高含硫气藏开发效果评价现状

舒 杰，唐 海，吕栋梁，王宏峰，王小军

（1.西南石油大学石油工程学院，四川成都 610500；2.中国石油玉门油田分公司酒东油田作业区，甘肃酒泉 735000）

随着全球对能源需求量日益增加，开发含硫气藏已成为获得天然气的重要途径之一。20 世纪60 年代以来，高含硫气藏的开发在欧美等国家得到了快速的发展，已成功开发了一批高含硫气藏，建立了一套相对较为完善的开发技术及管理体系，积累了一定的开采经验。高含硫气藏在全球范围分布广泛，目前，全球已发现有400 多个具有工业价值的高含硫化氢气田。我国含硫气藏资源也十分丰富, 累积探明高含硫天然气储量已经超过7 000 ×108m3，约占探明天然气总储量的1/6，具有重要的工业开发价值[1]。

高含硫气藏由于硫化氢的腐蚀性和剧毒性以及硫沉积现象，在开发过程中面临的技术难点较普通气藏困难多的多。如何有效地评价目前含硫气藏开发效果，为合理高效安全开发含硫气藏提供理论指导和依据成为亟待解决的问题。针对气藏的开发效果评价工作，目前已经开展以下研究工作，取得的成果对含硫气藏的开发效果评价具有指导借鉴作用。

1 高含硫气藏开发效果评价现状

1.1 行业规范或标准分析

截止2012 年底，国家先后发布的有关天然气方面的行业标准近20 套，包括“石油与天然气地质编图规范及图式、碳酸盐岩气藏开发地质特征描述、气藏分类、天然气储量规范、天然气试井技术规范、气田可采储量标定方法、气田开发可行性评价技术要求、天然气田开发概念设计编制技术要求、气田开发方案及调整方案经济评价技术要求、气田开发主要生产技术指标及计算方法、天然气气藏开发方案经济评价方法”等新老版本，这些行业规范对做好我国天然气勘探开发各项工作起到了关键性指导作用。

1.2 气藏开发效果评价现状

目前在气田开发效果评价方面已做了大量的相关研究工作，但多集中在以下几方面：

1.2.1 气藏开发难点 针对含硫气藏生产过程中存在的硫沉积与硫腐蚀现象，为了更好地开发气藏，何生厚[2]等分析普光类似高含硫气藏开发面临难点归纳为4 个方面：气藏地质与气藏工程基础研究亟待深化、安全优质快速的钻井工程技术亟待配套提高、急需采气工艺及工程技术集输工艺技术和腐蚀与防腐技术；而杜志敏[3]则将开发难点细分为高含硫气井的产能评价技术、高含硫气藏流体相态安全测试与相态分析技术、硫沉积的预测技术与解赌技术、考虑硫沉积的数值模拟技术、腐蚀机理定量认识与防护措施缺乏、高压高含硫下的安全控制与防腐技术、安全控制与防腐检测技术、抗硫管材研发与应用、固井技术、管道内外防护涂层落后、管道腐蚀泄露监测与自动控制技术等12 个难点。气藏开发难点明确分析了在开发生产过程中的重点攻关方向和所需关键技术。

1.2.2 气藏高效开发技术方案优化 针对高含硫气田的开发难点，国内外专家根据气藏的实际情况，提出具体开发技术方案优化。针对普光高含硫巨厚气藏，王卫红等[4]根据气藏具体地质特征，从储量规模、储层物性、流体性质以及温度压力系统和经济界限方面确定合理开发方式及开发层系、优选开发井型、优化开发井网与井距、合理采气速度、单井合理配产与经济极限产量等，形成了一套高含硫碳酸盐岩气藏开发技术研究方法，制定出了适合普光气田的开发技术方案，为高效开发普光气田奠定了理论技术基础。此外还有高含硫气藏流体相态测试与分析、高含硫气藏硫沉积预测与防治、高含硫气藏天然气气井气藏渗流特征、厚层状气层产能评价、高含硫天然气井防气窜固井技术、高含硫气藏硫沉积控制因素与防治技术、腐蚀加测与控制技术、集输管道腐蚀泄露监测与自动控制技术、井口及集气站脱水工艺等10 项高含硫气藏开发关键技术。这些合理技术政策和关键开发技术为高含硫气藏科学决策与高效开发，推行气田高效建设与管理运行模式，强化气藏跟踪研究与气田合理开采，优化气田高效、安全、平稳运行工艺参数等提供了方向性指导意见。

1.2.3 目前气藏开发效果评价成果 目前，在气田开发效果评价研究中，针对具体气田开展提高或改善气藏开发效果的技术对策研究已取得显著效果与成绩。

1.2.3.1 低孔低渗气藏开发效果评价指标体系 李忻洪、洪鸿、郝玉鸿等[5-10]分别针对苏里格气田苏20 区块、子洲气田、榆林气田北区开展了气田开发效果评价工作，给出了相应气田开发效果评价指标体系。李忻洪根据苏20 区块气井储层特征、动态解释成果, 建立了苏20 区块气井产能的分类评价标准，将气井分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类井，同时从设计开发规模、开发层系、井网井距、配产等方面对区块开发效果进行评价；洪鸿、郝玉鸿等基于气田采取的不同开发模式，从气藏工程研究角度研究，分类分析气井（藏）开发动态特征，从气藏储量动用程度、采收率、目前地层压力保持水平等方面评价气藏开发效果。目前气藏开发效果评价工作所形成的气藏开发效果评价指标（见图1）。这些指标为类似低孔低渗岩性气藏的开发效果评价提供了一种简单可行的参考方法，同时对高含硫气藏开发效果评价具有一定适用价值。

1.2.3.2 含硫气藏生产效果评价基础指标体系 刘月田充分意识到建立一套合理的、规范的、适用于不同类型天然气藏的生产效果评价指标和评价标准的重要性，所撰写的“不同类型气藏生产效果评价指标及评价标准研究”是目前关于气藏开发效果评价最为全面与具体的文献[11]。基于“基础指标体系要能够基本反映采气过程中的全部生产特性”的思想，从气藏试采、产能建设、稳产、开采末期、井网等因素，刘月田初步建立了含硫气藏生产效果评价基础指标体系，具体（见表1）。

表1 含硫气藏生产效果评价基础指标体系

为了高效而准确地对气藏生产效果进行评价，刘月田从不同类型气藏开发生产特点角度，对基础指标体系进行分析与筛选,建立了包括“采气速度、稳产年限、无水采气期年限、稳产期末采出程度和开采期末采出程度”5 个有效指标的指标体系，同时给出六类气藏各个有效指标的标准，其中含硫气藏生产效果评价有效指标体系（见表2），含硫气藏生产效果指标评价标准（见表3）。这些研究成果为含硫气藏开发效果评价指标和标准的建立具有重要意义。

表2 含硫气藏生产效果评价有效指标体系

2 高含硫气藏开发效果评价问题及对策

目前气藏开发效果评价已取得一定的成果，但是仍存在不足，针对所存在的问题，提出相应的解决对策。

2.1 行业规范或标准存在问题及对策

通用行业标准及通用评价指标对含硫气藏具有一定适用性，但在整个天然气开发行业规范标准中，缺少或没有形成含硫气藏开发效果评价的相关行业规范标准。

相对气藏而言，油藏已于1996 年修订并颁布了七类油藏开发效果评价（油田开发水平） 标准（SY/T 6219-1996），该分类评价指标主要包括“井网完善状况、产量及储采状况、水驱状况、影响开发效果因素、经济效益控制”5 个方面共14 个指标，每个指标分为一、二、三个水平等级。该行业标准体现了油田开发效果评价关键指标，为不同类型油田开发效果评价提供理论基础和依据。针对目前缺少含硫气藏开发效果评价行业标准，可以参考七类油藏开发效果评价指标体系的建标思路和方法，建立气藏开发效果评价指标体系。

2.2 高含硫气藏开发效果评价问题及对策

目前开展的气藏开发效果评价工作，一般根据气藏自身的地质特征，具体情况做相关的开发技术对策及开发效果评价工作，很少涉及到不同类型气藏开发效果评价指标体系及标准研究。刘月田关于含硫气藏生产效果评价指标及评价标准研究是目前较为全面详尽，但存在以下缺点：

（1）假定含硫气藏没有边底水与实际含硫气田不符。

（2）有效指标仅有采气速度、稳产年限和开采期末采出程度三个，不够全面，需进一步构建有效指标以反映含硫气藏生产开发特点，如气藏废弃压力、单位压降采气量、气藏产能递减速度及气藏剩余可采储量采气速度等。

（3）采气速度与稳产年限两个关键指标标准存在随意性，无理论依据。采气速度与稳产年限以及稳产结束时采出程度有直接关系，目前仅人为给出开采末期采出程度，没有十分有力的理论支撑依据论证其相关关系。

刘月田初步建立的含硫气藏开发评价指标体系及部分评价指标标准存在局限性，但对系统建立含硫气藏开发效果评价指标体系和指标标准仍有参考价值。

气藏开发生产过程中，随着气藏以及气井井底压力下降，气井井底附近会出现硫沉积现象，形成压降漏斗与应力敏感以及硫沉积与渗透率漏斗叠加的储层双伤害带，从而会影响气藏废弃压力、废弃产量以及气藏采收率。气藏废弃压力、废弃产量以及气藏采收率是评价气藏开发效果的重要指标，需要更深入的研究气藏剩余可采储量、废弃压力、废弃产量以及采收率等与开发效益相关指标标准理论依据。

3 结论

（1）目前气藏行业规范标准和气藏开发效果评价研究已取得一定理论成果基础，可以用以指导建立含硫气藏开发效果评价指标体系和标准。

（2）可以根据气藏不同生产开发阶段划分开发评价指标，建立反映硫沉积特点的含硫气藏开发效果评价关键指标。

（3）合理的含硫气藏开发效果评价指标标准可以衡量气藏生产开发现状是否合理，从而提出优化开发方案。

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