• 绿色科技牵出高含硫气藏

    我国高含硫天然气资源丰富,开采潜力巨大,资源主要集中在四川盆地。随着经济社会不断发展,加快国内高含硫气藏的开发及利用,对促进国民经济发展、减少环境污染及保障国家能源安全具有重大战略意义。

    高含硫气藏开发难在超深、难在高含硫,开发风险高、难度大。上世纪50年代,四川盆地开始天然气规模化开采,高含硫气藏开发经历了从开发探索、技术集成到超高深大型高含硫气藏开发技术升级配套三个阶段。站在新的历史节点,如何安全清洁高效开发高含硫气藏,将有毒有害硫化物转化为工业原料硫黄,实现变废为宝,对高含硫气藏开发整体技术提出了更高要求。

    对标国际一流、瞄准制约开采的关键问题,国家能源高含硫气藏开采研发中心开展了重大项目攻关,建立起基本适应我国高含硫气藏开发配套的气藏工程、钻完井工程、采气工程、地面集输与腐蚀控制、天然气净化工程、安全环保工程六大技术系列36项特色技术,初步构建了5个层次242项高含硫气田开发HSE标准体系,为促进高含硫气藏储量转化为工业产能奠定重要基础。

    这六大技术有效支撑了西南油气田增储上产。同时,高含硫气藏开采技术走出国门,成功应用于土库曼斯坦阿姆河气田,钻井成功率由40%提高到100%,建成了大型高含硫天然气净化厂。

    长期以来,国内高含硫气藏开采核心关键是安全生产问题。高含硫气井服役工况恶劣,井完整性面临较大挑战。国家能源高含硫气藏开采研发中心从气井完整性失效机理着手,开展大量实验评价和现场应用,攻关形成以设计、评价、检测、治理为核心的全生命周期井完整性管理技术体系,研发了中国石油首个井完整性管理与评价系统,实现西南油气田高温高压含硫气井完整性信息化管理全覆盖。

    这套技术支撑编制了我国首部高温高压高含硫井完整性指南、设计准则和管理规范,使我国成为继挪威、美国、英国后第四个建立井完整性标准体系的国家,保障了磨溪龙王庙、高石梯震旦系和川西双鱼石等高温、高压、含硫气藏的安全平稳生产。

    如何实现高含硫天然气中硫含量和尾气二氧化硫排放浓度的“史诗级瘦身”?国家能源高含硫气藏开采研发中心给出答案:针对不同“重量级”含硫天然气的“硫肥胖”问题,靶向攻关、精准出击,一方面技术产品升级,一方面“对症”优化工艺。

    紧扣这个思路,国家能源高含硫气藏开采研发中心创新开展高选吸性脱硫、硫黄回收尾气处理等系列技术攻关,并针对不同含硫天然气量体裁衣式优化工艺、技术升级,形成天然气净化技术和尾气深度减排技术,有效解决了产品天然气气质达标、现有天然气净化厂和炼厂含硫尾气超标的瓶颈技术问题。同时,配合技术研发制定了《天然气—硫化合物的测定—用紫外荧光法测定总硫含量》等3项国际标准和3项行业标准,整体技术水平达到国际领先。

    这套系列技术在中国石油、中国石化、神华集团、瑞兴集团等企业得到广泛应用,实现硫黄回收尾气二氧化硫排放浓度小于200毫克/立方米,减排二氧化硫近90万吨,有效提高了天然气气质,减少了环境污染。

    7年多来,国家能源高含硫气藏开采研发中心贯彻落实新发展理念,加大重要装备研发力度,加强新工艺、新技术、新产品等产业化推广,优化和完善了高含硫开采技术和标准规范体系,引领和推动着国家高含硫气藏安全、高效开发。

  • 罗平亚

    中国工程院院士

    国家能源高含硫气藏开采研发中心致力于解决这类气藏在安全、高效、清洁开采中面临的关键性、基础性和共性难题,推动新型材料与重大装备产业化。

    研发中心坚持自主创新,通过持续攻关,在气藏工程、钻完井工程、采气工程、腐蚀与防护、天然气净化工程、安全环保工程六大领域取得了一系列标志性成果:突破了“三高”油气井安全钻完井技术瓶颈,形成了特色鲜明的高含硫深井排水采气技术,建立了高含硫气田整体腐蚀控制技术体系,开发了高含硫天然气脱硫脱碳技术,构建了高含硫气田区域生态影响评价及应急保障技术体系,解决了制约高含硫气藏安全、高效、清洁开采的一个个难题,建立了高含硫天然气安全、高效、清洁开采工艺技术系列,为保障罗家寨气田、土库曼斯坦阿姆河气田、龙王庙气田等国内外有代表性的高压、高产、高含硫气藏的顺利建成与安全高效开采提供了必要的技术支撑,为我国高含硫气藏安全、高效、清洁开发提供了技术保证。【详细】

  • 高含硫气体中元素硫含量测定实验攻关团队:

    科学研究,不会一蹴而就,必须坚持不懈。2006年开始,实验攻关团队潜心研究,从元素硫溶解和沉积实验原理入手,结合高含硫气藏的特点不断修改和完善实验方案,解决了困扰高含硫实验的一系列难题和困难,用十年时间,形成了一套完整的实验装备设计方案,设计完成了一套成型的元素硫含量测定实验装置。该装置和方法已获国家实用新型专利1件,申请国家发明专利2件,并取得加拿大、美国和阿联酋的PCT国际专利申请号,整体技术达到国际先进水平,为建设国家能源高含硫气藏开采研发中心贡献力量。

    精细控压压力平衡法固井技术攻关团队:

    四川盆地高含硫气藏埋藏深,地质条件复杂,纵向上含油层系多,同一裸眼段不可避免地存在多个高、低压互存层系,固井作业安全密度窗口极窄,常规固井方式无法兼顾压稳防漏,易造成气窜等重大隐患。

    为解决这一复杂难题,研究团队提出固井全过程动态压力平衡理论,首创复杂超深井小井眼精细控压压力平衡法固井技术,确保了0.05克/立方厘米窄密度窗口下固井施工全过程压稳不漏。这项技术整体达到国际先进水平,并入选集团公司2019年十大科技进展。目前,已申请发明专利5件、软件著作权3项、技术秘密1项,发布企业标准1项,出版专著1部,发表论文5篇。应用这项技术,川西地区平均固井质量合格率同比提高134%。

    西南油气田环保技术攻关团队:

    西南油气田环保技术攻关团队分别针对不同的泥浆体系创新研发形成了水基钻井固体废弃物微生物—植物联合处理技术、油基钻井固体废弃物生物堆肥处理技术。生物处理后的水基和油基钻井固体废弃物可作为“腐殖土”,用于井场开发植被破坏区域的土地复垦及植被修复,真正实现钻井废弃物的无害化处理与资源化利用。

    研发过程中,团队体会到,任何一种技术都不是万能的,必须持续研发,大胆创新,不断完善。针对生物处理技术的不足,环保技术攻关团队将凝心聚力,持续研发,争做新时代生态环境保护的排头兵。

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    专题策划:王晓雪 专题制作:杨娜