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。     

非达西效应对温八区块凝析气藏开发效果的影响

非达西流也称为紊乱,常发生在近井高速气流区。凝析气藏既不同于纯油藏也不同于纯气藏,在开发过程中随着地层压力不断下降会发生一系列复杂的相态变化,在近地井地区压力急剧下降,凝析油析出可能导致孔道堵塞,渗透率降低,为正确描述这类气藏的渗流规律,提高开发效果,研究非达西效应的影响有重要意义。在研究温八区块凝析气藏现有资料的基础上,应用油藏工程方法研究温八区块的紊流影响程度,同时模拟计算了不同紊流系数下的开发方案,通过指标对比分析,说明气井的非达西效应对温八区块凝析气藏开发效果较为明显。     

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.     

高含硫气藏流体相平衡研究

对国内外高含硫气藏相平衡理论研究的相关文献进行了综合分析。阐述了高含硫气藏实验研究历程;归纳了硫沉积预测模型、三相相平衡理论模型,分析比较了这两类模型的特点;提出了高含硫气藏相平衡理论研究有待完善的问题,展望了发展趋势。     

非达西效应对碳酸盐岩凝析气井产能的影响

反凝析现象对地层污染严重,而井底流体高速非达西流动效应则导致污染更加严重。随着国内塔中I号碳酸盐岩凝析气田投入开发,迫切需要开展相关研究,从而指导气田的开发。首先建立了高速非达西流动效应对产能的影响变量,然后通过建立双重介质单井径向组分模型,研究了不同类型气藏、初始井日产气量和Forchheimer系数情况下高速非达西流动效应对产能的影响。结果表明,裂缝越发育、裂缝系统储量越大、井日产气量越高、Forchheimer系数越大,高速非达西流动效应导致产能降低幅度越大;当地层压力为露点压力的30％～60％之间时,高速非达西效应对产能的影响最为明显。     

低渗透气藏产能方程的改进

低渗透气藏在成藏机理上与中高渗透气藏存在较大差别,若将中高渗透储层的开发理论和技术应用于低渗透储层必将产生较大误差.通过分析致密气藏成因、储层特征及渗流机理,考虑影响低渗透气藏渗透率的因素,将低渗透气藏低速渗流的指数式方程简化为达西渗流方程,建立改进的低渗透气藏产能方程,并给出该方程的求解方法.通过实例分析论证了此方法的可靠性和实用性.     

高速非达西流动定压生产气井试井分析方法

针对定压气井试井中求取高速非达西流动因子的难题,研究了井筒周围气体高速非达西流动影响,推导得出了无限大地层气井定井底流压生产的渗流方程,通过对该方程的处理,并对定压生产气井试井数据进行分析,确定出此类气藏的储层渗透率、非达西流动因子和表皮因子.实例分析表明,对于具备条件进行定流压生产测试的气井,利用该试井分析方法可方便、准确地求取地层参数.     

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。     

应力敏感致密砂岩气藏水平井缝网产能研究

应力敏感是影响致密砂岩气藏多级压裂水平井缝网产能的重要因素之一。针对致密砂岩气藏渗流特征,根据气井压裂后气体渗流规律的变化,基于稳定渗流理论,利用渗流阻力法建立了考虑应力敏感的致密砂岩气藏多级压裂水平井缝网产能公式,并利用该公式分析了裂缝参数及应力敏感对气井产量的影响。研究表明,随着裂缝导流能力或缝网渗透率的增大,产气量逐渐增加,但是增加幅度减缓;气井无阻流量随着裂缝半长的增大逐渐增加,同时随裂缝导流能力增大先快速提高后趋于平缓,因此,致密砂岩气藏中增加裂缝半长比增加裂缝导流能力更为重要;应力敏感系数越大,随着生产进行,渗透率降低幅度越大,气井产能降低越多。     

强水敏油藏注气提高采收率实验研究

强水敏油藏采用注水方式开发,存在注水困难,易对储层造成伤害等问题.而采用注气驱的方法开发水敏油藏,既能避免对储层造成伤害,同时又可取得明显的增产效果;另外采用CO2驱还可以减少温室气体的排放.细管实验表明,CO2和液化气+天然气段塞在地层条件都能与原油混相,可以获得较好的增产效果.长岩心实验的研究证明,水驱造成了岩心渗透率明显下降,岩心渗流能力伤害严重,注入水最终无法注入.而注气驱的增产效果远远好于水驱,同时可有效地保护储层.     

低渗凝析气井有效生产时间确定方法

随着地层压力下降,凝析气藏反凝析油会在井底周围聚集并对地层渗透率造成污染与伤害,严重时会影响凝析气井正常生产.基于凝析油气体系在恒温条件下的反凝析渗流理论,在研究了凝析油饱和度分布特征及油气多相渗流特征分析方法、综合分析了凝析气井各种约束条件的基础上,研究了考虑凝析油污染条件下凝析气井生产动态理论与方法,提出了一种预测凝析气井有效生产时间的新方法.实例计算表明,该方法预测的凝析气井有效生产时间与凝析气井实际有效生产时间基本一致,该方法具有一定的可靠性和实用性.     

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。