高含硫气藏中元素硫沉积形态和微观分布研究

元素硫沉积是高含硫气藏开采过程中存在而又必须解决的难题之一.随着高含硫气藏储层压力不断下降,元素硫溶解度也不断下降,一旦元素硫溶解度低于元素硫含量,元素硫就会从地层中沉积下来.沉积的元素硫会堵塞地层孔隙,降低渗透率,严重影响气井产能.为了研究元素硫在地层中的沉积形态和沉积特征,利用自主设计的实验流程和实验方法,使TD5-1井高含硫气体通过岩芯,并降低压力让元素硫在岩芯中沉积下来,然后对沉积了元素硫的岩芯进行电镜扫描和能谱分析,首次得到了元素硫在岩芯中的沉积形态,即元素硫主要以膜状形式分布在岩芯孔隙壁面上.该研究结果为深入认识、掌握元素硫沉积规律以及指导高含硫气藏合理开发奠定了基础.     

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.     

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.     

高含硫气藏元素硫形成机理及硫沉积预测研究

高含硫气藏的开发过程中,随着气藏压力的不断下降,硫在地层天然气中的溶解度不断降低,在适当的条件下,单质硫就会从天然气中析出并沉积下来,从而堵塞地层孔隙,降低地层渗透率.因此,确定硫沉积的析出条件可以为高含硫气藏的开发方案设计提供重要依据,对指导高含硫气藏合理高效开发具有重要的指导意义.研究单质硫化学沉积和物理沉积机理,并提出硫沉积的判断条件,最后建立了达西和非达西渗流条件的硫沉积模型,并进行求解和分析.计算结果表明,对于距离气井一定位置处,随着生产时间的增加含硫饱和度也增加,硫沉积越严重;初始地层渗透率越低,硫沉积对地层造成的伤害越严重,硫沉积范围越大;渗流速度越大,对地层的伤害越严重.     

高含硫天然气的开发与处理

就高含硫区块开采过程中硫的运载及沉积规律做了阐述.针对此规律在天然气地面集输处理过程中的影响,提出了井口阀门、针形阀操作建议以及地面集输处理工艺的改进措施.     

高含硫气藏硫沉积预测模型和溶解度计算方法研究

与普通气藏相比,高含硫气藏的开发甚为复杂.该类气藏因其硫化氢含量高,随着气藏的开发,地层中元素硫析出、沉积,使开发过程出现一系列复杂问题.通过综合分析,归纳出元素硫的沉积机理以及元素硫沉积对地层的伤害;分析了两种元素硫沉积预测模型;讨论了硫溶解度的计算方法;总结了影响元素硫沉积的各种因素.     

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.     

高含硫气井硫溶剂筛选试验研究

加入硫溶剂是避免元素硫沉积对井动态产生负面影响的有效方法.通过单一和复配硫溶剂溶解、配伍性及腐蚀试验,进而研究高含硫气井硫溶剂的选配.复配硫溶剂具有较高的硫溶解度,溶硫速度较快,与缓蚀剂HT-6、水合物抑制剂配伍性好,低度腐蚀,毒性小,可作为高含硫气井硫溶剂使用.     

硫在天然气中的溶解度实验研究

通过对天然气中硫溶解度的室内实验模拟,发现温度、压力和气体组成是影响硫在天然气中的溶解度主要因素.随着温度和压力的升高,硫的溶解度增大;同时气体中硫化氢以及重质组分的含量也是影响其溶解度大小的组分因素中最重要的两个因素,前者的作用说明了硫在天然气中的化学溶解的存在,而后者仿佛就是硫的天然物理溶剂,重质组分含量越高硫的溶解度越大,且随着组分中碳原子数的增加而增大.因此,硫在天然气中的溶解机理既包括化学溶解也包括物理溶解,是二者的有机结合.这对认识和防止高含硫气藏在开发过程中在地层发生硫沉积,合理高效地开发该类气藏提供了参考.     

高含硫气藏两区复合地层试井解释方法研究

在地层温度和压力下,酸性气藏中存在大量硫元素。在等温条件下,地层压力降低到临界值以下会导致硫元素在地层中沉积。硫沉积会导致储气孔隙空间的大幅减少,从而影响气井产能。硫沉积的发生与否取决于沉积点与井筒的径向距离,最严重的伤害发生在井筒周围大约2 m范围内。对高含硫气藏直井分硫沉积区和未沉积区建立两区复合试井解释数学模型,并采用Stehfest数值反演法计算高含硫气井试井分析的理论曲线,分析表皮效应,井筒储集效应,流度比和硫沉积半径对井底压力动态的影响。     

一种新型循环流化床锅炉脱硫工艺的探讨

本文介绍一种能提取单质硫循环流化床锅炉的脱硫工艺,主要特点:首先是锅炉燃烧时不依赖于任何外界介质(氧化钙等)进行脱硫,而是靠自身燃烧的煤炭在不同时期形成的烟气成份进行适当的组合反应,其结果不仅能够达到循环流化床锅炉烟气自行脱硫的目的,而且在脱硫反应的同时生成单质硫,并能够提取出单质硫,其次,本文介绍的脱硫方法也可适用于其它煤粉炉进行脱硫、提取单质硫。从而降低了燃煤锅炉对环境的影响。     

高温煤气可再生脱硫剂与脱硫过程

煤气的高温脱硫净化是IGCC和DRI生产的瓶颈,直接影响整个过程的热效率。采用氧化铝负载氧化锰的锰系脱硫剂,具有良好的850℃高温脱硫再生性能。锰系脱硫剂的活性中心是Mn-Al-O尖晶石物相,在850℃高温下可以进行较完全的体相S/O交换反应,得到较好的硫容。实验证明,锰系脱硫剂中,Mn/Al良好的相互作用是脱硫剂可再生的关键,不管是浸渍法制备的脱硫剂还是共沉淀法制备的脱硫剂都可以得到较高硫容。采用共沉淀方法可以很容易得到更高Mn负载量,当Mn含量为46.4%时,其硫容可达到30 g（S）/100 g（脱硫剂）。脱硫实验表明,脱硫反应是快反应过程,使用SO2作为再生气体,可以将脱硫剂再生反应与Clause反应耦合生成单质S,从而实现S的资源化回收。通过造粒后的脱硫剂的活性测试和机械性能测试,该脱硫剂在850℃高温下无论是化学性质还是机械强度性质都是稳定的。     

有水气井产能预测方法

存在边水、底水或层间水的气藏,在生产过程中容易出现气水两相流动。准确预测气水两相流动条件下的气井产能是气田高效开发的关键。基于稳态渗流理论和质量守恒原理,建立了有水气井气、水两相均服从达西渗流的产能方程和气相服从非达西渗流,水相服从达西渗流的产能方程以及气、水两相均服从非达西渗流的产能方程并给出了相应的求解方法。通过实例绘制3种产能方程在不同水气比下的流入动态曲线,分析气水两相的流动规律。     

干预作业下深水气井井筒水合物沉积规律研究

了解水合物沉积规律,可为深水气井干预作业方案优化及井筒内水合物防治提供思路。在气液两相流动模型的基础上,结合干预作业工具下放引起的热量交换和摩阻梯度变化,建立了干预作业下井筒压力和温度预测模型,采用迭代法对温度和压力模型耦合求解。基于水合物生长动力学模型,结合井筒温度和压力预测结果,建立水合物沉积模型,分析了干预作业下井筒内水合物沉积规律。结果表明,产量的增加导致井筒内压差升高,高产量下泥线处井筒温度较高;随着干预作业工具的下放,井筒内压力升高,但压力升高幅度逐渐减小,井口处压力的最大升高幅度约为3.0 MPa;干预作业工具直径占比小于50%时,干预作业工具直径越大,井筒压力越高;井筒泥线位置是水合物沉积堵塞高风险区域,低产井的水合物沉积速度比高产井的水合物沉积速度快;干预作业工具下放至泥线附近时井筒水合物沉积速度最快,干预作业工具直径占比50%时井筒水合物沉积速度较快。     

硫化物氧化及新工艺

综述了丝状硫细菌、光合硫细菌和无色硫细菌3类氧化硫化物为单质硫的微生物和生理特征与产硫条件，以及国内外科用其进行生物脱硫工艺的研究现状，指出无色硫细菌体外排硫、氧化硫的效率高，每增长1g细菌细胞至少可产生20g单质硫，更适合于工来化的生物脱硫工艺。同时总结了生物脱硫新工艺的重要标准和今后研究与应用的方向；总结了国内外从酶学和遗传学角度研究生物脱硫过程的分子机理，指出利用基因工程技术构建的新型工程菌株将具有更高的脱硫效果。     

从含硫废气中回收元素硫

在适当反应条件下,含硫烟气可用炭作还原剂将SO_2还原为元素硫回收。产物硫是一种高纯度的淡黄色晶体,经X衍射分析,知其属正交晶系,反应尾气中除含有痕迹量未反应的SO_2外,还含有H_2S、COS、CS_2等多种副反应生成气体。讨论了抑制副产物生成的方法。     

压裂气井非达西流动模拟研究

在压裂气井中,低粘气体在高导流支撑裂缝中的渗流阻力降低,渗流速度加快,气体渗流入井的流动由达西流变为非达西流,目前基于达西流动假设所制作的预测压裂井生产动态的典型图版,对压裂气井生产动态的计算结果与实际相较大。为此在引入非达西因子基础上,首次推导建立了压裂气井中真实气体在地层－－裂缝中非达西渗流的数学模型,采用有限差分法得到该模型的数值方程和求解方法,推导了非达西因子的数值计算法,模拟计算了压裂气     

控制底水分段完井的产能预测模型

利用水平井技术开采底水油藏能够提高油藏的最终采收率,但同时又出现了底水脊进现象,目前还没有好的解决办法。在水平井下衬管、盲管和管外封隔器（ECP）组合的管柱完井时,对水平井完井进行分段优化来调整水平井的流人剖面,从而可以有效避免跟端附近出现的端部效应,减缓可能出现的底水脊进。在出水的情况下,通过压力检测,发现出水层位,...