InSAR技术在普光气田地质灾害调查中的应用

普光气田高含硫化氢的集输管道经常需穿越一些地形地质条件复杂区域,这些地区通常又是地质灾害的高发区,不同类型的地质灾害威胁着管道的安全运行。通过雷达卫星数据对普光气田集输站场和集输管道周边滑坡进行了地表形变探测,共探测出32处地质灾害点;结合光学遥感影像目视解释和现场勘查^([1]),对普光气田103集气站南侧、胡家阀室、毛坝1井—1#阀室管线西侧共3处典型滑坡形变特征进行了详细分析。结果显示,该区域地质灾害变形速率受降雨的影响较大。调查结果能够对普光气田地质灾害防控工作提供重要的决策依据。

普光气田天然气净化装置运行总结

高含硫气田天然气因硫化氢、二氧化碳含量高,物料毒性、腐蚀性强,大大加剧了天然气净化装置的安全、环保风险。普光气田作为国内首个自主开发投产的高含硫气田,其天然气净化厂自2009年投产至今,已安全平稳运行14 a,外输天然气1 200亿m^(3),外销硫磺2 400万m^(3),均达到国标最高质量等级要求,腐蚀速率控制在0.020 mm/a以下,外排烟气SO_(2)质量浓度低于200 mg/m^(3),万立方米原料气综合处理能耗低于6 400 MJ,无安全、环保事故发生。在腐蚀防护、安全控制、环保提标、提质增效等方面建立了系列成套技术,为高含硫气田的成功开发及投产提供了技术支持和借鉴。

普光气田气井硫堵动态特征及治理对策研究

普光气田属于特高含H_(2)S气田,随着气田的开发,地层压力逐渐降低,单质硫逐渐从天然气中析出,附着沉积在地面设备、集输管线以及油管内壁,造成硫沉积堵塞。目前,普光气田地面集输流程和井筒均已出现硫沉积与堵塞,严重影响气井正常生产。针对气井硫沉积堵塞动态特征不清,缺乏相应的硫堵治理对策的难题,首先,开展单质硫在天然气中的含量实验研究,明确了原始地层条件下天然气中单质硫的含量,不同压力和温度条件下的单质硫饱和溶解度;其次,研究了地面流程硫沉积堵塞和井筒硫沉积堵塞的动态特征及变化规律,提出了地面硫堵和井筒硫堵的治理对策,评价了各类措施的效果及现场适应性;最后,根据理论研究及现场实践,分析认为硫堵会逐渐发展到储层,前瞻性地提出了储层解硫堵的对策。研究成果对高含硫气井的地面-井筒-储层硫堵综合治理具有很强的指导意义。

普光气田硫磺湿法成型与安全绿色储存成套技术应用总结

硫磺是一种特殊的化工原料,在我国消耗量大,进口依存度高。随着我国高含硫气田的开发投产,酸性天然气成为国产硫磺的主要来源。针对传统干法技术成型规模小、成本高等难题,中国石化普光气田创新开发了高效湿法成型、精准粉尘防控、安全绿色储存等系列技术,建成了亚洲最大的硫磺生产基地;揭示了大规模液硫固化规律,研制了我国首套湿法成型装备,单体生产能力达90 t/h,产品优质率100%;揭示了硫磺粉尘燃爆规律,建成了首套全流程粉尘防控系统,气相空间中硫磺粉尘质量浓度低于3 mg/m^(3);建成了50 dam^(3)液硫储罐、114 kt硫磺安全储存系统,实现了逸散废气资源化综合利用。硫磺湿法成型与安全绿色储存成套技术的成功应用,促使我国硫磺进口依存度下降了26百分点。

普光气田长兴组礁滩体精细刻画及认识

针对普光气田长兴组礁滩体分布规律认识不清楚、台缘礁气水关系复杂的问题,开展了长兴组礁滩体地震识别及台缘礁内幕精细刻画工作。通过井震精细标定,明确了礁滩体储层地震响应特征,利用多属性分析等手段对长兴组礁滩体进行宏观识别,结合最新古地貌恢复结果分析了礁滩体平面展布规律;利用瞬时相位与波阻抗反演结果对台缘生物礁群的内幕结构进行了精细刻画,并结合生产动态资料分析了单礁体储层的连通性。结果表明:长兴组发育台缘礁群与台内礁滩复合区2类礁滩体,礁滩复合区的分布受到台缘礁间水道控制,宽水道对应礁滩复合区面积大,窄水道对应礁滩复合区面积小,平面上呈近似扇形分布;台缘礁群在长兴组中上部可识别2期次50个单礁体,呈现5类不同的叠加发育模式,并且2期次的单礁体储层互不连通,同一期次侧向叠置的单礁体储层普遍连通。研究结果对普光气田长兴组下步勘探及开发具有一定指导意义。

普光高含硫气井环空带压风险诊断与治理

含硫气井的环空带压过高会造成井下油管、套管、封隔器超压或挤毁失效,含H2S的气体还会造成井口套管及套管头腐蚀,降低气井生产安全系数,增大事故隐患。文中针对油管、套管、封隔器的承压强度,借鉴API RP90《海上油气井环空套压管理》,对环空气压来源进行了分析,探索了气井的环空压力许可值理论计算方法,指出套管高压异常井应采取环空卸压和环空保护液灌注等措施,使环空压力和环空保护液的pH值均在受控范围之内,以此指导高含硫气井服役期间的安全管理。该方法已经在普光气田进行了推广应用,对于环空压力异常井的安全管理具有重要意义。

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。

普光气田礁滩相储层表征方法

针对普光气田以礁滩相储层为主,储层岩相复杂、储集空间类型多、储层非均质性强、储层特征参数难以定量或定性表征的特点,应用模式聚类识别技术开展单井储层岩相识别,结合层序地层研究成果,明确了储层岩相横向展布特征;采用声密幅值比等识别储集空间类型,并分类评价储层特征参数;最终采用储能系数等参数表征储层储集能力与展布,实现全面表征礁滩相储层的目标。形成了一套适用于岩相、储集空间类型复杂,物性特征多样,储层非均质性强的川东北礁滩相储层表征方法。研究结果认为,沉积相是控制礁滩相储层展布的主要因素,岩相对礁滩相储层储集空间类型影响明显,储集空间类型又制约了储层参数特征,储能系数能有效反映储层的物性特征。实现了对储层特征参数的定量或定性表征,为培育高产井创造了有利条件。

普光高酸性气田井筒管材及完井方案优选

四川盆地普光气田属于高含H2S和CO2的碳酸盐岩过成熟酸性气田,存在气藏压力高、埋藏深度大、地质构造复杂、腐蚀严重、易喷易漏、安全风险高等开发难题。为解决上述难题,实现气田的安全高效开发,在深入调研国内外高含硫气田完井技术现状的基础上,分析了硫化氢、二氧化碳以及氯离子等对井下管材的腐蚀方式,提出了管柱腐蚀的防治措施:①采用防腐蚀管材;②注入缓蚀剂;③将上述两种方式综合应用。进而设计了3种完井方案:①高镍基合金完井;②高镍基合金与高抗硫材质组合完井;③高抗硫材质完井。经分析对比,最终确定采用镍基合金和高抗硫钢套管组合,配合镍基合金油管和永久式封隔器的完井方案;射孔后下酸压—生产一体化完井管柱,酸化压裂后投产。该方案成功解决了气井酸压、生产、防腐蚀等问题,具有防腐性能优越、后期维护成本低、管柱有效生产时间长、安全系数高等特点。

普光高含硫气田开发关键技术

普光气田是我国近年来发现的最大海相碳酸岩盐气田,具有高含硫化氢、中含二氧化碳、气藏埋藏深、上覆地层多、含气井段长、地层压力高、有边底水存在等特点,通过技术引进、集成和创新,形成了以礁滩相储层展布及含气性预测技术、高含硫气藏开发技术政策优化、复杂地层安全优快钻井技术以及高含硫气井安全高效采气工艺技术为核心的高含硫气田开发关键技术。上述技术的应用,取得了良好的效果:开发井数由52口优化为40口;钻井成功率100%;钻遇气层厚度符合率平均达到86.5%;单井钻井周期同比缩短60 d以上;气层段固井质量优良率超过85%;开发井平均无阻流量达487×104m3/d,实现了普光气田的有效开发。

普光气田高含硫化氢气井开发测井工艺优选与应用

四川盆地普光气田高含硫化氢气井的井下工况非常恶劣,井口安全控制风险极大,对开发测井设备的材质、井口控压装置的防喷能力和井口动态密封系统的密封性等方面要求非常苛刻,而国内缺乏高含硫化氢气井成熟的开发测井工艺和施工经验。普光气田投产后,为了安全有效地组织开发测井,取全取准气井动态资料,开展了高含硫化氢气井开发测井先导性试验,优选电缆输送直读测试工艺,并制订了细致可行的施工方案和有针对性的安全应急预案。P302井成功进行了开发测井施工,其井下测试资料全准率达100%,顺利完成了我国第一口超深、高压、高含硫化氢气井的开发测井施工,实现了国内高含硫化氢气井开发测井的突破,为类似气井安全有效地开展开发测井积累了经验。

高含硫气田试气作业的安全措施与管理——以普光气田为例

高含硫气田试气作业安全管理中,如何预防井喷失控、着火爆炸、硫化氢泄漏中毒事故的发生非常关键。中原油田普光分公司在普光气田的试气过程中严格试气队伍的资质审查、开工前的检查验收,改进工艺工序与操作方法,优化硬件设备,应用新技术新设备,完善安全预案等,形成了一整套行之有效的安全管理方案。在安全技术措施上,改进了坐完井悬挂器(穿越四通)操作步骤,避免损坏金属密封,造成悬挂器损坏;将录井技术应用于试气作业,实现了科学预警;推广应用了QTI3000型焚烧处理装置,降低了对环境的不良影响;改进了射孔枪的连接方法,减轻了工人的劳动强度,缩短了起射孔枪时间,能在起钻发生井喷失控前及时控制关井。以上安全技术措施保证了普光气田试气作业安全、顺利的进行,为我国同类气田试气作业的安全管理,保障试气作业顺利进行提供了参考和借鉴。

普光气田地面集输系统硫沉积问题探讨

天然气集输系统出现硫沉积会引起操作难度加大、系统腐蚀加剧等问题,更会严重影响生产设备、设施的正常功效及生产进度。形成硫沉积的原因及其影响因素复杂多样,具有不确定性,目前还难以给出量化的判断法则。为此,探讨了硫沉积的影响因素,总结了硫沉积规律:H2S含量越高,硫沉积倾向越大;单质硫多产生于温度(压力)骤降的工艺过程;硫沉积多发生在流速变低和流体转向处。针对四川盆地东北部普光气田天然气高含H2S和CO2的特点,分析了气田集输系统硫沉积可能发生的重点部位,提出了有效的硫沉积防治措施:加注硫溶剂、定期清管和加热流化。该项成果对高含硫气田的安全运行具有指导意义。

高含硫天然气净化厂管线腐蚀监测方法的优选与应用--以普光气田为例

普光气田高含硫净化厂的原料气高含H2S(约15%)、含CO2约10%,管线的腐蚀监测和腐蚀控制对保证净化厂的安全、高效运行具有重要意义。为此,对目前常用的腐蚀监测方法在该净化厂各工艺管线腐蚀监测中的适应性进行了分析和比较,并根据生产管线的服役特点优选出了适宜的腐蚀监测方法。现场应用结果表明:电感探针监测和失重挂片监测是管线监测的良好手段,能够满足高含硫净化厂管线各种服役工况,且其投资较低;电感探针在线腐蚀监测结果与失重挂片腐蚀速率基本一致,表明监测数据可信;该净化厂第二级硫冷凝器酸性气入口管线,急冷水泵出口管线,酸水汽提塔顶和东、西区高空放空总管为腐蚀薄弱环节,其他监测单元腐蚀速率都很低。该分析结果可为高含硫净化厂管线腐蚀监测提供指导,为净化厂的安全高效运行提供保障。

普光气田高含硫气井安全快速优质钻完井配套技术

普光气田是目前中国已发现的最大的高含硫天然气田,天然气储层埋藏深,其天然气具有高温、高压、高含硫的特点,钻井面临喷、漏、塌、卡、斜、硬、毒等世界级难题。为此,围绕高含硫气井安全钻井技术、快速钻井技术和优质固井技术的科技攻关、配套和现场示范应用,形成了普光气田安全优快钻井集成配套技术:①配套了70 MPa封井器、内防喷工具组合为主的双加双井控装备,确定钻井液安全密度附加值,强化钻井液、加重料、堵漏材料的储备和硫化氢监测及检测,井控安全率达到了100%,井喷失控事故率为0;②普光陆相地层集成应用空气、雾化、泡沫、氮气、空气锤等钻井技术快速钻进易漏、易塌、地层出水出气等复杂地层,海相地层应用PDC+螺杆复合钻井技术,全井钻井周期平均缩短了33%,平均机械钻速提高了61.21%;③应用耐腐蚀防气窜胶乳水泥浆体系、高强低密度水泥浆体系并综合应用尾管悬挂、正注反挤、分级固井等工艺技术,技术套管固井合格率为94.7%,产层套管固井合格率达100%、优良率为83%。实现了该气田高含硫气井安全、快速、优质钻完井的目标。

普光智能气田整体架构设计与实施

位于四川盆地的普光气田在开发建设过程中,配套建成了先进的自动化控制系统和全覆盖的工业物联网。为了进一步提高气田的开发效益,2013年普光气田启动了智能气田的建设工作,但国内外均没有成熟的智能油气田模式和建设标准可资借鉴。为此,基于主流智能化设计理念和实践经验,按照总体规划、分步实施、步步见效、突出重点的思路,论证完成了智能气田整体架构设计及其更精细的技术架构设计、业务架构设计,并结合气田关键业务目标和实施原则开展了实施与应用。研究结果表明:(1)智能气田整体架构包括"一个平台、两个中心、两个体系",即一体化协同应用平台、资源共享中心、智能辅助决策指挥中心、标准规范体系、信息安全体系;(2)技术架构包括工业物联网+设备感知接入层、基础设施云服务层、平台云服务层、软件云服务层等4个层次;(3)业务架构围绕气田勘探开发管理、气田生产运行与应急指挥管理、气田QHSE管理、气田经营管理等4个支撑单元设计;(4)气田智能化建设打造了勘探开发辅助决策、生产优化与协同、安全管控与处置、经营管理精细化等4项能力,支撑了普光气田平稳运行、高效管理、安全生产。结论认为,普光气田已初步建成以资源共享中心为基础,以一体化平台为核心,以2个体系为保障的智能化管理决策体系。

普光气田高含硫气井带压更换采气树工艺技术

采气树在使用过程中如出现腐蚀、泄露、机械故障等而又无法在线修复的情况,则需要进行整体更换。但像四川盆地普光气田这样孔、洞、缝较发育的酸性碳酸盐岩气藏,若采用先压井再整体换装采气树的方法会造成储层的二次污染,很难再恢复到修井前的气井产能。为此,考虑作业安全和生产实际,研究形成了"两封堵一隔离"带压更换采气树工艺:①安装地面泄压放喷流程,进行整体更换采气树演练,准确测算所需的时间;②关闭井下安全阀,通过泄压放喷管线排放井下安全阀以上通道内气体,进入放喷池点火燃烧,将井口油管压力泄至0;③连接液氮泵车按照测算量向井筒顶替液氮;④安装双向背压阀,利用送取工具,将背压阀安装在油管悬挂器内的背压阀座面,封堵油管;⑤整体更换采气树,试压合格后按照操作规程取出双向背压阀。现场成功应用2口井,很好地解决了高含硫气井不压井更换采气树的技术和安全控制难题。

高含硫天然气净化新工艺技术在普光气田的应用

普光气田的天然气具有高含H2S和含CO2及有机硫的特点,天然气净化难度大。为满足高含硫天然气净化的要求,普光天然气净化厂采用了MDEA法脱硫脱碳、TEG法脱水、常规Claus硫磺回收、加氢还原吸收尾气处理的天然气净化工艺路线。同时,在国内首次应用了气相固定床水解脱除羰基硫(COS)、中间胺液冷却、MAG(液硫脱气等国际先进的天然气净化新工艺和专利技术,通过不断地摸索及优化工艺参数,解决了原料气脱除有机硫、CO2选择性吸收、液硫深度脱除H2S等技术难题;还应用了溶剂串级吸收和联合再生工艺、能量回收利用等多项技术,通过优化调整胺液循环量、降低能耗等手段,降低了操作费用。高含硫天然气净化新工艺技术应用于普光气田后,净化装置运行稳定,净化气质量超过设计要求,达到了国家标准一类气的指标。

普光气田地面生产系统腐蚀控制技术及其效果

高含硫天然气田地面生产系统面临H2S/CO2以及元素硫共存等苛刻条件下的腐蚀问题,这是目前开发此类气田的难点之一。通过分析普光高含硫气田开发过程中运用的腐蚀控制技术及其效果,可为有效控制此类油气田开发过程中的腐蚀问题提供依据。首先将室内模拟试验选材和缓蚀剂筛选作为控制腐蚀开裂和电化学腐蚀失重的主要措施,结合腐蚀挂片、探针、电指纹监测、超声成像测厚和智能清管检测以及服役前后材料理化性能对比测试,确定材料服役过程中的腐蚀特征、腐蚀机制以及缓蚀剂作用效果,从而为进一步针对腐蚀关键部位的腐蚀控制和监检测提供依据。该腐蚀控制综合技术的运用效果表明,目前普光气田整体腐蚀速率小于0.076mm/a,材料力学性能未出现损伤退化,处于受控状态。而元素S沉积和地层水聚集将诱发少量局部腐蚀,这一问题将成为腐蚀控制的重点。

普光高含硫气田裸眼水平井投产工艺技术

川东北普光高含硫气田裸眼水平井投产,存在着碳酸盐岩地层易喷易漏、井控安全风险高,钻水泥塞容易开窗出轨,结构复杂的一体化分段酸化—生产完井管柱极易发生粘卡事件等难题。为此,在该气田大湾气藏采用井筒模拟通井处理工艺,优化设计完井管柱结构,结合二次下井回接完成、优质钻完井液与内防喷工具的使用,妥善解决了上述难题,实现了分段完井管柱多级封隔器适时坐封隔绝气层以及滑套顺序开关、均匀布酸的目标,取得了很好的应用效果。结论认为:①在该区实施裸眼水平井投产工艺以及钻塞、模拟通井处理工艺是可行的,是高酸性气田合理高效开发值得借鉴的一个模式;②井壁稳定、顺畅、润滑的井况环境是裸眼水平井安全顺利投产的前提条件,也是实现降本增效、安全开发酸性气田的重要技术手段;③针对高酸性裸眼气井完井投产工艺技术的复杂性须选择优质完井液,全过程、全方位、多层面的从技术角度进行安全控制是井控技术的发展方向;④碳酸盐岩气藏裸眼井投产作业全过程使用钻完井液压井,对于如何选择酸化、排液模式才能解除对储层造成二次污染仍需不断加以认识和完善。