
四川盆地普光大型高含硫氣田是目前國內發現的規模最大的海相整裝氣田,是國家“十一五”重大工程—“川氣東送建設工程”的主供氣源,普光氣田的開發對改善能源消費結構、提高能效和保護環境有著重要的意義。普光氣田具有氣藏埋藏深、地形復雜、含氣井段長、高含硫、中含二氧化碳、不含凝析油、具有邊底水等特殊性。特別是氣田硫化氫摩爾含量平均達到15.2%,屬于超高含量硫化氫氣田,是目前我國已探明氣田腐蝕環境最惡劣的氣田之一。與常規氣藏開發相比,由于硫化氫為劇毒、高腐蝕氣體,造成開發這類高含硫氣田面臨十分突出的安全、防腐、環保問題。加上國內在高含硫化氫氣藏開發方面還沒有成功經驗,無成熟的開發經驗可供借鑒,氣田開發面臨安全,高效,關鍵管材和裝備的國產化,缺乏開發高含硫氣藏的理論、技術和人才等四大方面的問題。針對普光氣田開發建設困難和技術難題,“十一五”期間,國家科技重大專項《大型油氣田及煤層氣開發》設置了項目17《高含硫氣藏安全高效開發技術》,圍繞制約高含硫氣藏開發的技術瓶頸進行攻關。通過三年多的攻關,項目完成了全部合同任務,實現了合同要求的預期成果,已初步形成高含硫氣藏開發配套技術。通過自主研發、引進吸納和集成創新,初步形成高含硫氣藏開發配套技術,為“十一五”期間普光氣田建成天然氣年產能100億立方米提供理論指導與技術支撐。
項目主要技術創新如下:
1.創新形成了特大型超深高含硫氣田高產高效開發技術。首次發現了高含硫氣藏的特殊滲流規律,建立了氣-液-固(硫)三相滲流理論模型,直接用于開發方案的優化設計;創新了超深礁灘相儲層開發精細描述技術,開發井成功率100%;研發了高含硫長井段氣井射孔和酸壓增產技術,一次性射孔井段達1215米,平均單井無阻流量487萬立方米/天。
2.創新形成了特大型高含硫氣田腐蝕防護技術。建立了高H2S/CO2分壓、S、Cl-共存條件的腐蝕實驗方法、腐蝕預測模型和高分壓抗硫管材選材標準;研發了抗硫管材焊接工藝;創新了高含硫氣田“四要素”綜合防腐方法,實現了年產百億立方米濕氣直接輸送。
3.創新形成了高含硫天然氣超大規模深度凈化技術。引進創新了兩級吸收、級間冷卻脫硫脫碳技術,自主創新了催化水解有機硫技術,天然氣凈化率99.99%;創新了在線亞當量制氫與低溫加氫水解尾氣處理技術,硫磺回收率99.9%;研發了特大型散裝硫磺倉儲和密閉裝車技術,實現了年產210萬噸硫磺的安全儲運。
4.創新形成了特大型高含硫氣田安全控制技術。首次開展了復雜山地氣體擴散風洞實驗,創立了毒性負荷動態分析理論模型和高含硫氣田安全防范標準;創新了高含硫氣井安全鉆井及作業技術,創建了高含硫天然氣泄漏監測和應急救援系統;研發了氣田四級關斷聯鎖控制技術與火炬快速放空系統,實現了安全生產零事故。
5.研發了高鎳基油管、高抗硫套管等五類關鍵抗硫管材和裝備,打破了國外壟斷,實現了國產化,提升了國有大型企業的國際競爭力。
該成果獲得省部級科技進步獎一等獎5項,2012年獲得國家科技進步獎特等獎。