川东北超深高酸性气田勘探开发工程技术

川东北地区高含H2S,CO2及复杂的地质和环境条件给勘探开发工程带来了世界级难题。通过引进攻关和实践,逐步形成了适合超深高酸性气田勘探开发的钻井、测试、生产完井等配套技术,实现了国内首个超深高酸整装普光气田的安全投产运行。笔者对川东北地区超深高酸性气田勘探开发工程技术进行了简要梳理,为国内同类气田勘探开发提供参考,并对超深高酸性气田的勘探开发工程技术发展提出了建议。     

Integrated development and industrial application of high sour natural gas purification technology

Aiming at acute characteristics of flammability, explosibility, causticity and leakiness of high sour nat- ural gas, giving full consideration to local natural conditions in Sichuan Province and starting with purification pro- cess, the paper analyzed process configurations, energy utilization and conservation, safety and environment pro- tection measures. The integrated technology and engineering scheme for high sour natural gas purification was es- tablished and successfully used in industrial application.     

辽河西部凹陷南部深层天然气勘探潜力

辽河油田西部凹陷为典型的富油气凹陷,深层天然气作为重要资源类型目前已成为该区重点勘探领域。在充分借鉴国内外深层天然气勘探经验的基础上,立足于研究区勘探实际,应用地球化学资料开展了深层烃源岩特征、天然气成因类型方面研究,证实了沙四段和沙三中亚段源岩为研究区深层天然气成藏奠定了良好的物质基础;结合最新沉积学理论明确了沙四段辫状河三角洲砂岩和沙三段砂质碎屑流砂砾岩体在研究区广泛分布,为深层天然气成藏的两类优势储集体;同时通过对已知天然气藏的综合分析,将研究区深层天然气划分为两种成藏模式,并明确了各自的成藏主控因素,最终指出了研究区深层天然气的勘探方向。     

高含硫天然气引射增压的数值模拟及硫析出分析

针对普光气田高含硫且井口压力不断降低的特点,提出了使用喷射器来将低压天然气增压输送的方案。高含硫天然气在引射增压过程中由于温度压力的变化,在喷射器内可能出现硫析出,单质硫的沉积会造成堵塞,还会加剧设备的腐蚀。建立了高含硫天然气引射增压数学模型,数值模拟了喷射器中天然气的压力、温度、速度分布特征。分析了引射系数的影响因素及引射增压过程中的硫析出的可能性.研究发现温度对喷射器内硫析出有重要的影响,所以可以提高工作流体入口温度来提高喷射器内的整体温度,从而减少硫的析出。     

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.     

高硫天然气净化处理技术的集成开发与工业应用

针对高含硫天然气具有易燃、易爆、易腐蚀、易泄漏等特性,充分考虑了四川当地的自然条件,从净化处理的工艺过程入手,分析与比较了工艺路线、能源利用与节能以及安全环保措施等,确立了高含硫天然气净化处理的技术集成与工程化实施方案,该方案得到了成功的工业应用。     

高含硫气藏元素硫沉积及其对储层伤害模型研究

根据元素硫的溶解沉积机理和物质平衡原理,利用高速非达西渗流理论,建立了元素硫沉积模型及受元素硫沉积影响的地层孔隙度、渗透率随生产时间的变化关系.研究表明:元素硫的沉积主要发生在近井地带1.5m以内,离井筒越近,沉积越严重,孔隙度和渗透率下降越大,对储层伤害越大;气井产量越大,硫沉积越严重,孔隙度和渗透率下降越大,合理产量应控制在(15~20)×104m3/d;高含硫气体的渗流表现出强烈的流固耦合特性.     

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.     

高瓦斯隧道施工通风处理数值模拟分析

采用计算流体动力学软件(简称CFD软件)对紫坪铺高瓦斯隧道施工通风处理效果进行模拟,从瓦斯浓度降低方面来看,1 m/s风速能满足通风要求,0.5 m/s风速基本能满足通风要求,0.2 m/s风速不能满足通风要求.通过现场风速与瓦斯浓度的监测,在掌子面风速为0.5～0.6 m/s时,隧道内瓦斯浓度在允许浓度范围之内.数值模拟方法与实际情况相符.     

高含硫湿气集输系统增压临界条件模拟

建立了高含硫湿气田增压集输模式的数值模型.采用热-力耦合计算方法,模拟分析了总站压力对段塞流风险、管段流速和管输能力的影响.研究结果表明:增压集输模式模型的可靠性误差均维持在9％以内;当气井配产不变时,总站压力越低,管道持液率越小.在后期开采中,管网运行压力的降低有利于避免段塞流的形成;当总站压力为5.0 MPa时,1...