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.     

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.     

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。     

超深高压高含硫气藏治水对策研究

LG礁滩气藏为典型的超深高压高含硫有水气藏,该气藏储渗类型多样,气水关系复杂,水侵影响严重,制约了气藏的高效开发。为此,采用多种方法对LG礁滩气藏开展气藏(井)水侵识别研究,定量计算了气藏的单位产量水侵量和水侵替换系数,充分掌握了LG礁滩气藏不同流体模式下的水侵规律,在此基础上,提出了3个严重产水井区针对性治水对策,且应用初见成效。该研究成果为进一步掌握LG礁滩气藏水侵特征,制定有效治水对策提供了重要的技术支撑。     

高温高压气藏高矿化度地层水结盐实验研究

针对高矿化度地层水的影响,开展高矿化度地层水结盐实验研究。研究结果表明,当压力下降到30 MPa时,开始出现结盐现象,颗粒漂浮于地层水中;当压力下降到10 MPa时,大量颗粒附着在观察窗表面,说明结盐在低压条件下才能发生。在地层水-天然气体系中,结盐后Cl~-和Na~+含量的变化较大,Ca~(2+)、SO2-4及HCO-3等离子含量小幅降低。地层水经过岩心后密度降低10%,岩心上有明显的白色晶体,电镜扫描图上有明显的结晶颗粒,结晶盐以NaCl为主,伴有其他盐晶体。结盐造成孔隙度和渗透率损伤。原始渗透率越低,损伤越大,说明结盐对低渗透或特低渗透气藏的影响不可忽略。     

碳酸盐岩气藏气体单相渗流特征实验研究

针对碳酸盐岩气藏含水条件下的渗流机理与常规气藏相比表现出的不同的非线性渗流特征问题,以X气藏4块全直径岩心为研究对像,以渗流理论为基础,在常温常压条件下开展渗流机理实验测试及分析,掌握碳酸盐岩气藏的非线性渗流特征及影响因素。研究结果表明:碳酸盐岩含水气藏气体渗流普遍存在4种渗流特征:阈压效应、滑脱效应、达西渗流和高速非达西渗流;随岩心含水饱和度增加,气体渗流表现出阈压效应增强、滑脱效应减弱、高速非达西流效应增强的特点。     

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。     

浓相高密度分选流化床气体分布参数的研究

描述了气固浓相高密度分选流化床的特性，分析了影响床层密度均匀稳定性的主要参数，研究了气体分布器的主要参数(阻降、开孔率、孔的分布等)对形成浓相高密度分选流化床的影响，提出了压降准数CP判别法，并以此判别分选流化床的流化质量及分选性能．结果表明，气体分布器阻降越大，流化性能就越好．当气体分布器阻降大于等于其临界值时，可以形成密度均匀稳定的分选流化床。气体分布器开孔率相同，孔径越小，床层密度的均匀稳定性及分选性能越好，而孔径相同，开孔率越大，床层密度的均匀稳定性及分选性能也越好。     

水侵对气藏出砂的影响研究

国内外对于油藏的出砂问题研究较多,而对于气井的出砂研究很少。随着本世纪天然气工业的蓬勃发展与天然气资源的进一步开发,气藏出砂问题越来越成为天然气工业高速发展所必须解决的具体问题。从国内各出砂气藏的生产情况来看,引起出砂的因素很多,其中以水侵最为普遍,影响也最为严重。因此,对气藏水侵造成出砂的机理进行研究是非常必要的。通过大量文献调查研究,在总结气藏的出砂类型,说明气藏水侵水的来源的基础上提出了水侵造成出砂的微观机理：（1）水侵造成储层敏感;（2）水侵增大流体粘度;（3）水侵导致液阻效应。对水侵造成气藏出砂的微观机理的研究,为具有水侵趋势或已经水侵的气藏采取针对性的处理措施提供了理论依据。