高含硫气藏硫沉积机理研究

硫沉积是高含硫气藏开发过程中普遍存在而又必须解决的关键难题之一.高含硫气藏硫沉积机理研究是研究高含硫气藏硫沉积预测技术、准确掌握地层硫沉积动态以及指导高含硫气藏高效开发的基础.在分析高含硫气藏气体开采过程中硫化氢含量变化规律基础上,引入无机化学中化学反应平衡理论,建立了由多硫化氢分解析出元素硫的地层含硫饱和度计算方法,以W气田为例,预测了地层压力下降到不同程度时距离井筒不同距离处由多硫化氢分解析出元素硫的量,并与利用解析模型计算的总析出量进行了对比.结果表明,高含硫气藏开发过程中,在硫化氢含量变化不大的情况下,由多硫化氢(H2Sx+1)分解析出的硫的量占总析出量的比例很小,即物理沉积是硫沉积的主要方式,从而进一步完善了元素硫的沉积理论,为认识和解决高含硫气藏开发过程中在地层发生元素硫沉积、合理高效地开发高含硫气藏奠定了坚实的理论基础.     

酸性气井关井后重组分沉降对井筒组分变化的影响

目前经典的井筒稳态多相流流动模型没有考虑关井后重组分沉降作用,可能导致井筒压力-温度预测不准。针对酸性气井井筒复杂流动特征,基于热动力学平衡原理和热扩散理论,考虑酸性气井关井后H₂S及CO₂重组分在重力、化学势变化以及热扩散作用下向下沉降,建立了重组分沉降过程中组分梯度方程和扩散模型,模拟计算了井筒压力分布和组分变化。研究表明：关井后井筒中H₂S和CO₂重组分沉降导致流体密度、H₂S、CO₂摩尔浓度从井口到井底逐渐增大,而C₁、C₂组分含量逐渐减少。实例井5 000 m井深井口样和井底样H₂S含量差别近10%,建议酸性气井流样分析宜采用井底样。这也解释了为什么酸性气井井底一般腐蚀更为严重。     

一种新的“改进一点法”在普光气田产能预测中的应用

由于"一点法"产能预测是一种经验公式预测的方法,常规一点法预测产能时又存在一些误差;通过对常规一点法的改进,得到了改进的一点法,该应用的关键是确定C值的大小,系数C值与具体气井的渗透率K、A、B有关,是一个综合了开发因素(地层压力pR)与地质因素(渗透率K)的物理量。利用研究地区的C值关系式可以快速计算出地层压力下降后的C值,进而代入一点法公式计算出无阻流量。该方法具有可推广性,可为其它气田快速计算无阻流量提供一种借鉴。     

高含硫气藏物质平衡方程

气藏物质平衡方程是气藏工程中的重要理论,可以确定气藏的原始地质储量和可采储量,判断气藏的驱动类型,以及预测气藏未来的开发动态.高含硫气藏是一种特殊的气藏类型,该类气藏在气体开采过程中,随着地层压力不断下降,会产生硫沉积现象.常规气藏物质平衡方程没有考虑硫沉积现象,因此,高含硫气藏物质平衡方程与常规气藏物质平衡方程存在一定的差异,直接利用常规气藏物质平衡方程预测高舍硫气藏的开发动态会产生一定误差.在考虑硫沉积的基础上,针对封闭气藏的情况,推导了高含硫气藏的物质平衡方程,为高含硫气藏开发动态分析及预测提供了一种有效的手段.     

变流量试井在普光气田的应用

普光气田储层具有“三高一深”（高温、高压、高含硫化氢和二氧化碳及埋藏深）的特点,单井产量高（平均单井65×104m3/d）。获取地层压力、表皮系数等地层参数是分析气藏动态分析、气井合理工作制度优化、实现气田科学高效开发的基础。常规压力恢复试井关井时间长（一般100h）,已不能适应普光气田实际生产情况。通过对现场测试结果对比分析表明,变流量试井方法[1]可以获取与关井压力恢复试井等效的测试结果,基本满足现场工程计算和动态分析工作要求,解决了普光气田目前因产量紧张而难以全面进行关井测压的问题。     

R油藏改建地下储气库单井注采能力分析

单井注采能力分析是改建地下储气库优化单井产能参数的一项重要研究内容.以R油藏建库为研究对象,采用节点分析方法,模拟计算管流动态.根据协调点、冲蚀临界流量、携液临界流量以及地层压力、地层破裂压力和地面压缩机额定功率的边界限制分别预测了不同油管尺寸的采气能力和注气能力.为合理选择完井油管尺寸和在注采过程中控制井口压力提供了参考.研究结果表明:R油藏改建库采用国际上目前普遍采用的184.2mm油管,其采气能力在185×104～390×104m3/d,注气能力在25×104～295×104m3/d.     

基于溶解度实验的硫沉积模型及应用研究

四川东北部相继发现了普光、罗家寨等一大批高含硫气藏.高含硫气藏在气体开采过程中,随着地层压力不断下降,元素硫达到临界饱和态后将从气相中析出,并在储层孔隙及喉道中沉积,从而导致地层孔隙度和渗透率降低,严重时造成气井停产.根据硫在天然气中的溶解机理以及物质平衡原理建立了高含硫气藏硫沉积预测模型,以罗家寨气田罗7井为例,预测了不同压力范围下的含硫饱和度以及硫沉积对气井产量的影响.研究结果表明,当地层压力下降到40 MPa时,气井产量下降了82.5%,地层压力下降到37 MPa时,气井将停产.     

欢北杜家台低渗透油藏注入水水质优化研究

欢喜岭油田欢26块和新欢27块是注水开发的低渗透油藏.对于低渗透区块,注入水的水质是影响注水井吸水能力、保持地层压力和油井产量的关键因素.本文根据对储集层敏感性的评价,尤其是对现场注入水水源的分析和室内岩心流动实验的一系列测试,为以欢26块和新欢27块为代表的欢北低渗透油藏的注水开发提供重要的理论依据.     

普光高含硫化氢气井产出剖面测井解释与应用

与同构造部位气井相比普光气田部分气井产能差异大,不同程度低于地质预测产能。为准确掌握气井产出状况,普光气田优选适合高酸性工况要求的测试工艺和设备开展产出剖面测井,测井结果表明,产出状况较差的气井存在投产井段严重堵塞等问题。实验室化验结果表明堵塞物主要是以超细碳酸钙为主的沉积固结,其原因是投产作业过程中采取的屏蔽暂堵等措施所致。为了充分释放气井产能,根据气井采用带永久性封隔器的酸压生产一体化管柱的特点,优选连续油管冲洗解堵,改善了气井生产状况。重点介绍普光高含硫化氢气井产出剖面测井成果的解释与应用,为类似气田高效开发提供借鉴。     

普光高含硫气田开发动态监测技术

为了解决普光超深高含硫气田动态监测技术系列和相关标准规范缺乏的难题,基于对国内外高含硫气田的调研,通过设备研制、室内实验、理论研究和现场试验形成了超深高含硫气井产气剖面测井、井下取样及流体相态特征分析、水侵动态预测及产水层位识别、气井产能测试及评价、开发监测安全控制等5项动态监测关键技术,并制订了相关规范标准,进而在该气田进行了应用验证。结果表明:(1)所研制的高抗硫产气剖面测井仪器耐温175℃、耐压105 MPa,产气剖面测井43井次,成功率达100%;(2)所研制的高抗硫井下保压取样器耐温150℃、耐压70 MPa,井下保压取样7井次,成功率达100%;(3)地层压力下降至29.5 MPa时地层中有单质硫析出,气井产气量高于20×10~4m~3/d时井筒中不会产生硫沉积;(4)应用产水层位识别技术和水侵动态预测模型可准确识别产水层位和预测气井出水时间,通过优化、调整气井工作制度以控制水侵速度,延长气井的无水采气期;(5)应用"井下永置式压力计+绳缆输送+井口变流量"测试技术和压力计算模型、试井解释模型实现了气井产能测试全覆盖,气井产能评价结果准确;(6)所设计的绳缆式超高压气密封多级防泄漏控制系统动态气密封压力达50 MPa,研发的防喷装置余气处置工艺实现了143井次测试作业"零泄漏、零污染"。结论认为,上述动态监测技术系列为普光气田科学制订增产增储措施、确保长期稳产发挥了重要作用。