田,其天然气具有高压、高含H2S、含CO2的特点。建设处理规模120×108m3/a的天然气净化厂,面临天然气净化难度大、硫磺储运技术和安全要求高、生产工艺及安全控制复杂等诸多技术难题。目前国内尚无百亿立方米级天然气净化以及配套硫磺成型与安全储运技术。为此,在优选评价国内外先进净化工艺的基础上,确定了适合普光气田的高含硫天然气净化工艺,并首次应用了气相固定床水解COS、中间胺液冷却、MAG液硫脱气、特大型火炬放空、液硫湿法成型等国际先进工艺和专利技术。开发了国内首例特大型散装硫磺料仓、首例5 000 m3液硫储罐、首套硫磺流水线转运以及快速定量装车系统,实现200×104t/a硫磺储运系统的全方位实时监控和安全运行。配套开发先进、灵活、可靠的生产过程控制与安全控制系统,确保整个净化厂处于安全、有效的受控状态。高含硫天然气净化关键技术应用于普光气田后,装置运行平稳,产品质量合格,各项安全保障到位。为其他大型高酸性气田的天然气净化提供了示范和借鉴。

普光高含硫气田开发动态监测技术

为了解决普光超深高含硫气田动态监测技术系列和相关标准规范缺乏的难题,基于对国内外高含硫气田的调研,通过设备研制、室内实验、理论研究和现场试验形成了超深高含硫气井产气剖面测井、井下取样及流体相态特征分析、水侵动态预测及产水层位识别、气井产能测试及评价、开发监测安全控制等5项动态监测关键技术,并制订了相关规范标准,进而在该气田进行了应用验证。结果表明:(1)所研制的高抗硫产气剖面测井仪器耐温175℃、耐压105 MPa,产气剖面测井43井次,成功率达100%;(2)所研制的高抗硫井下保压取样器耐温150℃、耐压70 MPa,井下保压取样7井次,成功率达100%;(3)地层压力下降至29.5 MPa时地层中有单质硫析出,气井产气量高于20×10~4m^3/d时井筒中不会产生硫沉积;(4)应用产水层位识别技术和水侵动态预测模型可准确识别产水层位和预测气井出水时间,通过优化、调整气井工作制度以控制水侵速度,延长气井的无水采气期;(5)应用"井下永置式压力计+绳缆输送+井口变流量"测试技术和压力计算模型、试井解释模型实现了气井产能测试全覆盖,气井产能评价结果准确;(6)所设计的绳缆式超高压气密封多级防泄漏控制系统动态气密封压力达50 MPa,研发的防喷装置余气处置工艺实现了143井次测试作业"零泄漏、零污染"。结论认为,上述动态监测技术系列为普光气田科学制订增产增储措施、确保长期稳产发挥了重要作用。

高含硫气田超深井油层高强度套管模拟工况下的抗腐蚀性能

针对高含硫气田超深井油层套管的腐蚀问题,采用四点弯曲法和动态腐蚀失重法,利用自制的高温高压釜对SM-C110、TP110TS和TP110SS三种高强度套管钢在模拟工况下的腐蚀行为进行了研究。腐蚀测试结果表明:采用四点弯曲法对三种高强度套管钢在H2S分压为10.8 MPa、CO2分压为6.6 MPa、总压60 MPa和温度120℃模拟井下工况下,经720 h腐蚀后三种钢材试样均未开裂,在高温高压条件下三种钢材抗环境开裂性能良好,测得平均腐蚀速率约为0.11 mm/a;采用循环流动腐蚀方法测得三种钢材在模拟携水采气工况下的均匀腐蚀速率约为0.05 mm/a,腐蚀程度较轻;实验发现,在相同温度、相同腐蚀介质分压和相同总压条件下,不同实验方法测得的腐蚀速率差异较大。研究结果表明,模拟工况下高强度套管抗开裂性能良好,抗电化学失重腐蚀性能一般,油气开采过程中需对油层套管采取有效的腐蚀防护措施。

高含硫稠油井硫沉积、腐蚀及其解决途径

在对高含硫稠油井的影响因素进行分析的基础上，利用原油乳状液理论和最佳密堆积理论，复配适合高含硫稠油井开采的降粘剂。目的解决高含硫稠油井开采过程中的硫沉积、腐蚀问题。结果该方法在赵州桥油田应用后，现场利用挂片失重法随机抽取两口井（连续生产一年后）进行观察，管柱无硫沉积、腐蚀，挂片腐蚀速度在０．２７８５～０．６６８８ｇ／（ｍ２·ｈ）之间，且无坑蚀现象。结论该方法使井内管柱得到了较好保护，但对含水＞２０％以后的硫沉积及腐蚀还有待进一步研究。

微牙痕下套管技术在川东北高含硫气田的应用

高含硫油气田H2S极易通过油气井管柱的伤痕对其进行腐蚀,缩短套管和油管的寿命。为此引进美国ECKEL公司生产的φ219 mm(85/8英寸)HS HT型微牙痕液压套管钳,改造扭矩仪、液压动力站、气动卡瓦等设备,配套形成微牙痕下套管技术。该技术的应用可使套管体损伤降低到最小程度,牙痕深度小于0.08 mm,有效减轻H2S对入井套管及油管的腐蚀,延长套管及油管的使用寿命,为高含硫油气田生产开发提供技术支持。

山东省麦田土壤有效硫含量及分布

在山东省小麦主要产区随机取样,并在20个小麦高产县（市）选超高产田（〉9 759 kg/hm2）和高产田（6 750~7 500 kg/hm2）,采集0~20 cm土层土壤,研究了山东省麦田土壤有效硫含量及分布。结果表明,山东省小麦主要产区的麦田土壤有效硫含量变幅较大,类型多样,缺硫与富硫的土壤并存。鲁西北麦区土壤有效硫含量最高,其次为鲁中、鲁西南麦区,胶东区麦田土壤有效硫含量最低。全省土壤有效硫含量在30~50 mg/kg范围内的麦田最多,占总样本数的31.7%,其次是有效硫含量在15~30 mg/kg和〉100 mg/kg的麦田。有效硫含量〈15 mg/kg及在50~100 mg/kg范围内的麦田分别占总样本数的16.5%和15.8%。20个小麦高产县的超高产田土壤平均有效硫含量显著高于高产田,其变异系数较大,变化范围在18.6~310.8mg/kg。两种产量水平麦田均以土壤有效硫含量在30~50 mg/kg范围内的样本数最多,分别占总样本数的44.4%和58.3%。土壤有效硫含量在15~50 mg/kg范围内的样本数占总样本数的69.4%~83.3%。在超高产田中未检测到土壤有效硫〈15 mg/kg的田块。说明土壤有效硫含量在15~50 mg/kg范围内较适宜小麦生长,适当提高土壤有效硫含量有利于9 759 kg/hm2以上产量的形成。

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。

含硫污水处理负压气提技术优化

元坝气田污水脱硫主要采用"气提+化学除硫+混凝沉降+过滤"的密闭处理工艺去除地层采出水中高达1 800 mg/L的硫化物。为此,文章选用负压气提脱硫技术,并对工艺运行条件进行优化,得到脱硫效率最佳、效果最稳定的条件为:气提气源采用燃料气与空气气提对脱硫效率影响不大,脱硫最佳的进水pH值为5左右;脱硫工艺最佳气液比为6∶1~8∶1。现场实验表明,脱硫率高达96%,且效果稳定,达到了高含硫气田水经济高效处理的目的。

湿沥青地层控压钻井技术先导试验及效果评价

伊朗Y油田地层湿沥青侵入井眼的机理复杂,部分井井漏、井涌共存,常规钻井风险大。为解决湿沥青地层存在的钻井问题,制订了控压钻井技术方案。在S3井控压钻井先导试验过程中,分别进行了控压钻进、短程控压起下钻、控压接立柱、控压循环封堵等工艺的现场试验。结果表明,控压钻井技术能够为井口提供安全屏障,实现不停钻压井,环空带压钻进,为解决含酸性气体湿沥青地层的钻井问题开辟了新的技术途径。

高含硫气田集气站场压力容器腐蚀状况分析与防护

针对普光气田集气站场压力容器出现非金属内衬脱落、鼓泡、内壁底部局部腐蚀严重给集输系统带来很大安全隐患的问题,从腐蚀类型和腐蚀产物出发,对压力容器内垢物进行外观分析、电镜扫描、XRD和EDS分析,以及溶解实验,分析腐蚀发生的原因,从管理和技术两个方面提出了控制放空速度、控制罐体液位、定期冲砂、优化内壁防腐涂层、增加阴极保护、优化缓蚀剂加注量等具体措施。采取防护措施后,防腐涂层完好率明显提升,容器年腐蚀速率降低,这对于降低高含硫气田压力容器腐蚀速率,提高系统运行效率,确保气田安全稳定、长周期、满负荷优质运行具有重要意义。

基于模糊线性回归的油井管柱腐蚀预测信息系统

针对我国中部地区某油田高含硫恶劣工况,利用积累的历史数据,采用基于模糊线性回归的计算模型获得回归系数,校验后将计算模型应用于现场工况,并开发油井管柱腐蚀预测信息系统,为该油田金属腐蚀预测提供支持。

集中监控智能化在元坝气田的应用

针对元坝气田提出的"地面集输站场集中监控智能化"概念,对"集中监控、片区巡检"的新型管理模式进行了探索与实践。着重介绍了新型管理模式下气田的基本设置和安全方面的措施,围绕智能化展开了讨论。"地面集输站场集中监控智能化"模式提高了气田的自动化管理水平,减少了操作人员数量并提高了劳动效率,同时降低了气田的运行成本。

高含硫天然气钻探工程环境监理要点探讨

对高含硫天然气钻探工程的主要环境影响进行了分析,针对大气环境、水环境、声环境、固体废弃物、生态环境及水土流失、环境风险等环境要素,对其环境监理要点进行了探讨。

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。

高含硫气田A333管材腐蚀情况及防护措施

参考NACE TM0284-2003和NACE TM0177-2005标准,通过室内HIC和SSC试验研究了普光气田集气站用管线A333管材的腐蚀行为。结果表明:A333管材可以适应普光高含硫工况。深入分析了A333管线腐蚀发生的原因,总结得出放空及排污管线腐蚀破坏的主要类型有静态H2S-CO2液相腐蚀、气液交替侵蚀、元素硫沉积垢下腐蚀和氯化物腐蚀。通过在线腐蚀监测技术,在对放空及排污管线的综合腐蚀状况分析的基础上,提出增加吹扫口、定时排液等方法减缓管线腐蚀,有效控制了由于积液、沉积物等造成的局部腐蚀。

高含硫气田投产试气的HSE管理

介绍了高含硫气田安全管理的现状,结合元坝气田实际工作经验,提出了HSE管理对策及创新点。