高含硫气藏双孔介质硫沉积试井解释模型

在高含硫天然气藏中,随着地层能量不断下降,多硫化氢发生分解,硫析出.当分解出的硫量达到临界值后且流体水动力不足以携带固态颗粒的硫时,硫可直接在地层孔隙中沉积并聚集起来,形成硫污染区.基于油气藏渗流理论和现代试井解释方法,建立了双孔介质中高含硫气井硫污染区和未污染区两区复合试井解释数学模型,利用Stehfl嗍t反演算法计算了井底压力响应典型曲线,进行了相关参数对井底压力动态的敏感性分析.     

考虑硫沉积影响的双重介质气藏试井解释模型研究

在高含硫气藏的开发过程中,随着地层能量的不断下降,硫化氢会分解,硫颗粒析出,最终形成硫沉积现象,对地层造成污染。针对高含硫气藏中的硫污染区和未污染区,建立了双重介质复合气藏试井解释模型。该模型考虑了井筒储集系数、表皮系数、有效井径及井筒流体相分离等因素的影响。求解了无限大气藏的井底拟压力解。最后利用Stehfest数值反演及Matlab软件,获得了无限大气藏井底拟压力及拟压力导数的双对数曲线图版。同时,分析了相再分布拟压力参数、含硫饱和度、硫沉积半径、内外区窜流系数、内外区弹性储容比等因素对试井曲线的影响。研究内容及结果具有较强的理论性及现实意义。     

高含硫气藏非均质试井解释模型研究

高含硫气藏在开采过程中,随地层压力不断下降,元素硫将以单体形式析出,从而堵塞天然气的渗流通道,降低地层有效孔隙空间及渗透率,影响气井的产能。针对高含硫气藏的特征,推导了地层中任一点的相对渗透率与距气井中心的径向距离之间的函数关系,并建立了高含硫气藏的非均质试井解释数学模型。然后,将模型在拉普拉斯空间的解经过解析反演后,与均质模型实空间的解进行对比分析。最后,利用Stehfest数值反演算法绘图验证了分析结果,并研究了试井分析理论曲线影响因素。研究结果表明,高含硫非均质试井解释模型能准确反映地层的渗流规律和解释地层的非均质性。元素硫在地层中的沉积具有"叠加效应",并且随地层系数的减小,越易在地层中沉积。     

含硫气藏压力动态分析理论研究

建立了内外区流度比影响下的复合地层中气井压力动态分析的有效井径数学模型,利用硫沉积情况下地层渗透率与含硫饱和度的关系,获得不同含硫饱和度影响的气井井底压力解,由该解做出了不同含硫饱和度影响下的用于气井压力动态及试井分析的典型曲线,分析了含硫饱和度对压力动态的影响。该研究为含硫气藏气井的压力动态及试井分析提供了理论基础。     

高含硫气藏双孔介质试井模型研究

伴随高含硫气藏的开发,可能会产生硫颗粒并沉积,形成硫沉积污染区和未污染区。针对高含硫气藏双孔介质渗流特征,考虑基质向裂缝中流动为非稳态流动、硫沉积对渗透率影响以及地层关于硫沉积的分区,建立了双重介质封闭高含硫气藏非稳态复合模型,利用Stehfest数值反演方法和Matlab计算了井底拟压力的双对数典型曲线,分析了含硫饱和度、污染半径、弹性储容比、窜流系数和边界半径对曲线的影响,同时对比了基质向裂缝流动拟稳态和非稳态的双对数曲线。该试井模型研究为实际生产过程中压力动态分析提供一定的理论基础。     

含硫气藏元素硫沉积及防治对策研究

通过对西方发达国家在含硫气藏元素硫沉积及防治对策研究方面所获成果的系统分析,获得以下认识：元素硫沉积将严重影响含硫气井动态,甚至造成关井停产,具有巨大危害;当流体组分中硫化氢含量较高、凝析物（C5＋）含量较低,井底压力温度较高,或从井底到井口具有较大的温度压力变化时,近井地带和井筒节流部件附近极易发生硫沉积;目前主要采取向井中加入溶硫剂等事后措施防治硫沉积,而有关预防元素硫沉积危害的技术还有待进一步研究.     

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川东北飞仙关组高含硫气藏气井在完井测试过程中，压力测点位置与产层中部的距离较大，需将压力数据用气柱压力计算公式折算后再进行试井分析解释。文章以质量、动量和能量三大守恒方程和状态方程为基础，考虑了流动气柱的动能损失以及井筒和地层中复杂的传热机理，推导出计算单相气流在井筒不同部位压力和温度的方法。以坡2井为例，应用目前最新的模块化动态地层测试器MDT地层测试技术，对折算的压力进行了验证和对比分析。结果表明，应用文中的压力计算方法，完全可以满足解释的压力数据精度。另外，在没有进行完井测试前利用MDT测压资料确定地层压力等储层参数是较为直接和可靠的方法。同时此法对川东北飞仙关组高含硫气藏的开发动态监测以控制元素硫在井底和井筒的沉积具有十分重要的指导意义。     

高速非达西流动时元素硫沉积模型研究

元素硫沉积是含硫气藏开发过程中广泛存在而又必须解决的难题之一。高含硫气藏一旦投入开发，地层压力会逐步下降，使得元素硫溶解度下降而沉积下来，沉积的元素硫会堵塞地层孔隙，降低渗流通道，影响气井产能。考虑了高含硫气体在近井地带作高速非达西流动，建立了硫的沉积模型，并利用该模型对实际气藏进行预测和对比研究，再通过实例计算发现，硫非瞬时平衡沉积比瞬时平衡沉积对地层的伤害更严重，高速非达西流动沉积比达西流动时对地层伤害更严重，认为在开发高含硫气藏时，必须合理选择开发速度，有效防止元素硫沉积。     

高含硫气藏硫沉积的研究进展

高含硫气藏开采过程中,随温度和压力下降会发生硫沉积现象。当硫在储层岩石的孔隙喉道中沉积时,天然气的渗流通道减小,地层有效孔隙空间及渗透率降低,将影响气井的产能和经济效益。广泛调研了国内外高含硫气藏有关硫沉积的研究成果,对前人的研究作了综述。目前国内外对高含硫气藏开发过程中元素硫沉积研究得到的硫沉积预测模型简单;硫沉积的微观动力学、硫颗粒的运移规律和造成储层堵塞的机制等方面的研究都还相对较少;国内外对元素硫在多孔介质中吸附的研究较少,硫化氢和二氧化碳共存条件下硫沉积的机理还不清楚,硫的相态特征及含CO2的高含硫气藏相态变化特征认识不足。因此,高含硫气藏开发过程中需要进一步解决这些问题,这对于指导高含硫气田的开发具有重要而长远的意义。     

考虑非平衡过程元素硫沉积对高含硫气藏储层伤害研究

元素硫沉积是高含硫气藏开发有别于常规气藏开发的一个重要研究内容.当地层压力下降时,元素硫溶解度下降使其沉积下来,沉积的元素硫会堵塞地层,从而降低地层孔隙度和渗透率.为了定量研究硫沉积对地层孔隙度和渗透率的影响,首先建立了元素硫沉积的伤害模型,然后利用该模型对一个实际高含硫气藏开发时由于元素硫沉积引起的地层孔隙度、渗透率和沉积含硫饱和度的动态变化进行了计算求解.通过实例计算发现:地层渗透率越低时越容易发生硫沉积,且硫沉积主要在井筒附近发生,当生产时间越长时,硫沉积的量越多,从而对地层的伤害越严重.     

一个新的凝析气井试井解释模型及其应用

在凝析气的渗流过程中，当井底压力低于体系的露点压力时，凝析油、气共存而凝析油不流动区域的流度和储存系数随径向距离的变化可以用幂律形式来描述。文章基于气体单相渗流理论，建立和求解了过渡区流度和储存系数呈幂律变化的三区径向复合油藏试井解释新模型，利用Stehfest反演算法计算了井底压力响应典型曲线，分析了流度和储存系数变化指数对井底压力动态的影响。通过理论图版拟合和试井曲线的模拟检验，可以获得流度和储存系数变化指数，确定过渡区的流度和储存系数随径向距离的变化关系。实例计算表明，该模型能够更好的反映凝析油在近井地带的析出和累积规律，可推广到注气井和热采井的试井分析中。     

考虑液硫析出的超深酸性气藏数值模拟技术

超深酸性气藏开采时在储层中发生液硫析出现象,阻碍气体流动,降低气井产能。为研究液硫析出对气井生产的影响,建立考虑了液硫析出、气-液硫两相同流的酸性气藏数值模拟模型。基于上述模型开发了相应的数值模拟器,并将该模拟技术应用于四川盆地元坝长兴组气藏气井动态研究中。结果表明：液硫析出后在井壁附近聚集,并且自始至终仅局限于井筒附近。相较固硫析出而言,液硫析出对气井生产的影响较小,但仍能明显降低气井稳产期。在非均质地层中,析出的液硫主要聚集在储层物性较好的区域,如裂缝或溶孔等高渗区,造成气藏渗透性降低,气井产能下降。该模拟技术实现了对酸性气藏液硫析出的定量预测,为该类气藏的开发提供了可靠的决策依据。     

考虑硫沉积的气井流入动态曲线特征

含硫气井在生产过程中,硫元素的沉积将降低储层孔隙度和渗透率,极大地破坏气井产能,此时常规气井产能计算模型已经不再适用。考虑硫元素在近井地带沉积引起的储层渗透率变化,将储层分为沉积区和非沉积区。基于渗流力学理论,建立了含硫气藏直井、直井压裂井在平面径向非达西稳定渗流条件下的二次三项式产能方程。通过分析硫沉积、启动压力梯度、裂缝长度、裂缝宽度对气井流入动态的影响,认为气井产能随硫沉积饱和度的增大而减小,但增长速度逐渐减小。气井无阻流量与启动压力梯度呈负相关关系。压裂措施能增大含硫气井产能,当气井产能受硫沉积影响较大时,可采取压裂的办法增产,必要时可用酸化压裂工艺,并对裂缝长度设计进行优选。     

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通过对凝析气井产能分析方法以及流体相态、组分变化、渗流特征的研究，结合状态方程理论及相平衡闪蒸计算方法，引入反映地层中凝析油气体系变化的两相拟压力函数，提出了考虑近井带反凝析液饱和度分布以及动态污染影响的凝析气井产能分析新方法。通过实例计算认为该产能计算方法能较好地反映近井带地层凝析油析出时造成的动态表皮伤害对产能的影响；当地层压力高于露点压力时，预测方法所得的流入动态曲线在井底压力为露点压力处有一拐点，这与实际情况符合，反映了凝析液析出对气井产能的影响。     

多层凝析气藏渗流模型及其在试井分析中的应用

建立了凝析气在多层气藏中的不稳定渗流模型,用差分解法求出了三层气藏井底压力的数值解,绘制了试井理论图版及各种气藏边界条件的试井理论曲线,为多层气藏的试井分析提供了理论基础,并解决了目前凝析气藏开发的实际问题,通过多层凝析气藏试井解释可为气藏开发提供可靠的动态参数,最后给出了应用实例。     

气井井间流动的压降曲线

用气井有效半径描述了报进井底状况及湍流影响，建立了气进井间干扰问题的流劝模型，用拉普拉斯变换法求出了储层内的压力分布，并得到了观测井、激动进的无量纲井底压降表达式。利用公式绘出有实用价值的无量纲井底压降曲线，并推算了无藏动态参数，从而为气田开发提供了动态分析依据。     

天然气在复杂气藏内渗流问题的新模型及应用

针对形成不同流体区域的气藏、有边水气藏、岩性尖灭气藏及井底存在污染或改善的气藏等情况,建立了考虑井筒相态重分布的复杂气藏的渗流新模型,求出了３种典型外边界条件下的气藏拟压力分布解析解,并绘出了井底压降曲线。给出的气藏无量纲压力表达式及压降曲线,还可适用于凝析气井及井筒带积液的气井。结合实例分析给出了本理论在油田开发中的应用。     

高含硫喷漏同存气井钻井与完井工艺技术研究

天东109高含硫天然气井喷漏同存，需要实施堵漏压井技术对气层漏失进行暂堵，但该井属高含硫大产量天然气井，既没有安全钻井液密度窗口，又不具备完井条件，情况复杂，为此研究了固井技术与完井工艺及应急预案，通过认真组织施工，并取得了成功经验。并指明了应用放喷泄压技术从安全的角度考虑应注意的主要问题：①对长裸眼层段存在多压力系统发生井漏与溢流，应分析各层段的地层压力与承压能力，确定漏失层与气层，为制定堵漏与压井施工方案提供科学依据；②在钻井施工中进行堵漏作业，应认真分析漏失层岩性特征、漏失原因与机理，针对性地选择堵漏材料与堵漏工艺；③对喷漏同存的井，应将堵漏与压井进行综合考虑和有机结合，保持井内动态液柱压力始终高于漏层压力，即气层发生井漏实施吊灌技术；④若漏失层为非产层，在不构成伤害油气层前提下，可选择堵漏固化后强度高的永久性堵漏材料；若漏层为产层，确需堵漏则选择能最大限度保护产层的暂堵材料；⑤高含硫气井喷漏同存复杂条件下，固井与完井工艺选择既要符合气田采气技术要求，又要有利于安全施工。     

高含硫气井井筒硫沉积预测

随着高含硫气藏的开发,析出的硫会对储层造成伤害,影响气井的正常生产,因此,准确预测硫的沉积对酸性气田的合理高效开发具有十分重要的意义。文中根据气、液、固三相流动规律,建立了高温高压高含硫气井井筒硫沉积预测模型,利用缔合模型的基本原理,建立包含温度、压力和流态3个变量的硫溶解度函数模型,用来预测硫在井筒中的析出位置;再利用缔合模型的相关理论解释硫元素在井筒中的溶解机理,以温度、压力和硫溶解度为变量,判断单质硫是否沉积、沉积位置,并对沉积量进行动态计算。以普光气田×井为例,计算得出硫溶解度和析出量随井筒的变化规律,其结果与实际情况吻合较好。     

高含硫气藏单质硫溶解度测试方法及预测模型

针对高含硫气藏单质硫溶解度测量准确度低的问题,基于溶剂溶解原理,建立高含硫气藏单质硫溶解度测试实验装置及实验方法,实现了某气藏含硫气样中的单质硫溶解度的测定.研究结果表明:高含硫气藏地层温度为40.0～98.9℃,地层压力为15.0～49.8 MPa,其单质硫标准状况下的溶解度为0.001～0.968 g/m3;单质硫...