閆 林 成仁杰 李 鵬
(川慶鉆探工程有限公司長(zhǎng)慶鉆井總公司,陜西 西安 710000)
隨著我國(guó)在天然氣勘探方面的力度不斷加大,氣井的鉆井難度越來(lái)越高,井控問(wèn)題就成為了亟待解決的問(wèn)題,尤其是含硫氣井,由于其所在地層的壓力較高,且鉆井的壓力窗口較窄,加之地層中大量含有硫化氫氣體,大大增加了含硫氣井井控的難度。因此,在對(duì)含硫氣井進(jìn)行鉆井的過(guò)程中,必須做好含硫氣井的井控工藝,這對(duì)提高我國(guó)含硫氣井的安全開(kāi)采水平有著重要的意義。近些年,我國(guó)的科研人員分析總結(jié)了國(guó)內(nèi)、外的含硫氣井的井控技術(shù)的特點(diǎn),對(duì)含硫氣井的井身組成、井控設(shè)備、鉆井液密度及參與人員的安全和技術(shù)知識(shí)培訓(xùn)等多方面制定詳實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)和完善的開(kāi)采方案及井控技術(shù)措施,確保能夠在含硫底層安全的進(jìn)行井控,我國(guó)為提高含硫氣井的安全性,現(xiàn)已引入了密閉循環(huán)帶壓鉆井技術(shù)。本文對(duì)含硫氣井的概念和含硫氣井井控的重要性進(jìn)行闡述,并對(duì)井控中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析,提出提高井控技術(shù)的措施。對(duì)我國(guó)的含硫氣井開(kāi)采工作做出貢獻(xiàn)。
我國(guó)的含H2S的天然氣井分布非常廣泛,現(xiàn)已在我國(guó)四川省、渤海灣、鄂爾多斯市、塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地等地都已發(fā)現(xiàn)含硫地層,其中,我國(guó)四川省境內(nèi)的含硫氣井發(fā)現(xiàn)量最多,例如:普光氣田、羅家寨氣田等等。根據(jù)國(guó)家對(duì)含硫氣井的要求,當(dāng)開(kāi)采的天然氣體中所含的S的體積含量達(dá)到4%~7%時(shí),就可定義為高含硫天然氣,另外,在我國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(編號(hào):SY/T6168-1995)中規(guī)定,當(dāng)天然氣中的H2S含量達(dá)到30g/m3~150g/m3時(shí),可稱作高含硫天然氣。
當(dāng)前,我國(guó)的經(jīng)濟(jì)持續(xù)飛速發(fā)展,各種工廠拔地而起,對(duì)能源的需求量隨之升高。伴隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來(lái)越高,我國(guó)未來(lái)將會(huì)大量使用天然氣作為主要能源。我國(guó)的石油資源隨著大量開(kāi)采、使用已接近匱乏,但我國(guó)的天然氣資源還沒(méi)有得到開(kāi)發(fā)和利用,為實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)利用,我國(guó)近年來(lái)逐漸加大了對(duì)油、氣資源的開(kāi)發(fā)力度,我國(guó)石油資源相對(duì)匱乏,但還存在部分天然氣資源沒(méi)有得到開(kāi)發(fā)利用。我國(guó)的天然氣分布不均,例如:四川地區(qū)、西北地區(qū)的天然氣儲(chǔ)存量非常豐富,成為解決其他油、氣資源短缺的主要資源區(qū)。
近年來(lái),我國(guó)的能源勘探重點(diǎn)由石油逐漸轉(zhuǎn)向天然氣開(kāi)發(fā),但是,天然氣蘊(yùn)藏豐富的地區(qū)往往具有地層壓力高、含有高濃度H2S等特點(diǎn),從而造成了開(kāi)采和井控等技術(shù)難題。例如:我國(guó)的四川盆地是含硫化氫氣體最多的盆地,目前發(fā)現(xiàn)的氣田中有2/3都含硫化氫;另外,塔里木盆地的塔中地區(qū)也開(kāi)采出了產(chǎn)量百萬(wàn)立方米的含硫氣井。
普通氣井中的天然氣密度較低,且燃點(diǎn)低,容易造成溢流,其井噴的速度也比石油井高,因此,一旦井噴,其控制難度將會(huì)非常大,尤其對(duì)于含硫氣井而言,還會(huì)出現(xiàn)H2S氣體外泄,污染環(huán)境的問(wèn)題,也將會(huì)對(duì)人員安全造成不可估量的影響。例如:墨西哥灣井噴事件就給人們帶來(lái)了慘痛的教訓(xùn),這也說(shuō)明含硫氣井井控的重要性,目前,含硫氣井的安全鉆井已成為我國(guó)天然氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中亟待解決的關(guān)鍵。經(jīng)過(guò)對(duì)各種事故的分析,都表明其井控工藝存在缺陷,因此,提高含硫氣井的經(jīng)恐怕難過(guò)工藝迫在眉睫,對(duì)我國(guó)帶來(lái)巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。
(1)避免產(chǎn)生井噴。井噴是造成事故的主要原因,當(dāng)井噴失控時(shí),非常容易造成鉆井平臺(tái)和井架的損壞,甚至造成工作人員的傷亡或者含硫氣井損壞,從而帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。除此之外,井噴還會(huì)造成地層塌陷、環(huán)境污染,對(duì)氣井周圍的農(nóng)田水利和漁、牧、林場(chǎng)的生產(chǎn)帶來(lái)毀滅性災(zāi)害,因此,做好防井噴技術(shù),是井控的主要關(guān)鍵。
(2)避免產(chǎn)生溢流。H2S氣體一旦失去控制,就會(huì)產(chǎn)生溢流,并誘發(fā)井噴,因H2S氣體含有毒素,當(dāng)空氣中的濃度達(dá)到一定程度,就會(huì)導(dǎo)致人員中毒身亡,另外,H2S氣體濃度過(guò)大時(shí),會(huì)由于與空氣產(chǎn)生摩擦,造成爆炸,造成大面積傷亡,因此,要做好避免溢流的措施,例如:擰緊壓力塞,并隨時(shí)檢查壓力塞的狀況,避免發(fā)生溢流。
(3)隨時(shí)檢查壓井相關(guān)裝置。完善井控壓井相關(guān)裝置的安裝和試壓工作,是提高含硫氣井的互換性和抗腐蝕性的重要因素,因此,要做好井控壓井相關(guān)裝置的綜合評(píng)估,保證其裝置的可靠性,避免出現(xiàn)事故,提高井控工藝水平。
隨著我國(guó)石油業(yè)的快速發(fā)展,越來(lái)越多的井噴事故不斷發(fā)生,提高井控技術(shù)已成為保障石油業(yè)順利發(fā)展的關(guān)鍵所在。我國(guó)科研人員根據(jù)含硫氣井的特點(diǎn),制定了含硫氣井的井控工藝原則,并提出了針對(duì)井控問(wèn)題的措施,研究出了許多防爆、防噴等可靠的保證井控合格的裝置,并滿足井眼力學(xué)的要求,嚴(yán)格防止井噴失控本文主要對(duì)含硫氣井的概念和含硫氣井井控的重要性進(jìn)行闡述,并對(duì)井控中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析,提出提高井控技術(shù)的措施。對(duì)我國(guó)的含硫氣井開(kāi)采工作做出貢獻(xiàn)。
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