高含硫裂缝性气藏储层伤害数学模型

在高含硫裂缝性气藏气体开采过程中,地层压力不断降低,导致硫微粒在气相中的溶解度逐渐减小,在达到临界饱和态后从气相中析出,并在储层孔隙及喉道中运移、沉积,导致地层孔隙度和渗透率降低。地层压力的降低导致裂缝逐渐闭合,也会导致地层孔隙度和渗透率的降低,从而影响气井的产能和经济效益,严重时可导致气井停产。针对高含硫裂缝性气藏复杂渗流特征,基于空气动力学气固理论描述硫微粒在多孔介质中的运移和沉积,建立了一个全新的、能够综合描述多孔介质中硫微粒的析出、运移、沉积、堵塞以及应力敏感的高含硫裂缝性气藏储层伤害数学模型,并以L7井为例进行了实例分析。研究结果表明：在定产量生产条件下,硫沉积对气井生产动态的影响主要表现为气井的稳产时间缩短及气井产量在递减期内的递减速度加快。     

硫微粒在多孔介质中运移沉积模型

高含硫气藏开发过程中,伴有元素硫的析出沉积、气相组成变化和沉积的硫堆积在孔隙喉道污染地层等特殊现象,其中硫沉积是影响高含硫气藏开发的重要原因。在分析硫微粒在多孔介质中的运移和滞留的基础上,引入宏观气固流体力学中描述颗粒在气体中运移的流体力学模型,建立了硫微粒在多孔介质中的运移沉积模型。该模型考虑了硫微粒的产生、在气流中的悬浮运移以及在孔隙表面的沉淀、吸附等。     

高含硫气藏地层硫沉积预测模型

硫是高含硫气藏开发的有害物质。当其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。因此，硫沉积是该类气藏开发必须解决的关键问题之一，而研究高含硫气藏硫沉积预测技术是准确掌握地层硫沉积动态的必要手段，对指导高含硫气田的开发具有重要而长远的意义。运用物质平衡原理、非线性沉积理论及多相流动力学理论，建立了较为完善的地层硫沉积预测模型，为预测高含硫气藏地层硫沉积提供了理论基础。     

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。     

考虑元素硫沉积的水平井产量预测方法研究

随着含硫气藏的深入开发,水平井的作用也变得越来越重要,准确预测水平井产量对于含硫气藏开发具有重要的意义。考虑元素硫沉积对储层渗透率的影响,建立含硫气藏水平井产量预测公式,并分析水平井长度、储层有效厚度、元素硫沉积和非均质性对产量的影响,其中元素硫沉积和非均质性对水平井产量影响较大。计算结果表明,考虑元素硫沉积的Joshi公式和陈元千公式计算结果与实际产量接近,可用于含硫气藏生产初期产量预测,该结论对类似气藏开发具有一定的借鉴意义。     

高含硫气藏硫沉积预测及实施除硫作业时机选择

高含硫气藏在开发过程中,随着气藏压力和温度的降低,元素硫将从气体中析出,从而堵塞天然气的渗流通道,当硫沉积严重降低地层有效孔隙空间及渗透率时,需要实施除硫作业。在考虑气体高速非达西不稳定流动、硫沉积、水动力对硫沉积冲刷与运移、硫沉积对储层危害（孔隙度、渗透率）的基础上,建立了预测硫沉积分布的气固耦合渗流模型。该模型与除硫工艺（溶硫剂）相结合,能够确定实施除硫工艺的时间,以及除硫后近井地带含硫饱和度随生产时间的变化。通过该研究可为高含硫气藏硫沉积预测提供有效方法。     

高含硫碳酸盐岩酸压气井硫沉积规律研究

硫沉积是高含硫气藏开发过程中的常见现象,不仅给生产设备带来严重的安全隐患,也容易造成地层堵塞,是影响该类气藏安全高效开发的重要因素之一，但目前国内外对地层中硫沉积条件的研究都是基于简单的静态环境,预测结果往往与实际存在较大差异。在综合考虑基岩和裂缝渗流空间特征以及气流水动力对析出的硫颗粒运移影响的基础上,建立了描述碳酸盐岩酸压气井生产过程中硫沉积预测模型。结果表明:流体水动力是建立硫沉积预测模型必须考虑的因素之一；硫在基岩中的沉积主要发生在距井底和靠近裂缝面相对较小的区域,且沿井底向裂缝纵深方向和垂直于裂缝向外延伸的方向上,硫沉积量和沉积速率均呈递减下降的趋势；硫在裂缝中的沉积距井底距离越近,硫沉积量越大且沉积速率相对较快；无论是基岩或裂缝中的硫沉积,随着生产时间的延长,其沉积速率呈加速变化趋势。     

高含硫裂缝性气藏流体渗流规律研究进展

针对高含硫裂缝性气藏存在硫沉积、相态变化、吸附、扩散、非达西流动效应等复杂渗流特征以及H2S具有高腐蚀性、剧毒性的特点，从吸附和扩散理论、非达西渗流、耦合流动规律、相态理论研究、硫物化沉积规律、酸性气藏模拟发展等研究方面对国内外研究现状进行了分析和评价。提出了高含硫裂缝性气藏渗流规律研究发展方向和研究热点：采用物模和数模相结合的方法，实验研究确定高含硫裂缝气藏气-液-固运移机制、硫沉积地层伤害机理、以及测试H₂S及天然气混合物吸附特征和流体相态变化规律；理论研究建立双重介质流体相变与气-液-固耦合综合模型，研究分析硫物化沉积、非达西流动效应、气体吸附和扩散等因素对流体流动的影响。     

高含硫斜度井井筒硫沉积规律预测

高含硫气藏开发过程中,井筒内随着温度、压力的降低会出现单质硫的析出、运移、沉积现象,进而影响气井产量.针对高含硫气井难以下入温度和压力测量仪表以及硫沉积预测困难的实际情况,基于力学理论和硫溶解度模型,考虑井斜角对高含硫气藏硫颗粒临界悬浮流速的影响,建立了斜度井硫颗粒临界悬浮流速模型,确定硫析出和沉积及传质的条件,得到硫...     

高含硫气藏流体相态实验和硫沉积数值模拟

高含硫酸性气藏在四川盆地有着广泛的分布,酸性气藏的开发对“川气东送”工程有着重要意义。由于H₂S的剧毒性和强腐蚀性,该类气藏的钻完井工程、开采工艺、修井作业、地面输送以及室内实验研究均存在较大难度和危险性。同时由于酸性气藏在开采过程中,存在复杂的相态变化和硫沉积现象,导致渗流规律极其复杂。为此,采用物理实验测试了酸性气藏混合气体偏差因子,并引入空气动力学理论,建立了考虑微粒和气流速度差异的高含硫酸性气藏气固耦合综合数学模型,模拟研究了气流速度、气体初始H₂S含量和地层渗透率对硫沉积和气井生产动态的影响。研究结果表明：①酸性气体偏差因子首先随着压力的升高而降低,当压力超过20 MPa后随着压力的增加而增加,压力超过55 MPa时呈明显的线性关系;②气流速度越大,硫沉积速率越快;③H₂S浓度越高,硫沉积越严重;④气藏渗透率越低,硫沉积现象越明显。     

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。     

高含硫气藏开发效果评价现状

高含硫气藏在全球范围内分布广泛,具有重要的工业开发开采价值。高含硫气藏开发效果评价能为进一步合理高效安全高含硫气藏提供理论基础和依据。通过气藏行业标准规范、目前气藏开发效果评价研究工作现状和已存在相关含硫气藏开发效果评价指标和标准三个方面分析高含硫气藏开发效果评价研究现状,试图为建立规范有效的含硫气藏开发效果评价指标体系提供建议,以指导高含硫气藏开发生产。     

低渗透含硫化氢气藏储层改造中的难点及对策

我国含硫化氢气藏大部分成熟度较高，天然气中硫化氢含量的高低明显地受储层的岩性控制，天然气中硫化氢主要来自干酪根中含硫有机物的热解和储集层中沉积硫酸盐（石膏和硬石膏）的细菌还原作用或高温热化学还原作用，其储集层具有埋深大、地温高、物性条件差的特征。含硫气藏储层特性和硫化氢强烈的还原性给储层改造提出了诸多挑战。水力压裂对低渗透含硫气藏改造的适应性很差，酸压是目前我国含硫气藏储层改造最有效的增产措施，但仍面临严重的单质流沉积和硫化亚铁沉淀对储层的二次伤害问题。要提高对含硫气藏储层改造的成功率和改造效果，有效地解决储层改造中的控硫控铁难点问题，必须立足于对含硫化氢气藏储层特性和硫化氢特定理化性质的系统研究，弄清高温、高压、高含硫条件下Fe(Ⅱ)-H₂S、Fe(Ⅲ)-H₂S的反应特性、储层酸-岩反应机理及酸蚀裂缝导流能力的影响因素，提出针对性强的酸液体系与酸压工艺。     

酸性气田的元素硫沉积、腐蚀与治理研究

含H2S天然气在生产和集输过程中都可能发生元素硫沉积,引起井筒、地面集输管线堵塞,危害巨大,是含硫气藏生产过程中必须解决的关键难题之一。本文介绍了酸性气田的元素硫来源,元素硫沉积的影响因素,沉积机理,预测模型,并指出向井口或管线注入溶硫剂是当今解决硫堵问题的有效措施之一。潮湿或含水汽的元素硫与金属直接接触可能导致设备发生灾难性的腐蚀问题,腐蚀机理复杂。本文还总结了元素硫腐蚀控制技术及沉积治理方面的研究进展。     

高含硫气藏试井解释方法研究

气井投产之后，地层能量不断下降，当含多硫化氢天然气穿过递减的地层压力和温度剖面时，多硫化氢发生分解，单质元素硫析出。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，元素硫可直接在地层孔隙中沉积并聚集起来，对地层造成污染。在地层中将形成两个特征区域：硫沉积污染区和未污染外区。文中基于油气藏渗流理论和现代试井解释方法建立了高含硫气藏气井两区复合试井解释数学模型，利用Stehfest反演算法计算了井底压力响应典型曲线，分析了流度比和污染半径对井底压力动态的影响。实例计算表明，该模型能够较好地解决高含硫气藏试井解释问题。     

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...