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.     

凝析气藏注气过程中露点压力变化特征研究

在凝析气藏循环注气和注气吞吐解除近井带反凝析堵塞的注气过程中,凝析气流体的露点压力变化较大,而在目前的凝析气藏开发过程中,对凝析气露点压力变化考虑较少.作者利用Nemeth.L.K和Kennedy.H.T.的露点压力计算经验公式,研究了向凝析气中注入N2、甲烷、CO2和丙烷等介质的过程中露点压力变化规律,并分析了衰竭式开发和注气过程中凝析气井近井带露点压力变化特征.结果表明,注甲烷使露点压力有较小幅度的减小;注入CO2和丙烷均可使凝析气露点压力有较大幅度降低;而注入N2将使露点压力升高.在凝析气藏衰竭式开发过程中,当近井带压力下降至露点压力以下时,距井筒越近,凝析气中重质组分含量越低,露点压力也越低.在注气吞吐的焖井阶段,反蒸发作用会引起凝析气中重质组分增加,露点压力将升高.     

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.     

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.     

高坝下游水体中溶解气体过饱和问题研究

提出高坝下游水垫塘中总溶解气体(TDG)饱和度的计算与下游河道水体TDG饱和度的计算应采用不同的方法;并利用高速射流实验,及自行设计的产生TDG过饱和的实验装置,进一步分析了高坝下游水体中TDG过饱和的成因,找到了影响大坝下游TDG释放速率的主要因素.指出由于水垫塘中气泡被带入水体深处,使得水体存在溶解度梯度,溶解度沿着水深方向增加,深处水体能溶解更多的气体,在水流的紊动掺混下,高浓度的溶解气体被带入到较浅水深处,造成部分水体TDG过饱和.在没有掺气的条件下,过饱和溶解气体释放速率随着紊动强度的增大而增大,随着水深的增加而减少.     

粒子插入法计算一氧化碳在乙醇中的溶解度

采用等温等压(Np T)系综结合Widom粒子插入法计算了298、323 K下1~6 MPa压力范围内一氧化碳在乙醇中的溶解度,探讨了压力、温度对一氧化碳溶解度的影响.模拟过程中,一氧化碳采用DREIDING力场,乙醇采用OPLS-ua力场,模拟结果与文献实验值吻合良好.结果表明温度恒定时一氧化碳在乙醇中的溶解度随着压力的增加而增大,且溶液中一氧化碳的摩尔分数与压力的关系满足亨利定律;压力相同时,一氧化碳的溶解度在298、323 K下的差别很小,说明在一定范围内,一氧化碳在乙醇中的溶解度受温度影响不大.