元壩超深高含硫氣田工程建設(shè)研究

摘 要：針對(duì)元壩氣田開發(fā)中存在的世界性難題，開展攻關(guān)研究，形成了超深復(fù)雜生物礁儲(chǔ)層精細(xì)刻畫技術(shù)，超深高含硫水平井鉆完井、投產(chǎn)技術(shù)，高含硫天然氣深度凈化技術(shù)，復(fù)雜山區(qū)高含硫氣田環(huán)境保護(hù)及安全控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了涉酸關(guān)鍵設(shè)備及物資國產(chǎn)化，創(chuàng)造了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：元壩氣田；超深；高含硫；工程建設(shè)

中圖分類號(hào)：TE375 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）15-0341-01

元壩氣田是目前世界上氣藏埋藏最深、開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)最大、建設(shè)難度最高的已開發(fā)酸性大氣田，具有超深、高溫、高壓、高含硫、天然氣組分復(fù)雜、儲(chǔ)層分布發(fā)育復(fù)雜、氣水關(guān)系復(fù)雜、縱向壓力系統(tǒng)復(fù)雜、地形地貌復(fù)雜“一超、三高、五復(fù)雜”的特點(diǎn)，綠色安全高效開發(fā)面臨六大難題：①生物礁儲(chǔ)層精細(xì)刻畫及含氣性預(yù)測(cè)難度大；②儲(chǔ)層薄、橫向變化快，水平井長穿優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層難度大；③埋藏超深、多壓力系統(tǒng)，鉆完井井控風(fēng)險(xiǎn)大、技術(shù)難度大；④復(fù)雜山區(qū)、人口稠密、生態(tài)脆弱，安全環(huán)保要求高；⑤天然氣組分復(fù)雜、有機(jī)硫含量高，深度凈化難度大；⑥開發(fā)技術(shù)要求高、投資控制難度大，大型裝備國產(chǎn)化需要擔(dān)當(dāng)。針對(duì)上述難題，設(shè)立了《元壩超深高含硫氣藏開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究》、《元壩天然氣凈化技術(shù)研究與工藝包開發(fā)》等十余項(xiàng)科技攻關(guān)項(xiàng)目，開展了氣藏地質(zhì)、氣藏工程、鉆完井工程、采氣工程、集輸工程、凈化工程、安全環(huán)保工程研究，創(chuàng)新形成了元壩超深高含硫生物礁大氣田綠色安全高效開發(fā)技術(shù)。

1 形成了超深復(fù)雜生物礁儲(chǔ)層精細(xì)刻畫技術(shù)

針對(duì)元壩氣田長興組氣藏含氣區(qū)面積大、礁體小、儲(chǔ)層薄、物性差、縱向非均質(zhì)性強(qiáng)、儲(chǔ)量豐度低、局部含水、井少、井控低、直井產(chǎn)能高低不一等特點(diǎn)及開發(fā)選區(qū)、儲(chǔ)層及含氣性預(yù)測(cè)、氣藏三維地質(zhì)建模等方面存在的難點(diǎn)，開展了儲(chǔ)層形成機(jī)理、儲(chǔ)層及含氣性預(yù)測(cè)、三維地質(zhì)建模及井型優(yōu)化研究，建立了復(fù)雜條帶狀生物礁氣藏單礁體、礁群發(fā)育與儲(chǔ)層分布模式，創(chuàng)新形成了生物礁儲(chǔ)層分類預(yù)測(cè)及含氣性檢測(cè)技術(shù)、以礁群為單元的“多級(jí)雙控”復(fù)雜生物礁三維精細(xì)地質(zhì)建模技術(shù)，提出了以水平井為主的超深復(fù)雜條帶狀生物礁氣藏開發(fā)井網(wǎng)模式。實(shí)現(xiàn)了薄層優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)符合率超95%；優(yōu)選四個(gè)礁帶及礁灘疊合區(qū)為主要開發(fā)建產(chǎn)區(qū)，部署開發(fā)評(píng)價(jià)及開發(fā)井25口，其中水平井17口，達(dá)到了提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度和單井產(chǎn)能的目的。

2 形成了超深高含硫水平井鉆完井、投產(chǎn)技術(shù)

針對(duì)超深、多壓力系統(tǒng)、薄層、高溫、高壓、高含硫水平井鉆完井難題，形成了以超深水平井軌跡實(shí)時(shí)優(yōu)化與控制技術(shù)為特色，超深高含硫水平井全井段安全優(yōu)快鉆井技術(shù)、超深長水平段多級(jí)暫堵分流酸化工藝技術(shù)為核心的超深高含硫水平井鉆完井、投產(chǎn)技術(shù)。突破了7000m以深超深高含硫水平井工程技術(shù)瓶頸，創(chuàng)造了超深高含硫水平井完鉆井深最深世界紀(jì)錄（7971m）、超深高含硫水平井完鉆垂深最深世界紀(jì)錄（6991.19m）、超深高含硫水平井水平段最長世界紀(jì)錄（1073.3m）。已完鉆水平井儲(chǔ)層鉆遇率達(dá)82%，分流酸化后平均單井增產(chǎn)311%，22口已測(cè)試井平均天然氣無阻流量超285萬m3/日，己建成產(chǎn)能30億方/年。

3 形成了高含硫天然氣深度凈化技術(shù)

針對(duì)天然氣組分復(fù)雜、有機(jī)硫含量高、深度凈化難度大的特點(diǎn)，結(jié)合國內(nèi)復(fù)合脫硫溶劑、催化劑和超重力脫硫等高新技術(shù)，自主研發(fā)了具有中國石化自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高含硫天然氣凈化工藝包，主要技術(shù)特點(diǎn)包括UDS復(fù)合溶劑深度脫除H2S、CO2和甲硫醇、羰基硫等有機(jī)硫的工藝技術(shù)的首次工業(yè)化應(yīng)用、常規(guī)克勞斯非常規(guī)分流法硫磺回收工藝、國產(chǎn)化制硫與尾氣加氫催化劑開發(fā)、超重力尾氣脫硫技術(shù)、旋流分離過濾技術(shù)。工藝包應(yīng)用在元壩氣田4套300萬方/天的高含硫天然氣凈化主裝置，凈化天然氣產(chǎn)品達(dá)到國標(biāo)一類氣指標(biāo)，天然氣有機(jī)硫脫除率93.7%，硫磺回收率99.96%，尾氣SO2排放低于200mg/m3。

4 形成了復(fù)雜山區(qū)高含硫氣田環(huán)境保護(hù)及安全控制技術(shù)

針對(duì)元壩氣田地處復(fù)雜山區(qū)、人口密集、高含硫化氫、安全控制及應(yīng)急處置難度大，單井平臺(tái)較多、氣井比較分散、集輸管線較長、腐蝕控制與批處理難度較大，采出水處理難度較大、回注井回注能力有限、生態(tài)環(huán)境非常敏感等難題，集成了鉆完井安全控制技術(shù)、改良的全濕氣加熱保溫混輸工藝技術(shù)、安全聯(lián)鎖控制優(yōu)化技術(shù)、腐蝕監(jiān)測(cè)與控制優(yōu)化技術(shù)、復(fù)雜山區(qū)分址調(diào)頻廣播應(yīng)用技術(shù)、多遠(yuǎn)信息集成技術(shù)、預(yù)處理+預(yù)蒸發(fā)+多效蒸發(fā)處理等綜合水處理工藝技術(shù)、集中監(jiān)控智能化管理技術(shù)等，形成了一套綠色氣田建設(shè)的環(huán)境保護(hù)與安全控制技術(shù)，保障了氣田安全平穩(wěn)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了零污染、零排放、零事故。

5 實(shí)現(xiàn)了涉酸關(guān)鍵設(shè)備及物資國產(chǎn)化

針對(duì)氣田開發(fā)技術(shù)要求高、投資控制難度大，開展了涉酸關(guān)鍵設(shè)備及物資的國產(chǎn)化技術(shù)攻關(guān)，在完井物資、天然氣凈化廠大型尾氣焚燒、采輸設(shè)備、管材、機(jī)泵等的國產(chǎn)化方面，通過開發(fā)、應(yīng)用采氣井口裝置國產(chǎn)化技術(shù)、鈦合金油管技術(shù)、電鍍鎢合金襯管技術(shù)、機(jī)械式鎳基合金復(fù)合管技術(shù)、凈化廠大型尾氣焚燒技術(shù)、抗硫天然氣加熱爐、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)電控技術(shù)等國產(chǎn)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵設(shè)備、物資國產(chǎn)化，縮短供貨周期、節(jié)約了投資，保證了元壩項(xiàng)目提速增效。

元壩氣田建成了世界上第一個(gè)7000m以深高含硫生物礁大氣田，建成天然氣產(chǎn)能40億m3/年，建成了國內(nèi)第一座具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型天然氣凈化廠，實(shí)現(xiàn)了涉酸關(guān)鍵設(shè)備及物資國產(chǎn)化，國產(chǎn)化率85%以上。建成了綠色氣田，實(shí)現(xiàn)了零污染、零排放、零事故。

參考文獻(xiàn)

[1]普光高含硫氣田高效開發(fā)技術(shù)與實(shí)踐.

[2]普光高酸性氣田開發(fā).

[3]超深高酸性氣田鉆井工程技術(shù)與實(shí)踐.

收稿日期：2018-4-24