含硫油、气井安全钻井技术

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1、含硫油、气井安全钻井技术一、引言海上钻井是一项高投入、高风险的特殊作业，具有多学科性、复杂性、隐蔽性等特性。钻进时遇到地层中含有H2S会造成工具、管材不同程度的腐蚀及氢脆，一旦H2S超标扩散会给钻井平台施工人员造成生命威胁，因此H2S的监测与控制给钻井技术研究和实施作业提出了更高的要求。基于海上钻井平台受气候、海域、运输等不利条件影响，具有不同于陆地钻井的独特风险性，要求管理、设计、技术、施工等人员具有强烈的责任心、做到精心设计、精心组织、精心施工，确保井下、设备、人员的安全。二、含硫气田的分布与开发1、行业标准国际上：天然气中H2S≥5％

2、（即77g/m3）为高含H2S气藏，CO2含量2％～＜10％间为中含CO2气藏（即39.6～＜197.8g/m3）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≥30.8g/m3）为高含H2S气藏。CO2含量2％～＜10%为中含CO2气藏。2、分布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。H2S含量高于5％的天然气气藏：-7-64233～4920白云岩上侏罗纪法国，帮德斯美隆153051～4430白云岩及页岩

3、上侏罗及下白垩纪法国，拉克H2S％埋深m岩性储层年代地区423000灰岩三叠纪美国，怀俄明785700～6003灰岩上侏罗纪美国，密西西比143625～3701灰岩上侏罗纪美国，东得克萨斯985709～6003灰岩上侏罗纪83302灰岩下白垩纪美国，南得克萨斯813740灰岩泥盆纪133444灰岩密西西比加拿大，阿尔伯达422500白云岩下寒武纪前苏联，伊尔库斯克61476～1968灰岩下石炭纪前苏联，乌拉尔－伏尔加253543～4725灰岩侏罗纪伊朗，阿斯马拉103740白云岩三叠纪前西德，韦斯－安姆斯我国天然气中H2S含量大于1％的气田

4、，约占全国天然气储量的1/4。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％。目前国内仍以四川盆地含硫气田分布最为广泛。盆地内80％以上气田不同程度含H2S。其中川东卧龙河气田卧63井嘉五1气藏，H2S含量达31.95％，CO2含量达1.65％。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。3、开发现状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。（1）法国拉克气田H2S含量为15.4％，CO2

5、含量为9.5％，1957年投产，生产至今。已累积产气2258×108m2，采出程度70％。（2）20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165.6MPa，温度为221℃。（3）俄罗斯奥伦堡高含硫气田，H2S含量达1.3～5％，CO2-7-含量0.7～2.6％，已开发45年，最高年产气490×108m3，目前年产气180×108m3。4、目前为止，四川地区有测试依据的高温、高压、高含硫最高指标情况最高温度：176℃(盘1井)最高压力：龙4井关井井口压力1

6、03.42MPa未稳，由于井口受限，未能继续关井，推算地层压力130MPa左右。最高含硫：496g/m3（卧龙河嘉陵江气藏）。5、危害H2S为无色、剧毒的酸性气体,与空气的相对密度为1.189,爆炸极限范围为4.3%~46%（天然气5%~15%）。H2S是一种神经毒剂,亦为窒息性和刺激性气体,一旦发生泄漏,不仅影响高含硫气井平稳开发,还将危及人和环境安全，其浓度为150ppm（225mg/m3）时就会刺激人眼、呼吸道，麻痹嗅觉神经，浓度为800ppm(1200mg/m3)以上时，2min就能造成死亡。1ppm=1.5mg/m3。三、含硫油、

7、气井钻井施工难点1、地质构造复杂，不易判断无论前期勘探资料多么丰富，不同区块及相邻井位所钻地质构造均有所不同，设计书中不能概述全部的风险，特别是碳酸盐岩裂缝性气藏深井，纵向上普遍存在多产层多压力系统，由于套管程序的限制，往往造成同一裸眼井段出现喷漏复杂情况。横向上油气水分布不均，且地层压力也存在较大差异，造成同一井组，邻井施工难易程度也不尽相同。2、钻井平台地域狭小，人员稠密，安全、环保风险较大钻井平台面积不如一个足球场大，施工人员达到100余人，矗立大海上施工相对较孤立，一旦发生油、气井井喷，人员的生命和国家重大资产将面临巨大威胁，如果大

8、量原油或H2S泄露将给环境造成不可估量的损失。众所周知“12.23”含硫气井井喷事故造成了数百人死亡，数万人员撤离，但这是在陆地，还有地方可疏散；墨西哥湾“深水地平线”平台钻井事