海上风电制储氢关键技术及其应用

可再生能源制氢是实现能源系统完全脱碳的重要路径,海上风电制氢作为可再生能源制氢的重要组成部分,具有巨大的商业化发展潜力。本文阐述了海上风电制氢系统涉及的关键技术,并在总结海上风电制氢国际研究和生产现状的基础上,探讨了其在未来的发展潜力和应用形式。     

加热炉控制柜降温室内实验及现场应用

加热炉控制柜内温度过高,会导致加热炉频繁出现通讯模块故障、BMS燃烧器损坏、卡件及保险烧坏等问题,从而导致停炉。本文首先进行了半导体制冷器对箱体内部制冷的室内实验研究,结果表明,制冷器可以使箱体内温度比环境温度降低10℃～16℃,同时制冷器冷面板发生了结露现象。鉴于室内实验研究取得的良好效果,将半导体制冷器运用到集气站加热炉控制柜,采取半导体制冷器对箱体内部制冷;使用保温材料阻止外部热量进入到箱体内部,保存制冷器的制冷量;并用遮阳棚防止光线的直接照射。采用以上综合措施达到了加热炉控制柜的降温目的,满足了控制柜内部元件的温度要求,极大地降低了加热炉故障发生的概率。上述的方案保障了气井的正常生产。     

普光高含H2S气田硫沉积规律及其对开发的影响

普光气田属于高含H₂S气田,天然气中含有一定量的单质硫(简称硫,下同)。在开发过程中,随着压力和温度的持续下降,天然气中的硫将会达到过饱和,并从气相中析出。目前,普光气田地面集输流程和井筒已经出现硫沉积与堵塞,在探测和治理方面形成了较成熟的经验做法。但随着地层压力的下降,将会在储层孔喉中形成硫沉积并降低渗流能力,导致气井产能降低,甚至停喷。储层中的硫沉积治理将是气田开发工作面临的又一大难题。文中基于井下PVT取样,首先,开展天然气中硫质量浓度及PVT相态特征室内实验研究,测定了地层条件下天然气中硫初始质量浓度,建立了适用于普光高含硫气田的硫溶解度预测模型,明确了不同压力和温度条件下硫析出状态及析出量;然后,开展硫沉积对岩心渗透率伤害室内实验,理清了硫沉积对储层渗透率的伤害规律;最后,建立了硫析出和沉积预测模型,初步认清硫在井筒周围储层径向沉积规律及对气井产能的影响。研究成果将指导普光气田储层硫沉积治理工作,为高含H₂S气田高效开发提供理论支持。     

气藏污水回注井表面活性剂降压增注技术

针对气藏污水回注井回注压力升高、回注能力降低的生产问题,根据油藏注水井表面活性剂降压增注的技术思路,开展气藏回注井储层条件下的降压增注技术研究。通过考察表面活性剂和回注水的配伍性及润湿反转能力,优选了杂双子表面活性剂ZS-11,并采用该表面活性剂进一步开展相渗实验和降压增注实验。研究结果表明,杂双子表面活性剂ZS-11在高温(130℃)、高矿化度(80000 mg/L)回注储层条件下,具有配伍性好、润湿反转能力强的特点,可将岩心润湿性由亲水向中性润湿转变。驱替实验结果表明,杂双子表面活性剂ZS-11溶液(有效物含量0.2%)能使水测渗透率分别为1.42×10~(-3)、1.78×10~(-3)、5.27×10~(-3)、10.53×10~(-3)μm~2的岩心的液相相对渗透率提高21.2%数52.8%,气液两相渗流区间增大9.3%、等渗点饱和度降低3.3%数6.2%,特别对低渗岩心降压效果更为明显,降压幅度达到41.0%。实验结果为解决气藏污水回注压力高的生产问题供新思路及方法。图6表2参17     

阴极保护系统信号传输问题探讨

普光气田阴极保护系统是管道腐蚀防护的重要组成部分,阴极保护电位至关重要,为判断管道是否正常受保护的参数之一。在生产运行中发现,目前大部分阴极保护测试桩的信号无法准确传输到阴极保护智能监测服务器。从阴极保护测试桩的信号传输过程出发,从阀室远程终端控制系统(RTU)到中控室的传输信号大部分正确,而阴极保护测试桩的参比电极到阀室RTU之间信号传输问题严重,分析其原因主要集中于阴极保护测试桩。针对传输问题,提出将阴极保护测试桩的测试传输元件组合成功能块,并安装到阀室的机柜间内。试验结果表明,这一措施圆满解决了普光气田阴极保护系统信号传输问题。     

普光气田边底水气井动态特征及治水对策研究

普光气田具有"三高一深"的特点,气藏水体发育,飞仙关组发育有边水,长兴组发育底水,随着生产进行,见水气井不断增加,对开发产生了较大影响。生产动态表明,边底水气井的水侵特征不一致,产液量变化规律不同。针对边底水不同的生产动态特征开展研究,分析不同类型水侵特点,针对性开展边水和底水气井治水措施,提出了控水、堵水以及间歇生产等措施,达到延长气井生产时间目的。目前对普光A井进行不动生产管柱堵水作业,结合动静态研究结果确定堵水层位,考虑高含硫气井完井管柱的特殊性,创新采用"连续油管+过油管桥塞+水泥塞"技术,作业后气井日产液量由300m~3降低至3m~3,堵水效果良好。但堵水不能从根本上解决气藏治水的问题,气井仍面临二次见水问题。本研究成果对同类气田边底水气藏治水对策具有极强的借鉴意义。     

裂缝-孔洞型凝析气藏不同开发方式的长岩心实验

柴达木盆地塔中Ⅰ号气田裂缝-孔洞型碳酸盐岩储层表现出“双孔双渗”特征,凝析油反蒸发机理不同于砂岩凝析气藏,国内外对如何提高裂缝-孔洞型凝析气藏采收率的研究还比较少。为此,首先取得无裂缝的碳酸盐岩岩心进行孔隙度和渗透率测试（平均孔隙度6.5%,平均渗透率1 mD）,然后进行造缝（裂缝渗透率5~10 mD）,并将岩心组合成长岩心（105.8 cm）,最后采用塔中Ⅰ号气田凝析气（凝析油含量533 g/m³）进行了注气、吞吐和脉冲注气实验,优选出提高凝析油采收率的开发方式。实验结果表明：露点压力以上注气凝析油采收率最高,其次是最大凝析油饱和度下注气或脉冲注气;与低渗透砂岩凝析气藏不一样,注气吞吐提高凝析油采收率效果最差。该实验对裂缝-孔洞型储层高含凝析油型的凝析气藏的合理开发提供了技术支撑。     

低渗裂缝砂岩油藏注富气试验评价研究

试验采用低渗基岩岩心造缝后制作成长岩心,研究带裂缝低渗砂岩油藏注富气的可行性,并评价其效果及最优注气方式.研究采用高、低渗两组岩心,分别进行水驱、伴生气/水交替驱、气驱6组试验,并对试验结果进行分析和评价.结果表明,高、低渗两组岩心驱油效果最佳分别为注伴生气/水交替驱和脉冲注伴生气驱,最终驱油效率约64％;在相同的驱替...     

基于模糊理论的复杂岩相测井识别研究

由于碳酸盐岩地层的非均质性,与碎屑岩剖面相比较,碳酸盐岩剖面的测井一沉积相具有更强的模糊性,这对复杂岩相的测井识别带来了极大的困难。为了更有效地利用地球物理测井信息来解决这类识别问题,考虑利用模糊理论并结合测井多参数信息来进行岩相综合识别。虽然不同的地层有着不同的岩性,而对应的测井响应也会随之不同,以取心井岩心薄片分析资料和典型岩相测井响应特征为基础,对某种单一岩性的岩石进行标定。选取能代表岩性的测井响应值为变量参数,具有不同岩性的岩石为样本,利用模糊数学方法来对未知岩相进行聚类分析和模糊识别。采用该方法并利用VB6．0语言编制了“基于模糊理论的复杂岩相测井识别”应用软件,处理了塔里木油田英买力地区近20口井的资料,结果符合率均在70％-87％之间,取得了令人满意的效果。     

高含硫碳酸盐岩气藏衰竭实验研究

普光气田属于高含H2S和CO2海相碳酸盐岩气田,具有气藏埋藏深、地层压力高、有边底水存在等特点。边底水会对普光气田的衰竭开发产生怎样的影响,目前尚不清楚。同时,国内外对高含硫碳酸盐岩气藏物理模拟实验研究较少,国内还未见高含硫气藏衰竭实验的报道。为此,结合普光气田现场实际,进行了无水体和1倍水体(1倍水体指水体的体积等于长岩心的烃类孔隙体积)的衰竭实验研究。首先取得无裂缝的碳酸盐岩岩心,进行孔隙度和渗透率测试(平均渗透率1mD),然后进行造缝(渗透率5~14mD),并将岩心组合成长岩心,最后采用高含硫气体(H2S含量为14.89%)进行了无水体和1倍水体衰竭实验。实验结果表明:无水体衰竭实验中,没有水产出。1倍水体衰竭实验中,一旦有水产出,产水量便迅速增加。1倍水体衰竭的天然气采出程度低于无水体衰竭的采出程度。无水体衰竭时,天然气中硫化氢含量变化不大;而1倍水体衰竭时,天然气中硫化氢含量逐渐增加。该实验结果对高含硫碳酸盐岩气藏的合理开发提供了技术支撑。