油氣田硫化氫數據管理系統的研發

張容* 任澤坤 張淼 鄧超 李紹楠 王舒遲 洪兵

（1.中國石油川慶鉆探工程有限公司地質勘探開發研究院；2.成都川大川科網絡信息有限公司）

0 引言

硫化氫（H2S）是碳酸鹽巖油氣藏中常見的非烴類氣體之一，具有毒性強、腐蝕性強、易燃等特性，對油氣田勘探開發生產具有較大的危害性［1］。含硫化氫天然氣在全球分布廣泛，目前世界上已經發現有400多個具有工業價值的含硫化氫氣田，其90%以上分布在碳酸鹽巖-蒸發巖地層中［2］。在我國，含硫化氫天然氣主要分布在四川、塔里木、鄂爾多斯、渤海灣等含油氣盆地中［3］。

就四川盆地而言，油氣勘探開發中涉及含硫化氫層位多，且高含硫區塊多。由于硫化氫含量在縱橫向上的差異大，導致開發難度較大；而且高含硫化氫的地層流體對油氣勘探開發過程中人身及財產安全構成了重大威脅。雖然地層硫化氫歷史資料和數據豐富，但由于未實現信息化管理，信息檢索繁瑣且效率低下，無法系統地對現有數據資源進行統計分析，更無法對鉆井作業進行有效指導。

基于此，研發了硫化氫數據管理系統，將川渝地區豐富的地層硫化氫數據資源充分利用起來，用以指導工程技術人員、科研人員開展與硫化氫監測、工程設計等相關的工作，其價值和意義重大。

1 含硫化氫氣藏分類

根據GB/T 26979—2011《天然氣藏分類》，含硫化氫氣藏劃分見表1。

表1 含硫化氫氣藏分類

2 硫化氫數據管理系統

2.1 技術架構及功能架構

硫化氫數據管理系統采用B/S（瀏覽器/服務器）模式，并基于J2EE（全新的應用開發技術架構）和SSI（服務器端嵌入）技術進行架構設計，集成地理位置展示技術、數據庫技術及HTML5（第五版超文本標記語言）進行系統功能和展示界面開發，實現硫化氫數據的管理及分析應用。

該系統功能模塊主要包括數據管理、綜合查詢、系統管理等三大主要業務模塊。系統功能架構詳見圖1。

圖1 系統功能架構

2.1.1 數據管理模塊

該模塊可實現天然氣中所含硫化氫、甲烷、乙烷、水等各種組分數據的新增、錄入、刪除、編輯和修改，并支持各類數據的批量導入和導出；同時，還可通過井號、地理位置、地質構造對氣井數據進行簡單查詢，并根據用戶權限授權查看和展示相關井的硫化氫數據。

2.1.2 綜合查詢模塊

該模塊可實現根據氣井完鉆時間、地質構造、測試層位及井名等參數進行數據查詢，也可實現對選定區域內所有氣井或特定井位的硫化氫數據及其他數據等進行綜合查詢，并且可實現選定區域內所有井的地理位置分布展示；可對選定區域內的總井數、含硫化氫井數進行自動統計，同時可對氣井所產天然氣中硫化氫最小值、硫化氫最大值和硫化氫平均值等進行自動計算分析。

2.1.3 系統管理模塊

該模塊的主要功能為系統操作日志管理、用戶管理和權限管理。該模塊可實現部門信息管理及用戶賬號管理，支持部門信息及用戶賬號的新增、編輯、刪除操作，并且可以對用戶操作進行記錄，形成用戶日志并提取展示。以部門作為功能組進行可操作菜單授權，用來控制部門下所有用戶的具體業務權限。

2.2 主要功能

一是基于地理信息系統實現井位及區域硫化氫含量分布展示。

利用井位坐標在地理信息系統上對氣井進行定位展示，并將氣井按照硫化氫含量高低，分別以綠色、藍色、黃色和紅色進行標注：微含硫和低含硫氣藏的氣井顯示為綠色，中含硫氣藏的氣井顯示為藍色，高含硫氣藏的氣井顯示為黃色，特高含硫氣藏和硫化氫氣藏的氣井顯示為紅色。區域井位及硫化氫展示情況見圖2。

圖2 區域井位及硫化氫展示

通過地理信息系統進行井位和井含硫分布情況展示，可以直觀地看到相關區域內硫化氫含量的高低情況，從而為專業技術人員在開展鉆前設計提供預警，還可以為鉆井作業人員提供鉆井作業過程中的預警。

二是可實現硫化氫數據的統計分析。

該系統在基于地理信息系統對選定區域內硫化氫數據進行查詢和展示的基礎上，可對選定區域內多口井的地質構造、層位、氣產量、水產量、含硫情況等進行對比分析，進而對區塊硫化氫含量進行評估。選定區域內氣井硫化氫含量對比見圖3。

圖3 多井硫化氫含量對比

圖3中通過多井的對比分析，可直觀地看到該區域內不同氣井、不同層位的硫化氫含量及氣水產量情況，從而指導鉆井作業人員根據目標地區的硫化氫含量選取合適的鉆具，并根據地層的產水產氣情況提前落實好井控措施，保證工程施工安全。

3 結束語

通過硫化氫數據管理軟件的研發構建起川渝地區硫化氫大數據庫，實現了硫化氫數據的信息化管理，為鉆井、地質工程設計和施工提供了有效的數據支撐，實現了硫化氫數據的應用價值。

今后將持續對該系統進行優化升級，尤其是在智能化領域方面的功能擴展，使之能結合現代物聯網和傳感器技術進行數據的自動采集，并通過數據分析自動判斷區塊硫化氫含量情況和氣藏類型，能為鉆井設計和地質設計人員提出較為合理的應對可能發生硫化氫泄漏的作業控制建議和措施。