含硫氣井井控工藝研究

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)。

1 含硫氣井概念分析

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。

2 含硫氣井開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

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)。

3 含硫氣井井控的重要性

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。

4 含硫氣井井控工藝研究

（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。

結(jié)語(yǔ)

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)。

[1]戴金星.中國(guó)含硫化氫的天然氣分布特征、分類及其成因探討[J].沉積學(xué)報(bào)，1985（04）.

[2]李子成，徐成良，李傳友.鉆井過(guò)程中硫化氫的處理工藝[J].斷塊油氣田，1998（03）.