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.     

高含硫气田元素硫沉积模型及应用研究

高含硫气井在开采过程中,随着储层压力的降低,元素硫在天然气中的溶解度也要降低,并析出元素硫,在孔隙空间中沉积,降低了储层的渗透率,甚至形成硫堵.通过对元素硫在高压酸性天然气中的析出沉积机理分析,利用气体的稳定渗流理论,建立了元素硫析出沉积预测模型.利用该模型可以预测高含硫天然气开采早期元素硫析出沉积的特点和规律,分析不同产能下元素硫的沉积规律,在此基础上选择合理的开采速度,防止元素硫的沉积对产能造成有害的影响.     

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。     

高含硫气藏开发中防硫堵和防腐蚀措施探讨

高含硫气藏开发过程中,硫的大量沉积会引起地层、井筒和集输管线堵塞,导致气井产能急剧下降,甚至停产。同时由于产出气体H_2S和CO_2含量高,腐蚀性较高,容易产生电化学失重腐蚀、氢脆和硫化物应力腐蚀三种类型的腐蚀。这两个开发难题严重影响和制约高含硫气藏的开发生产。     

增溶碱液萃取法对凝析汽油脱硫的效果

本文主要对川西北雷三气藏含硫凝析汽油总硫的脱除进行了室内研究，在常温常压下，将含硫粗汽油经预碱洗后，用增溶碱液萃取，可使其总硫由６０００ｍｇ／Ｌ以上降至８００ｍｇ／Ｌ以下，为高含硫气油总硫的脱除和提高品质量找到了一条既经济又可行的途径。     

燃料油低硫化的最新进展

发达国家在不太长的时间内,不断修改环保法规,对燃料中的硫含量要求越来越低,许多炼厂为此积极进行技术创新和准备工艺改造,以便在未来生产超低硫柴油和无硫汽油,这是值得国内炼油界企业和研究机构重视的最新动态.     

燃料油低硫化的最新进展

发达国家在不太长的时间内,不断修改环保法规,对燃料中的硫含量要求越来越低,许多炼厂为此积极进行技术创新和准备工艺改造,以便在未来生产超低硫柴油和无硫汽油,这是值得国内炼油界企业和研究机构重视的最新动态。     

催化裂化过程中硫化物的分布及转化规律

通过对催化裂化过程中影响产品硫分布的主要因素进行分析和评论 ,认为原料中硫化物类型是影响催化裂化过程中硫分布的最主要因素 ,非噻吩硫主要发生分解生成硫化氢 ,进入气体产物中 ,而噻吩类则主要发生侧链断裂 ,进入液体产物中 ,或聚合进入焦炭。同时综述了硫化物的可能转化机理 ,硫化物通过不同方式吸附在催化剂上 ,非噻吩型硫化物主要通过离子机理发生分解 ,而部分噻吩型硫化物则通过氢转移反应 ,生成非噻吩型硫化物 ,进一步发生分解反应     

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。     

Two-Step Synthesis of Sulfur/Graphene Composite Cathode for Rechargeable Lithium Sulfur Batteries

Sulfur/graphene composites with different sulfur contents were prepared by two-step synthesis, where graphene was regarded as a carrier of sulfur active substance. The surface structure and crystal form of the composites obtained were characterized and compared by X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM), and transmission electron microscopy(TEM). It was found that sulfur was partially coated by graphene. The graphene folds provided more nano-pores and electron transport channels for sulfur. From TGA results, the sulfur contents of the sulfur/graphene composites measured were about 42.32 wt%, 54.94 wt%, and 65.23 wt%. Electrochemical tests demonstrated that sulfur/graphene composite(x=54.94 wt%) cathode exhibited better capacity retention(40.13%) compared with the pure cathode(20.46%), where an initial discharge capacity was up to 1 500 m Ah·g-1 and it remained about 600 m Ah·g-1 after 30 cycles. Furthermore, the electrochemical reaction mechanism and the state of reaction interface for Li/S battery were analyzed by cyclic voltammogram and AC-impedance spectra. The results indicated that the sulfur/graphene composite with a sulfur content of 54.94 wt%, based on a two-step synthesis, contributed to improving electrochemical properties of lithium/sulfur battery     

二氧化硫浓度检测仪的设计

介绍了一种基于LPC2138微处理器的二氧化硫浓度检测仪的设计与实现,分析了硬件系统组成并详细阐述了部分具体电路,移植了嵌入式操作系统uC/OS-II,并在该系统下进行软件设计.该系统可准确地对大气中二氧化硫浓度进行实时测量,并保存测量结果和时间;当部分测量值超过预设报警值时,采用声光报警.试验结果表明,这种设计的检测精度高,性能可靠.     

高硫煤的燃烧脱硫法

本文通过正交试验，利用ＳＣ－１３２定硫仪的红外吸收原理，测定高硫煤中硫的挥发规律，选用含ＣａＯ量较大的脱硫剂与高硫煤混合燃烧，使煤中硫在挥发过程中与脱硫剂中的ＣａＯ结合较稳定的ＣａＳＯ４固定在煤的灰渣中，并使低温分解的脱硫剂捕捉有机硫，使中、高温分解的脱硫剂捕捉硫铁矿物硫，可达８０％的脱硫率。配合反烧法充分利用煤的灰渣对ＳＯ２挥发的阻挡及吸附作用，可使脱硫率进一步提高至９３％。     

硫自养反硝化同步脱氮除硫启动试验

目的 研究单一反应器内硫自养反硝化同步脱氮除硫的启动方法 及过程,同时考察脱氮除硫效果.方法 选择厌氧生物滤池为生物反应器,采用普通厌氧消化污泥为接种污泥,以自配的含S2--S和NO3--N的废水为进水,进水容积负荷分别为0.24 kg/(m3·d)、0.105 kg/(m3·d),经过15 d的间歇运行和15 d的连续运行,对硫自养反硝化的启动过程进行研究.结果 经过30 d的运行启动,S2--S和NO3--N的去除率基本稳定在90%及80%以上,去除负荷分别为0.238 kg/(m3·d),0.093 3 kg/(m3·d),S0及NO2--N的生成率分别为75%与64%左右.结论 反应器在短时间内成功筛选并富集了硫自养反硝化菌,S2--S和NO3--N达到很高的去除负荷,硫自养反硝化反应器成功启动.     

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.