高含硫气藏中的硫微粒运移和沉积

在研究高含硫气藏元素硫溶解、析出,硫与高含硫气体混合物相态变化特征,硫微粒的运移、沉积规律和硫沉积储层伤害等基础上,引入空气动力学理论,建立了描述硫微粒气固运移、沉积数学模型,结合实验建立了硫沉积储层伤害模型,并利用所建立的模型模拟某高含硫气藏硫沉积对气藏生产的影响.模拟结果说明:整个气藏在生产过程中都会出现硫沉积;硫沉积对气井生产的影响主要反映在生产后期;后期硫沉积严重的区域主要是在井筒周围;高速气流能够将析出的硫微粒携带出地层,因此,合理控制气井产气量可以减少硫微粒在地层中的沉积,降低对地层的伤害,提高高含硫气藏采出程度.     

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。     

高含硫气井元素硫溶解度与硫沉积预测模型研究

为了正确评估高含硫气井的储层硫堵伤害,通过收集整理大量酸性气体硫溶解度实验数据,建立了考虑溶质压力特性的典型高含硫气藏条件下元素硫溶解度预测模型。在此基础上,根据气水渗流理论与硫溶解度随压力变化量函数,推导了元素硫沉积量化表征数学模型;采用四川盆地某高含硫边水气藏与典型硫堵气井的基础静态与动态资料等,定量分析了影响气井硫堵状况的因素与储层硫饱和度的变化规律,探讨了缓解储层硫堵状况的技术思路与对策。研究结果表明：(1)通过验证,证明了本文建立的硫溶解度预测模型具有更好的预测性能,预测结果也更可靠;(2)气井硫堵程度受制于多种因素的综合影响,在相同的生产时间下,较大的气井日产气量、储层(初始)含水饱和度、非达西流常数,较小的储层有效厚度、储层(初始)孔隙度与渗透率、井底流压,能够造成更严重的气井硫沉积堵塞状况;(3)随着气井生产时间的增加,气井硫堵区域逐渐向井筒外围地层扩展。在气藏不同开发阶段,应该采取不同的硫沉积治理思路。开发初期,建议采用“控速为先,治理为辅”的治硫思路;开发中期,采取“控治并重”的思路;开发后期,应以经济效益为先,维持气井带液生产是该阶段的重点工作。     

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（H₂Sx＋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热力学模型

在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硫堆积在孔隙喉道污染地层等特殊现象.其中硫微粒的沉积将降低地层孔隙度和渗透率,影响气藏的产能,严重的硫沉积甚至会导致气井报废.为了能够提高含硫气藏开发的预见性,建立安全开发模式,运用化学热力学理论建立了气液固三相相平衡硫沉积预测热力学模型预测硫的沉积,在此模型基础上对比计算、分析了硫化氢含量对硫沉积的影响.得出以下结论:在压力和温度一定的条件下硫的沉积量与硫化氢的含量成反比,在组成和温度一定的条件下压力越低硫的析出量越大.     

低渗透髙含硫气藏硫沉积的渗流理论研究

针对低渗透高含硫气藏硫以固相析出污染地层严重影响气井产能的问题,运用渗流理论、达西、非达西流体运动方程并引进地层含硫饱和度参数,推导出气流满足达西和非达西运动条件时的含硫饱和度随时间变化的数学模型。该模型可以预测硫沉积的径向分布情况以及硫沉积量随时间变化对地层渗透率和孔隙度的影响。通过该模型的预测对此类高含硫气藏安全生产有着一定的指导作用。     

元坝长兴组储层温度分布对液硫析出的影响

元坝地区长兴组气藏属于超深类高温、高压、高含硫的三高气藏,目前生产制度下的井底温度、压力条件远高于硫元素固态熔点条件且即将低于酸气析出硫的临界条件.因此在较长的生产过程中,井底温压条件下酸气析出硫呈现液态.现有的硫析出模型均建立在等温储层的基础上,为了探究储层温度分布对酸气液硫析出的影响规律,基于实验测试数据建立了非等温液硫析出及预测模型,对比分析了等温储层和非等温储层液硫析出的差异性.结果 表明:相比于恒温储层,储层到井筒之间温度的降低会导致酸气中液硫析出提前发生;不考虑储层-井筒温度的分布情况,将会低估液硫析出的压力条件;储层等温分布条件下的液硫析出范围计算结果偏小,储层-井筒温度的非均匀分布会加剧近井附近的液硫沉积量.高含硫气藏储层到井筒之间的温度分布对硫析出条件、析出范围、析出量的影响明显,应当充分考虑储层温度的分布特征,不可以"等温储层"的假设来简单处理.     

高含硫气藏水平井硫的饱和度预测模型研究

为了对高含硫气藏水平井硫沉积进行准确地预测研究,在气藏硫沉积机理研究的基础上,考虑水平井不同的渗流阶段以及与压力相关的气体参数的变化,建立了相应的硫的饱和度预测模型。利用某高含硫气田一口水平井的数据进行实例分析,得到了如下结论:1对于水平井硫沉积可以只考虑靠近井地带的径向流阶段,当发生硫沉积导致气井产量下降时,一定要合理控制气井产量,若发生硫沉积堵塞,加注硫溶剂可以有效地解除近井地带的污染;2与直井相比,水平井硫沉积的影响因素还包括水平段长度以及储层的非均质性。在相同的产气量下,水平井水平段越长,硫沉积的速度就会越慢;储层非均质性越强,硫沉积越不容易发生。     

考虑应力敏感的低渗透油藏极限半径计算方法研究

精确计算储层流体极限流动半径,是确定合理井距的关键.对不同渗透率级别低渗天然岩心进行了应力敏感实验和启动压力梯度实验,得到了压敏效应数学模型和启动压力梯度与流度的相关式.再与非线性渗流理论结合,将应力敏感因素加入极限半径计算公式中,得到了极限半径计算新公式和理论图版.重点分析了应力敏感效应对极限半径的影响规律.研究结果表明:极限半径随流度、生产压差的增大而增大;在强应力敏感性地层中流体黏度越低、生产压差越大,考虑应力敏感后,极限半径损失越多.通过分析极限半径变化规律,得到更准确的极限半径,为低渗透油藏高效开发提供理论指导.     

应力敏感气藏水平井试井解释方法

应力敏感效应在低渗透储层中较为普遍。水平井是快速、高效开发该类油藏的主要井型,研究其试井解释方法对准确评价储层特征、掌握开发动态具有十分重要的意义。从基础实验研究出发,采用线性化处理方法建立了应力敏感气藏水平井渗流数学模型;并采用Lord Kelvin点源解、贝塞尔函数积分和泊松叠加公式等方法求解了无限大应力敏感气藏水平井在拉氏空间中的无因次压力响应函数。通过计算得到了无因次压力和压力导数双对数理论图版,并在其基础上分析了应力敏感气藏水平井渗流特征及其影响因素。研究成果对合理高效开发低渗透应力敏感气藏具有重要意义。     

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含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。     

硫沉积气藏产量递减模型研究

以往对高含硫气藏开发技术研究所需录取的资料在实际操作过程中难以得到.因此,针对井筒附近发生硫沉积的高含硫气藏,建立了硫沉积复合气藏产量递减数学模型,运用Stefest数值反演绘制了Blasingame产量递减曲线,并分析了硫沉积对气井产量递减规律的影响.结果表明:产量递减中期,硫沉积区含硫饱和度越高,无因次递减产量积分...     

致密气藏压裂气井产能计算新方法

超低渗致密储层孔喉细小,属于微纳米孔,物性差,属于微纳米级流动,气体普遍存在复杂的非线性渗流效应,如滑脱效应、启动压力梯度及应力敏感效应。本文将超低渗致密气井的生产划分为三个阶段,早期段大裂缝的高速非达西流动,中期段反映裂缝边界控制椭圆达西渗流,晚期段反映基质的低渗非达西渗流。根据扰动椭圆的概念和等价的发展矩形的思想,引入新的拟压力函数,建立综合考虑气体滑脱效应、启动压力梯度、应力敏感效应共同影响下的气井压裂后产能预测模型,为超低渗致密气藏合理产能的求取提供理论依据。研究结果表明：在气井生产过程中,压敏效应对气井产能影响最大,其次是阈压效应,而滑脱效应仅在低压阶段起作用,并且影响较小;压敏效应较强的气藏,应减小气井生产压差。     

高含硫气井井筒硫沉积位置预测模型研究

高含硫气井在气体开采过程中,随着井筒温度压力的降低,硫微粒在气相中的溶解度逐渐减小,在达到临界饱和态后将从气相中析出,当井筒中硫析出位置处的气流速度小于微粒临界悬浮流速时,析出的硫微粒在井筒中沉积,堵塞气体的流动通道,从而导致气井产量降低,影响气井的产能和经济效益,严重时造成气井停产。将井筒压力温度分布预测模型与硫溶解度模型耦合,结合井筒中微粒临界悬浮流速模型建立了高含硫气井井筒硫沉积预测综合模型,并对L井进行了实例分析。研究结果表明:高含硫气井产量降低至临界产量后,随着气井产量的降低,井筒中气流速度逐渐减小,硫沉积区域沿井筒向下逐渐增加。     

高含硫气藏硫溶解度及硫沉积预测新模型

为了更加准确地预测近井地带硫沉积的影响,在改进元素硫溶解度预测模型的基础上,提出了一个基于非达西流推导,考虑气体参数及dc/dp随压力的变化,并考虑应力敏感影响的硫的饱和度预测模型。结合实例分析了非达西流、应力敏感等参数对硫的饱和度的影响,得到以下结论:改进的硫沉积预测模型考虑了非达西流,并考虑了和压力相关的参数的变化,使计算的结果更科学准确;较强的应力敏感会导致硫沉积的速度加快,气井的极限生产时间也会相应缩短;硫沉积引起的含硫饱和度的变化和地层初始渗透率有着密切的关系,地层初始渗透率越小,硫堵的可能性就越大,废井的时间也越早。     

裂缝-孔隙型双重介质气藏开发影响分析

为了研究裂缝孔隙型双重介质气藏开发特征,建立了考虑应力敏感、气体滑脱效应和高速非达西流的裂缝孔隙型双重介质气藏渗流模型,通过数值模拟分析了不同渗流效应对气井生产的影响。结果表明,当窜流系数大于等于10^-6时,双重介质气藏与等效均质气藏的生产特征基本一致,此时可以运用分析均质气藏的方法和理论来研究双重介质气藏。气井生产早期,应力敏感对井底压降和稳产期的变化规律影响不大;气井生产中后期,应力敏感作用增强;窜流系数越小,应力敏感对井底压降的影响越早表现出来,对稳产期的影响也就越大。气井生产初期,高速非达西渗流对井底压降影响很小,气井生产中后期,高速非达西渗流对井底压降的影响增大;窜流系数越小,高速非达西渗流效应影响越早显现出来,对井底压降和稳产期的影响也就越大。裂缝孔隙型双重介质气藏虽然存在气体滑脱效应,但由于储层及井底压力相对较高,气体滑脱效应对裂缝孔隙型双重介质气藏气井生产的影响很小。     

不同凝析气井米无阻流量预测方法

凝析气藏开发过程中,气井的绝对无阻流量会随着地层压力的降低而降低。当地层压力降至露点压力以下时,凝析气体的组成将会发生变化,不仅导致凝析气的黏度、密度和偏差系数发生变化,同时凝析油的析出也会降低储层的气相渗透率。考虑凝析气藏的相态变化对凝析气高压物性、气相相对渗透率的影响,以及不同气井间产气厚度、井点渗透率、泄气半径等参数的差异性,基于二项式气井产能方程的系数变化,建立了不同凝析气井在不同地层压力下的米无阻流量预测方法。应用实例表明,与不考虑相态变化影响的预测方法对比,该方法得到的米无阻流量更接近实际产能试井结果;而且考虑相态变化影响时得到的不同地层压力下的气井米无阻流量偏低。同时绘制出了不同渗透率条件下气井米无阻流量与地层压力的关系图版。     

低渗气藏压敏性对合理产能影响研究

大量研究表明：低渗气藏有着较强的压敏效应。随着生产的进行,储层压力下降,有效应力不断变化,引起气藏产能逐渐降低。通过引入渗透率应力变化系数对运动方程进行改进,为数值模拟研究提供理论基础。同时采用固定围压,降低流体压力的方法测定出渗透率的应力变化系数,然后采用数值模拟软件ECLIPSE对苏里格气田的Su X井进行研究,模拟考虑和不考虑压敏性时生产指标的变化,从而综合分析压敏性在低渗气藏开采过程中的影响程度,最后在考虑压敏性的条件下对该井进行合理产量的动态预测,以制定出定合理的生产制度,取得了较好的生产效果,为开采此类低渗透气藏提供了理论依据。      

元坝气田超深层高含硫气井硫沉积预测

准确预测高含硫气井井筒硫沉积规律与沉积位置,避免管道堵塞、腐蚀穿孔等影响气井正常生产具有重要的意义。为进一步研究硫沉积机理,结合元坝气田元素硫的溶解度含量实验,建立硫溶解度预测模型;基于瞬时热传导、能量守恒定律以及多相流理论,分别建立超深高含硫气井温度场和压力场数学模型;进行多场耦合求解,获得超深高含硫气井井筒元素硫沉积预测模型,并对元坝气田气井进行实例分析。研究结果表明:元素硫溶解度随温度、压力的增加而增大;建立的井筒温度压力模型计算的压力误差小于1%,温度误差小于5%,精度较高;元素硫溶解度在井筒内呈非线性递减,井底最大,井口最小。研究成果可用于预测井筒硫溶解度分布以及硫析出井段,以及同类型气井井筒多相流压力计算,为含硫气井安全稳定生产奠定了基础。     

应力敏感对东方1—1气田开发指标的影响

东方1—1气田中深层黄流组气藏为典型异常高压气藏,压力系数在1.9～2.3,气藏开发过程中必然存在明显应力敏感特征。结合室内岩芯实验及数值模拟手段开展系统研究,掌握气藏应力敏感程度及其对气藏生产动态的影响。研究表明,东方1—1气田中深层黄流组储层岩芯渗透率与有效应力符合幂函数关系;应力敏感对气井压力分布、压降漏斗存在一定程度的影响,井底附近压力差异最大;考虑应力敏感时,东方1—1气田稳产期由5.75a降低至5.00a、评价期末采出程度降低1.92%。研究成果对合理开发该气藏、确定合理生产制度以及产能评价、计算气藏动态储量等具有指导意义。