高含硫气井安全隐患治理技术思路与实践(新版)

Enhance the initiative and predictability of work safety, take precautions, and comprehensively solve the problems of work safety.

（安全管理）

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高含硫气井安全隐患治理技术思

路与实践(新版)

高含硫气井安全隐患治理技术思路与实践

(新版)

导语：根据时代发展的要求，转变观念，开拓创新，统筹规划，增强对安全生产工作的主动性和预见性，做到未雨绸缪，综合解决安全生产问题。文档可用作电子存档或实体印刷，使用时请详细阅读条款。

摘要：针对四川盆地东部地区高含硫气井在前期开发过程中因气井本身结构的不完整性和复杂的地质构造、人居环境，导致部分气井存在一定安全隐患的问题，为实现其安全隐患的科学治理、彻底根治，结合四川东部地区含硫气井的特点和完井现状，通过对完井管柱、完井套管、固井、复杂地质结构及气井本身完整性等的综合分析，形成了高含硫气井安全隐患分析及综合评估方法，对油层套管固井质量未达标、油层套管固井质量合格、产量低无经济开采价值的高含硫气井进行分类，形成各具特色的治理技术思路，并制订了产层封闭、井筒薄弱段及关键泄漏部位封堵等的永久封闭配套技术方案。通过现场实践，达到了科学治理、不留隐患的隐患治理要求，所形成的高含硫气井安全隐患治理的隐患分析方法、治理技术思路和永久封闭配套技术，对类似气井的安全隐患综合治理工作具有指导意义。

关键词：四川盆地；东；气井；硫化氢；安全；隐患；技术；实

践：

川渝气区高含硫气田主要分布在川东地区，由于气井普遍具有井深、高酸性、高压、高产等特点，气井纵向上地质结构复杂，存在多裂缝系统、浅表层漏失严重的问题。地理位置属于山区，交通极不方便，人居密度较大。高酸性气体腐蚀性强，易导致井下管柱腐蚀。如遇气井本身存在缺陷，含硫天然气经油、套管丝扣、工具等处渗漏，并沿上部裂缝系统窜漏至地表，将直接影响气井安全生产和威胁到地面人居环境安全。

为确保高含硫气田安全开发，实现“安全环保、科学发展、效益开发”。按照“科学治理、不留隐患”的原则，达到对存在隐患的高含硫气井彻底封堵的目的，通过组织国内、外的钻井、完井、测井及安全风险评估等相关技术专家对现有高含硫气井逐井核查、评估和重新审视，制订了一系列治理方案，经现场实践和总结，形成了一套适宜于高含硫气井安全隐患评估和治理的技术思路[1～2]

。

1高含硫气井存在的主要安全隐患

四川东部地区高含硫气井，硫化氢含量高(H2

S含量大于等于5%)、压力高(井口关井压力大于等于30MPa)、井

深(大于4000m)、单井气产量高(大于100×104

m3

/d)；气井纵向上地质结构复杂，上部地层断层、裂缝发育，浅表层井漏严重，影响固井质量；丛式井井口间距太近，易造成井间互窜；井斜较大(超过45°)；套管存在磨损，强度降低；高含硫气井地处山区，地面交通不便，人居密集，其危害性较大。

1.1高压、高含硫气引起完井管柱渗漏、套管环空窜气

一是早期在高含硫气井中油、套管未使用气密封扣，高压气容易经油、套管丝扣、井下工具泄漏(如井下安全阀、滑套、伸缩接头和封隔器等)，引起各层套管带压甚至经地表断层、裂缝窜漏到地面形成安全风险；二是完井油、套大部分是采用碳素钢类抗硫材质，如果防腐措施不到位，因综合腐蚀导致油、套管穿孔，高含硫天然气渗漏到上部地层形成安全隐患。

1.2套管附件存在薄弱点，固井质量差导致套管间窜气

川东地区大部分采用“三开三完”的井身结构。由于气井较深，一方面在固井工艺上常采用悬挂与回接的方式，因受温差大的影响和套管间隙小的限制，上部套管和尾管的固井质量较差；另一方面由于裸眼井段长，压力系数相差大，如采用分级箍固井，这些固井附件成

为油层套管的薄弱点。一旦完井管柱发生泄漏，便会引起套管间和上部地层窜气。如C-1丛式井组，生产井C-11油层套管分节箍发生泄漏，天然气通过上部漏层进入相邻的回注井C注1井，因回注井固井质量不合格，天然气沿上部断层和裂缝上窜到地表发生环境风险，经治理达到安全状态(图1)。

1.3气井的不完整性也会带来安全隐患和风险

①井口装置存在缺陷；②油层套管固井质量较差；③油层套管丝扣渗漏；④完井管柱存在缺陷(未下入永久式封隔器，油管丝扣和工具存在泄漏)；⑤防腐工艺措施不到位，油、套管和井口装置存在腐蚀和渗漏；⑥高含硫气井存在缺陷，又处于人口密集和环境敏感区域，存在高含硫气泄漏导致环境污染。如位于人口聚集区的W14井，H2 S含量65.8g/m3

，存在井口、井下油套管腐蚀泄漏及硫化氢中毒的严重安全隐患(图2)。

1.4钻井中上部套管磨损，降低了油层套管的强度，存在套管损坏泄漏风险

随着深井和大斜度井的广泛应用，由于钻井周期较长，起下钻次数多，如果防磨措施不到位，上部套管容易被磨损，大大降低油层套

管的强度甚至损坏。如生产管柱出现窜漏，套压上升出现套管超压和泄漏的安全隐患。

2高含硫气井安全隐患评估

尽管一口井可能存在上述的某种安全风险，但它不是封闭的唯一条件，不是所有高含硫气井均存在安全隐患和开发风险。本着“安全环保、科学发展、效益开发”的原则，为了科学开发好高含硫气田，消除高含硫气井已存在的安全隐患，结合高含硫气井隐患特征，通过对高含硫气井地质、钻井、固井、完井、材质、防腐、地面人居环境等方面开展综合评估，对存在风险的气井针对性地制订治理方案，才能真正实现高含硫气田的安全开发[3～4]

。

2.1组织成立评估专家组

聘请国内钻井、完井、测井、材料、防腐和安全等相关专业专家组成评估专家组。综合应用相关技术和标准对高含硫气井进行评估并形成评估报告。

2.2确立高含硫气井安全风险分类标准

根据安全风险程度分为A、B、C3级。其中：A级属于存在严重安全隐患，急需实施永久性封闭治理；B级属于存在一定安全隐患，但通