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项目年度编号
2300170506
中图分类号
TP319
成果公布年份
2023
成果简介
四川盆地深层含硫气藏资源量全国占比62.3%，其安全高效开发对保障国家能源安全具有重大战略意义。该类气藏具有井深、高温、高压、高含硫化氢、多压力系统、地质条件复杂等特征，气井普遍面临环空异常带压、井筒腐蚀风险大、井筒流动保障难等世界级安全工程技术难题。川渝人口稠密、地形复杂，井筒安全管控一旦失效将诱发重大安全事故和不可估量的风险扩散，“12.23开县特大井喷”、“罗家2井高含硫天然气泄漏”等公共安全事故事件警钟长鸣。
项目组经7年攻关研发了保障超深三高气井井筒安全的系列新方法、新产品和新技术，主要创新如下：
1.创建了基于井筒大数据的环空带压气井智能安全管控技术，解决了异常带压井风险控制难题。构建了井筒承载能力瞬态评价方法，揭示了开关井及调产过程中井筒损伤规律；创建了多因素耦合的气井环空带压安全风险动态评价方法，实现了风险实时定量评价；开发了基于井筒安全生产大数据的环空压力预测预警系统，实现了未来30天超前预测、预警，预测吻合率达95%；研发了多级环空压力自动泄放装置及工艺，解决了环空压力泄放作业风险高的问题。
2.构建了超深三高气井井筒腐蚀评估与控制技术体系，解决了井筒长效腐蚀防控难题。研发了气密封压力140MPa、耐温220℃动态腐蚀评价装置及方法，揭示了超深三高气井井筒腐蚀机理；研发了耐温200℃多功能水基环空保护液体系，突破150℃耐温极限，碳钢腐蚀速率由0.85mm/a降至0.06mm/a以内，缓蚀率由70%提高到93%，保障了超深三高气井井下管柱长期安全服役；开发了多层管柱剩余壁厚检测工艺，含硫天然气动密封压力70MPa条件下作业井深由4800m提升至6100m，检测精度由0.38mm提升至0.12mm，实现了井筒安全状况精准评估。
3.创建了超深三高气井井筒水合物预防与化学自生热解堵技术，解决了井筒水合物安全防治难题。开发了超深三高气井井筒水合物预测系统，吻合率从75%提升至90%；研发了新型动力学水合物抑制剂及配套加注工艺，药剂用量低于600L/井次，用量降低75%以上，抑制率提高20%以上，提升了井筒流动保障能力；研发了化学自生热水合物解堵剂体系，创建了井筒水合物化学自生热解堵技术，解堵成功率100%，最高作业压力107.9MPa，单井作业成本低于100万，作业周期低于6天，与传统机械解堵技术相比作业成本和周期降低95%以上，实现了超深三高气井井筒水合物安全高效治理。
该成果获授权发明专利21件，登记软件著作权2件，发表论文30篇(SCI20篇、EI3篇)，制定企业标准3项、技术秘密1件。成果经胡文瑞院士、苏义脑院士、罗平亚院士等组成的专家委员会评价，总体达到国际先进水平，其中耐温200℃多功能高效水基环空保护液体系、井筒水合物化学自生热解堵技术达到国际领先水平。
成果在四川盆地双鱼石、九龙山、高磨等区块得到广泛应用，并推广到塔里木盆地博孜-大北-克深、顺北等区块，累计应用2314井次，应用工区无一例安全事故，有力支撑了四川、塔里木盆地“三高”气田安全生产，直接经济效益30.87亿元，经济社会效益显著。
完成人
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