高含硫气田钻、完井主要难点及对策探讨.ppt

中国石油中国石油一、国内外高含硫气田开发简况国际上：天然气中H2S≥5％〔即77g/m3〕为高含H2S气藏 CO2含量2％～＜10％间为中含CO2气藏〔即～＜3〕 我国：现行石油行业标准SY/T6168?气藏分类?规定： 天然气中H2S≥2％〔即≥3〕为高含H2S气藏 CO2含量2％～＜10%为中含CO2气藏 高含硫气田在世界上分布比较广泛，几乎各产油大国都有含H2S气田目前已发现具有工业价值的高含硫气田约400多个，其中很多分布在碳酸盐岩地层中 中国石油中国石油表表1 H2S含量高于含量高于5％的天然气气藏％的天然气气藏一、国内外高含硫气田开发简况中国石油中国石油u在勘探开发高含硫气田中，法国、加拿大、美国、俄罗斯和伊朗等国，积累了丰富经验u法国拉克气田H2S含量为％，CO2含量为％，1957年投产，生产至今已累积产气2258×108m3，采出程度70％u加拿大开发的28个含硫气田中， H2S超过10％的就有12个，如卡罗林气田， H2S和CO2含量分别为35％和7％u20世纪60年代中期，壳牌公司在美国密西西比州南方，勘探开发的一个高含硫气田， H2S含硫达45％，最深井深达7620m，井底压力为，温度为221℃。

一、国内外高含硫气田开发简况中国石油中国石油u俄罗斯奥伦堡高含硫气田，俄罗斯奥伦堡高含硫气田， H H2 2S S含量达～含量达～5 5％，％， CO CO2 2含量～％，可采含量～％，可采储量储量2×102×101212mm3 3，，已开发已开发4545年，最高年产气年，最高年产气490×10490×108 8mm3 3，目前年产，目前年产气气180×10180×108 8mm3 3u俄罗斯阿斯特拉罕气田，俄罗斯阿斯特拉罕气田， H H2 2S S含量为含量为2626％，％， CO CO2 2含量为含量为1515％，可采％，可采储量储量3.7×103.7×101212mm3 3，已开发，已开发2525年，年产气年，年产气120×10120×108 8mm3 3，目前采出程，目前采出程度仅度仅4 4％一、国内外高含硫气田开发简况中国石油中国石油u我国天然气中我国天然气中H H2 2S S含量大于含量大于1 1％的气田，约占全国天然气储量的四分之％的气田，约占全国天然气储量的四分之一主要分布在四川盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地以及南海崖13－1气田等其中华北赵兰庄气田H2S含量高达92％。

u目前国内仍以四川盆地含硫气田分布最为广泛盆地内目前国内仍以四川盆地含硫气田分布最为广泛盆地内8080％以上气田％以上气田不同程度含不同程度含H H2 2S S u其中川东卧龙河气田卧63井嘉五1气藏， H2S含量达％， CO2含量达％特别是近十余年在川东北地区发现的渡口河、罗家寨和中石化普光等气田，高含H2S和中含CO2很具代表性一、国内外高含硫气田开发简况中国石油中国石油二、主要难点u高含硫气田的勘探开发的高风险还突出表现在H2S和CO2带来的强腐蚀和剧毒两个方面主要集中在钻井和完井〔包括修井〕两个主要环节上因为在勘探开发各环节中，这两个环节首当其冲 u川渝地区高含硫气田钻、完井难点主要表现六个方面:中国石油中国石油1 1、川渝地区复杂地质条件加上高含硫，使钻、完井作、川渝地区复杂地质条件加上高含硫，使钻、完井作业难度和风险整体上进一步加大业难度和风险整体上进一步加大 复杂地质条件突出表现在以碳酸盐岩为主带来的诸多问题：复杂地质条件突出表现在以碳酸盐岩为主带来的诸多问题：u①①、因不遵守压实效应，准确预报地层压力难，也不宜专门作破裂、因不遵守压实效应，准确预报地层压力难，也不宜专门作破裂压力试验；压力试验；u②②、压力系统多，纵、横向压力变化大，喷漏同层普遍存在。

压力系统多，纵、横向压力变化大，喷漏同层普遍存在二、主要难点中国石油中国石油u③、大裂缝和溶洞预报困难，井漏，特别是恶性井漏仍是该地区损失最大的复杂情况；u④、产层埋藏深产层一般深于4500m，不少超过6000m，近期钻探的龙岗构造，飞仙关和长兴气藏平均井深达6500m左右；u⑤、构造高陡，不少地层倾角超过40°，井眼轨迹控制难度大二、主要难点中国石油中国石油l2 2、高含、高含H2SH2S等情况有很多新的变化，钻、完等情况有很多新的变化，钻、完井平安风险级别进一步提高井平安风险级别进一步提高. .lH2SH2S含量含量≥2≥2％的高含硫气田，中石油在川渝％的高含硫气田，中石油在川渝地区共发现地区共发现1717个〔未含龙岗〕，其中已开发个〔未含龙岗〕，其中已开发1111个，待开发个，待开发6 6个二、主要难点中国石油中国石油表表2 2 中石油川渝地区高含硫气田简表中石油川渝地区高含硫气田简表中国石油中国石油l将待开发的将待开发的6 6个高含硫气田与个高含硫气田与1111个已开发的高含硫气田比照，从表个已开发的高含硫气田比照，从表2 2及相关情况分析可以看出，主要有三个方面新的变化：及相关情况分析可以看出，主要有三个方面新的变化：l〔〔1 1〕、〕、H2SH2S含量增加一倍左右，大局部在含量增加一倍左右，大局部在200g/m3200g/m3以上以上l〔〔2 2〕、〕、CO2CO2含量普遍增大，含量普遍增大，6 6个待开发高含硫气田均属高含个待开发高含硫气田均属高含H2S H2S ，中含，中含CO2CO2，腐蚀机理不同，腐蚀机理不同l〔〔3 3〕、单井产量增高，罗家寨气田单井配产达〕、单井产量增高，罗家寨气田单井配产达100×104m3/d100×104m3/d左右左右二、主要难点中国石油中国石油l3 3、抗高含、抗高含HH2 2S S 、中含、中含COCO2 2管材和井口装置等产品级管材和井口装置等产品级别都很高，价格昂贵，主要靠进口别都很高，价格昂贵，主要靠进口. .l高含硫气田开发最核心的问题，就是根据高含高含硫气田开发最核心的问题，就是根据高含H H2 2S S 、中含、中含COCO2 2共共存条件下这个介质环境，对材料腐蚀机理的研究和如何搞好相应存条件下这个介质环境，对材料腐蚀机理的研究和如何搞好相应的防护。

的防护 二、主要难点中国石油中国石油l为攻克抗硫防腐技术，1965年在原石油部领导的直接关心下，在四川石油管理局设计院专门成立了“防腐攻关队〞，经过40余年努力，根本掌握了H2S腐蚀机理，成功研制了不同级别的抗硫油、套管，不同压力级别的抗硫液压防喷器及其井控装备和抗硫采气井口装置，多种类型的缓蚀剂以及相应的腐蚀监测和防腐工艺技术中国石油中国石油l制定了较系统的高含硫气田钻井、测试和完井作业规章制度和措施，因而发现和成功地开发了一大批含硫气田面对罗家寨等一批高含H2S 、中含CO2气田上述很多新的变化情况，使开发难度大大增加根据有关研究成果推荐，应采用耐蚀合金油、套管、专用抗硫钻杆和“HH〞级钻、完井井口装置上述级别产品不仅价格昂贵，而且国外仅少量生产，目前国内还无法满足，主要靠进口中国石油中国石油l4 4、气井周围人口密度大，外部平安与环境条件差气井周围人口密度大，外部平安与环境条件差l以罗家寨气田为例，全部以罗家寨气田为例，全部1313个井组距井口个井组距井口500m500m范围内调查，共范围内调查，共有住户有住户23342334户户93349334人，平均每个井组为人，平均每个井组为180180户户718718人。

人 l5 5、高含、高含H2SH2S与与CO2CO2在气藏和井筒中的相态、水合物和硫沉积等的在气藏和井筒中的相态、水合物和硫沉积等的形成和影响还待研究形成和影响还待研究l6 6、高含硫气田钻、完井标准还不配套，井筒完整性设计和评价还、高含硫气田钻、完井标准还不配套，井筒完整性设计和评价还十分薄弱十分薄弱二、主要难点中国石油中国石油三、主要对策l1 1、牢固树立、牢固树立““平安第一、环境优先、以人为本〞理念，平安第一、环境优先、以人为本〞理念，使本质平安首先在认识上真正落实使本质平安首先在认识上真正落实 必须牢固树立必须牢固树立““平安第一、环境优先、以人为本〞的理念首先，应以该理平安第一、环境优先、以人为本〞的理念首先，应以该理念作为指导思想，以维护人民群众根本利益出发，正确处理好平安、环保与生产念作为指导思想，以维护人民群众根本利益出发，正确处理好平安、环保与生产开展和企业效益等各种关系；第二，充分认识强腐蚀和剧毒给高含硫气田勘探开开展和企业效益等各种关系；第二，充分认识强腐蚀和剧毒给高含硫气田勘探开发带来的极大风险，在钻、完井高风险作业中居于首当其冲的位置，在思想上绝发带来的极大风险，在钻、完井高风险作业中居于首当其冲的位置，在思想上绝不能轻视，必须高度重视；第三，虽然有的事故确实存在客观原因，包括对客观不能轻视，必须高度重视；第三，虽然有的事故确实存在客观原因，包括对客观情况的认识有一个过程在内，但只要尽到主观最大努力，事故是可以防止的。

情况的认识有一个过程在内，但只要尽到主观最大努力，事故是可以防止的 中国石油中国石油l2 2、认真总结已开发高含硫气田钻、完井经验与教训，、认真总结已开发高含硫气田钻、完井经验与教训，研究新情况，解决新问题，坚决平安高效开发信心研究新情况，解决新问题，坚决平安高效开发信心l如川西北中坝气田雷三气藏，如川西北中坝气田雷三气藏， H2S H2S和和CO2CO2含量分别到达含量分别到达～％和～％，是一个典型的高～％和～％，是一个典型的高H2S H2S ，中含，中含CO2CO2气田，气田，很具代表性已平安生产很具代表性已平安生产3030多年多年 l只要我们认真研究新情况，借鉴国外先进技术和管理经只要我们认真研究新情况，借鉴国外先进技术和管理经验，深入总结经验教训，在集团公司领导下，相信我们验，深入总结经验教训，在集团公司领导下，相信我们一定能平安高效开发好川渝高含硫气田一定能平安高效开发好川渝高含硫气田 中国石油中国石油l3 3、深入开展高含、深入开展高含H2SH2S与中含与中含CO2CO2共存的腐蚀防护技术研共存的腐蚀防护技术研究，为不同类型高含硫气井优选抗腐蚀油、套管和制定防究，为不同类型高含硫气井优选抗腐蚀油、套管和制定防护措施，提供可靠依据。

护措施，提供可靠依据l4 4、进一步强化以井控和工程质量为主的钻、完井工艺技、进一步强化以井控和工程质量为主的钻、完井工艺技术，严格执行高含硫钻、完井特殊技术措施和管理要求术，严格执行高含硫钻、完井特殊技术措施和管理要求l应在高压气井和中、低含硫气井钻、完井作业根底上，进应在高压气井和中、低含硫气井钻、完井作业根底上，进一步强化以井控和工程质量为主的工艺技术和关键环节，一步强化以井控和工程质量为主的工艺技术和关键环节，更为严格制定和执行高含硫气井钻、完井相应的特殊技术更为严格制定和执行高含硫气井钻、完井相应的特殊技术措施和管理要求其建议如下：措施和管理要求其建议如下：三、主要对策中国石油中国石油l〔1〕、改进和完善井身结构和套管强度与密封设计，切实搞好套管保护，以减少井下复杂，增强抗风险能力l〔2〕、立足一级井控，强化和普及二级井控，强化井控管理，努力提高队伍井控素质和井控装备控制能力l〔3〕、攻克防气窜和抗高含H2S，中含CO2水泥浆体系关，确保固井质量完全到达标准要求l〔4〕、改进和完善抗高含H2S，中含CO2钻、完井液体系，努力提高钻、完井液抗污染能力八项建议中国石油中国石油l〔5〕、严格丛式井组及其井数和井间距设计，确保钻、完井作业和生产平安。

l〔6〕、制定高含硫气田钻具使用规定和措施，同时研究试制“经济型〞抗硫钻具l〔7〕、改进和完善完井管柱设计，满足高含硫气井平安长期生产 l〔8〕、探索和深入研究高含硫天然气在钻、完井作业中的相态，水合物和硫沉积等有关根底技术问题，不断认识高含硫天然气在气藏和井中运移中的特性及规律八项建议中国石油中国石油l5 5、制定和完善高含硫气田钻、完井石油行业和企业标准，、制定和完善高含硫气田钻、完井石油行业和企业标准，系统和严格标准钻、完井行为系统和严格标准钻、完井行为l6 6、高度重视和加强员工队伍和专家队伍建设，努力提高、高度重视和加强员工队伍和专家队伍建设，努力提高队伍的整体素质队伍的整体素质l员工队伍和专家队伍这两支队伍建设十分重要，这是平安员工队伍和专家队伍这两支队伍建设十分重要，这是平安高效开发高含硫气田的根底高效开发高含硫气田的根底l俄罗斯奥伦堡高含硫气田开发，一开始就严格培训员工，俄罗斯奥伦堡高含硫气田开发，一开始就严格培训员工，并在全国范围内选聘并在全国范围内选聘80008000名专家名专家 三、主要对策中国石油中国石油l7 7、建立和完善高含硫钻、完井、建立和完善高含硫钻、完井HSEHSE工作体系，不断改善工作体系，不断改善H H2 2S S等全套等全套HSEHSE监测与检测手段，努力提高监测与检测手段，努力提高HSEHSE管理水平。

管理水平l8 8、进一步制定和完善涵盖钻、完井各环节和各层次应急、进一步制定和完善涵盖钻、完井各环节和各层次应急预案，完善应急体系，充分依靠和发挥地方政府在监管和预案，完善应急体系，充分依靠和发挥地方政府在监管和应急决策与执行中坚强后盾的作用应急决策与执行中坚强后盾的作用三、主要对策中国石油中国石油l1．含硫气田和高含硫气田，我国和世界上，分布都比较．含硫气田和高含硫气田，我国和世界上，分布都比较广泛已积累了相应的高含硫气田勘探开发技术和管理经广泛已积累了相应的高含硫气田勘探开发技术和管理经验，我们也成功地开发了一大批高含硫气田验，我们也成功地开发了一大批高含硫气田l2．高含硫气田开发难点，在各环节中，钻、完井〔含修．高含硫气田开发难点，在各环节中，钻、完井〔含修井〕作业首当其冲，难度最大而川渝地区高含硫气田钻、井〕作业首当其冲，难度最大而川渝地区高含硫气田钻、完井作业难度，又突出表现在极为复杂的地质条件再加上完井作业难度，又突出表现在极为复杂的地质条件再加上高含高含H2S中含中含CO2的强腐蚀和剧毒的同时存在，使其钻、的强腐蚀和剧毒的同时存在，使其钻、完井难度和风险整体上进一步增大。

完井难度和风险整体上进一步增大四、认识与体会中国石油中国石油3．作为川渝地区高含硫气田钻、完井技术，必须在常规高．作为川渝地区高含硫气田钻、完井技术，必须在常规高压气井钻、完井技术全面要求的根底上，针对性更强地进压气井钻、完井技术全面要求的根底上，针对性更强地进一步强化以工程质量和井控为主的重点技术及相应措施，一步强化以工程质量和井控为主的重点技术及相应措施，严格执行高含硫气田钻、完井有关规定和标准严格执行高含硫气田钻、完井有关规定和标准4. 高含硫气田开发最核心的问题，就是根据高含高含硫气田开发最核心的问题，就是根据高含H2S中含中含CO2共存条件下这个介质环境，对材料腐蚀机理和如何搞共存条件下这个介质环境，对材料腐蚀机理和如何搞好相应的防护进行研究，针对不同类型高含硫气井，优选好相应的防护进行研究，针对不同类型高含硫气井，优选抗腐蚀管材和井口装置等，并制定相应防护措施抗腐蚀管材和井口装置等，并制定相应防护措施四、认识与体会中国石油中国石油5. 平安高效开发高含硫气田，特别是首当其冲的钻、完井平安高效开发高含硫气田，特别是首当其冲的钻、完井作业，不单是一个技术问题，必须牢固树立作业，不单是一个技术问题，必须牢固树立“平安第一、平安第一、环保优先、以人为本〞的理念，使本质平安首先在认识和环保优先、以人为本〞的理念，使本质平安首先在认识和理念上真正落实，并在管理、科技进步和人才等各方面，理念上真正落实，并在管理、科技进步和人才等各方面，全面规划，从源头抓起。

同时搞好完整性设计和评价，进全面规划，从源头抓起同时搞好完整性设计和评价，进行综合治理行综合治理6. 充分重视和认真总结川渝地区多年来高含硫气田开发和充分重视和认真总结川渝地区多年来高含硫气田开发和钻、完井经验教训，充分重视和认真学习国外高含硫气田钻、完井经验教训，充分重视和认真学习国外高含硫气田开发和钻、完井先进技术与管理经验，包括引进及消化吸开发和钻、完井先进技术与管理经验，包括引进及消化吸收和多种形式合作研究新情况，解决新问题，我们就一收和多种形式合作研究新情况，解决新问题，我们就一定能平安高效开发好川渝高含硫气田定能平安高效开发好川渝高含硫气田。