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考虑硫沉积影响的水平井稳产能力预测

断块油气田 2024年第1期31卷 140-146页

作者：王勇飞刘言梁中红向祖平中国石化西南油气分公司采气二厂四川南充637000 中国石化西南油气分公司四川成都610095 重庆科技学院重庆400041

水平井是高效开发高含硫气藏的主要井型。高含硫气藏在开发过程中,井筒附近压力下降,导致水平井井筒周围形成不规则的硫沉积区,严重的可能导致部分井筒单元没有气体流入。为了更好地对该类气藏进行气井稳产能力预测,构建了水平井分段渗... 详细信息

水平井是高效开发高含硫气藏的主要井型。高含硫气藏在开发过程中,井筒附近压力下降,导致水平井井筒周围形成不规则的硫沉积区,严重的可能导致部分井筒单元没有气体流入。为了更好地对该类气藏进行气井稳产能力预测,构建了水平井分段渗流双区复合物理模型,建立了不稳定渗流数学模型,并采用Laplace积分变换、边界元和压降叠加对井底压力进行了求解。结合不稳定渗流数学模型与高含硫气藏物质平衡方程,构建气井稳产能力预测模型,分析了不同参数对稳产时间和井底压力的影响。研究结果表明:含硫饱和度、堵塞段与渗流段长度比值和水平段长度等对稳产时间和井底压力有着非常明显的影响,含硫饱和度和水平段长度与气井稳产时间呈指数变化关系。通过对元坝气藏某水平井进行实例分析,验证了该方法的准确性,该模型和方法的建立为高含硫气藏水平井稳产能力预测提供了理论依据。

关键词：高含硫气藏硫沉积水平井边界元稳产能力

高含硫气田集输系统硫沉积机理及非介入式检测技术

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当代化工 2024年第1期53卷 217-220页

作者：袁运栋韩建强余春浩郝振东代光洪范开峰中油国际管道有限公司北京100029 常州大学江苏常州213164

高含硫气田集输系统中的硫组分会因压力、温度和组分等的变化而析出,经成核、聚集过程后逐渐生长为硫颗粒并沉积到管道内壁。硫沉积可导致管道堵塞、设备污染、腐蚀加速、集输系统效率降低等问题,严重威胁集输系统安全。分析了高含硫气... 详细信息

高含硫气田集输系统中的硫组分会因压力、温度和组分等的变化而析出,经成核、聚集过程后逐渐生长为硫颗粒并沉积到管道内壁。硫沉积可导致管道堵塞、设备污染、腐蚀加速、集输系统效率降低等问题,严重威胁集输系统安全。分析了高含硫气田集输系统的硫沉积机理,包括析硫与成核机理、硫沉积来源及影响硫沉积的因素。适用于高含硫气田集输系统硫沉积的非介入式检测技术很少,重点介绍了基于超声波原理的在线检测技术及其在高含硫气田中的应用现状,同时指出了其他检测技术应用于硫沉积检测时存在的不足。

关键词：高含硫气田硫沉积成核聚集非介入式检测技术

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高含硫储层硫沉积微观特性

石油实验地质 2023年第1期45卷 168-174,184页

作者：李农赵立强惠栋李滔蒲治锦邓晓航周克明西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610500 中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院成都610041

四川盆地川东北地区相继发现了一大批高含硫碳酸盐岩气藏,其储量占四川盆地天然气储量的一半以上。然而,硫沉积一直是制约高含硫气藏高效开发的一大难题。结合微米CT扫描、扫描电镜、能谱分析和气相色谱分析等实验手段,运用储层高含硫... 详细信息

四川盆地川东北地区相继发现了一大批高含硫碳酸盐岩气藏,其储量占四川盆地天然气储量的一半以上。然而,硫沉积一直是制约高含硫气藏高效开发的一大难题。结合微米CT扫描、扫描电镜、能谱分析和气相色谱分析等实验手段,运用储层高含硫气体完成了碳酸盐岩岩样的硫沉积实验,获得了实验前后岩样微观孔隙结构和气体组分的定量变化,首次实现了储层岩石中硫沉积的三维可视化。硫沉积实验结果显示,高含硫气体中总硫含量减小12.58%,有机硫组分减小9.07%;硫微粒主要沉积在半径小于500μm的岩石孔隙中,导致岩石渗透率降低34.40%~67.80%,孔隙度减小3.77%~7.69%。研究结果进一步提升了对硫沉积微观特性的认识,为高含硫气藏增产措施的制定提供了支撑。

关键词：高含硫气藏硫沉积渗透率孔隙结构有机硫组分四川盆地

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高含硫气藏地层硫沉积研究进展及展望

断块油气田 2022年第4期29卷 433-440页

作者：李童马永生曾大乾张睿贾英北京大学地球与空间科学学院北京100871 中国石油化工集团有限公司北京100728 中国石化石油勘探开发研究院北京100083

地层硫沉积对高含硫气藏采收率及开发中后期稳产具有重要影响。文中通过梳理高含硫气藏天然气中硫溶解度、流体相态平衡、地层硫沉积伤害等方面的研究进展,提出了高含硫气藏地层硫沉积研究的重要手段,即开展不同温压条件下高含硫气体的... 详细信息

地层硫沉积对高含硫气藏采收率及开发中后期稳产具有重要影响。文中通过梳理高含硫气藏天然气中硫溶解度、流体相态平衡、地层硫沉积伤害等方面的研究进展,提出了高含硫气藏地层硫沉积研究的重要手段,即开展不同温压条件下高含硫气体的相态及微观流动室内实验,并与分子模拟、数值模拟方法相结合,分析地层硫沉积机理及规律。未来应着重加强三方面的基础研究:结合硫溶解度实验,采用分子模拟方法开展分子尺度下的硫溶解行为研究,揭示硫溶解机理;进一步开展高温高压条件下多硫化氢和硫组分变化实验,建立考虑化学反应和热力学平衡的气-水-液态硫三相相平衡模型;加强固态硫伤害及气-水-液态硫三相渗流实验研究,采用分子模拟方法获取各流体组分间多相流动力学行为参数,联合介观尺度多相流模拟方法,模拟多孔介质中气-水-液态硫三相渗流规律。在此基础上,进一步开展储层硫沉积预测数值模拟和硫防治技术研究,为我国以普光、元坝为代表的高含硫气田防硫、控硫、治硫对策制订提供依据。

关键词：高含硫气藏硫溶解度相态硫沉积气-水-液态硫三相渗流

普光高含H_(2)S气田硫沉积规律及其对开发的影响

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断块油气田 2022年第4期29卷 455-462页

作者：彭鑫岭蒋光迹彭松彭雪葳付德奎陈建李涛徐剑明肖盈中国石化中原油田普光分公司四川达州635000 中国石化中原油田分公司勘探开发研究院河南濮阳457001 昆仑数智科技有限责任公司北京100000

普光气田属于高含H_(2)S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... 详细信息

普光气田属于高含H_(2)S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H_(2)S气田高效开发提供理论支持。

关键词： H_(2)S 储层硫沉积开发普光气田

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高含硫气井井筒硫沉积模型

断块油气田 2022年第1期29卷 139-144页

作者：高子丘顾少华曾佳方博胡景宏中国地质大学(北京)非常规天然气地质评价与开发工程北京市重点实验室北京100083 中国石化石油勘探开发研究院中国石化海相油气田开发重点实验室北京100083 中国石油西南油气田分公司安全环保与技术监督研究院四川成都610041

在高含硫气藏的开发过程中,随着井筒温度、压力的降低,硫会在井筒中析出沉积,严重影响气井的正常生产和管道安全。目前多数硫溶解度模型受使用条件的限制,无法准确预测不同温度、压力条件下的硫溶解度。针对高含硫气井的气体组分特征,... 详细信息

在高含硫气藏的开发过程中,随着井筒温度、压力的降低,硫会在井筒中析出沉积,严重影响气井的正常生产和管道安全。目前多数硫溶解度模型受使用条件的限制,无法准确预测不同温度、压力条件下的硫溶解度。针对高含硫气井的气体组分特征,在Hu溶解度模型的基础上,结合多相流和传热学理论,建立了高含硫井筒温度、压力分布模型以及硫沉积预测模型。对某高含硫气田进行实例分析,计算得出温度分布、硫溶解度分布规律以及硫沉积量,并研究了气井日产量、硫化氢体积分数对井筒硫沉积的影响规律。研究结果表明:硫溶解度从井口到井底逐渐增大,呈非线性变化;同一时间,气井产量增加,井口温度升高,则硫溶解度增大,硫在井筒的析出位置上升,井筒相同深度的硫沉积量增大。模型计算出的硫析出位置与实例相比,误差小于1%。准确预测井筒中的硫沉积,有助于更好地管理具有潜在硫沉积问题的气井。

关键词：高含硫气井井筒温度压力耦合硫溶解度硫沉积数学模型

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高含硫天然气输送管道内硫沉积研究进展

科学通报 2018年第9期63卷 816-827页

作者：李长俊刘刚贾文龙西南石油大学石油与天然气工程学院成都610500 中国石油油气储运重点实验室西南石油大学成都610500

高含硫天然气在管道输送过程中,随着压力、温度和气质组分等条件的变化,气相中发生过饱和溶解析出的硫分子会逐渐形核、生长成为固体硫颗粒随气流一起在管道内运移,并会沉积在管道内壁.管内沉积的硫颗粒将会堵塞和腐蚀管道,严重威胁高... 详细信息

高含硫天然气在管道输送过程中,随着压力、温度和气质组分等条件的变化,气相中发生过饱和溶解析出的硫分子会逐渐形核、生长成为固体硫颗粒随气流一起在管道内运移,并会沉积在管道内壁.管内沉积的硫颗粒将会堵塞和腐蚀管道,严重威胁高含硫天然气管道的输送安全.本文针对高含硫天然气输送管道内硫沉积问题,综述了近年来高含硫天然气中元素硫气固相平衡计算、硫颗粒生长动力学、含硫颗粒的气固两相管道输送方面的研究进展.指出在高含硫天然气集输过程中硫沉积预测及防治方面应坚持实验与理论相结合的研究手段,着重开展以下3个方面的研究:(1)充分考虑集输压力、温度条件下(P≤15.0 MPa,T≤333.15 K)硫溶解度极低的特点,建立硫溶解度测试实验装置,开展集输管道压力、温度范围内的硫溶解度实验研究;(2)采用微观分子动力学模拟与宏观热力学参数统计分析相结合的方法,建立硫颗粒的生长动力学模型,结合结晶动力学理论模型深刻揭示集输条件下硫颗粒的形核、生长与消融动力学规律;(3)综合考虑硫颗粒的生长、消融、运移、沉降规律与管道内压力、温度、气质组分、流速等参数的耦合作用,建立伴随元素硫气固相态变化和硫颗粒生长、消融的气固两相管输模型,定量描述高含硫集输条件下硫颗粒的析出、生长及其与高含硫天然气的气固两相流动规律,最终为集输管道乃至整个集输系统内硫沉积防治方法的确立提供技术与理论支撑.

关键词：高含硫天然气气固相平衡管道输送硫沉积结晶动力学多相流

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高含硫气田元素硫沉积及其腐蚀

天然气工业 2013年第9期33卷 102-109页

作者：范舟李洪川刘建仪欧阳旭鲁柳利西南石油大学材料科学与工程学院 "油气藏地质及开发工程"国家重点实验室.西南石油大学中国石油川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院

高含硫气田在开发和维护过程中容易出现硫沉积并引发严重硫腐蚀,由此造成的管道堵塞、管道腐蚀穿孔、设备损毁失效都会严重影响油气田的正常生产。为此,分析了高含硫气田中元素硫的来源:①烃类硫酸盐的热化学反应;②高温高压下H2S的缩... 详细信息

高含硫气田在开发和维护过程中容易出现硫沉积并引发严重硫腐蚀,由此造成的管道堵塞、管道腐蚀穿孔、设备损毁失效都会严重影响油气田的正常生产。为此,分析了高含硫气田中元素硫的来源:①烃类硫酸盐的热化学反应;②高温高压下H2S的缩聚反应;③硫烷的分解;④离子多硫化物的分解;⑤氧气对H2S的氧化;⑥溶解在液态烃中的元素硫。阐述了硫沉积的发生机理:元素硫能溶解在酸性气体中,主要是溶解在硫化氢中。剖析了硫腐蚀机理:包括以元素硫的水解为基础的催化机理、水解机理、电化学机理和直接反应机理。探讨了硫腐蚀的影响因素:温度、压力、氯离子、硫的存在形式和流速等。最后建议:针对硫沉积区的特殊环境,开展多介质多相混合流体中管线的硫腐蚀机理研究,并建立其腐蚀模型。该研究成果可为高含硫油气田的安全有效开发提供参考。

关键词：含硫气田元素硫硫沉积硫腐蚀影响因素腐蚀模型

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硫吸附和地层水存在下的单质硫沉积规律研究

天然气地球科学 2015年第12期26卷 2360-2364页

作者：李周罗卫华赵慧言吴昊张广东西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500 中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院四川广汉618300

在酸性气藏中,元素硫的沉积会减小气体的流动空间,其进一步的沉积会堵塞气体的流通通道,导致气井产量降低。为加强对高含硫气藏地层中单质硫沉积规律的认识,进行了以下理论研究:考虑元素硫吸附效应,建立一套系统的高含硫气藏元素硫地层... 详细信息

在酸性气藏中,元素硫的沉积会减小气体的流动空间,其进一步的沉积会堵塞气体的流通通道,导致气井产量降低。为加强对高含硫气藏地层中单质硫沉积规律的认识,进行了以下理论研究:考虑元素硫吸附效应,建立一套系统的高含硫气藏元素硫地层沉积预测模型,并利用该模型对某油田实例进行计算;在地层水体存在的条件下,对硫沉积带来的影响。结果表明:当硫吸附效应或者地层水体存在时都会进一步加大硫沉积量,并且随着时间的推移,影响更加明显;在离气井较远的地带,硫吸附效应的影响更强。在理论研究的基础之上,进行了单质硫的聚集实验及其在岩石空隙中的分布规律实验。通过对实验结果的分析,硫的聚集是从纳米级的单质硫晶体聚集形成面状单质硫,再逐渐形成层状似的单质硫;单质硫在孔隙中的分布规律为:孔隙越大,硫沉积量越大。

关键词：高含硫硫沉积硫吸附地层水沉积模型硫的聚集沉积规律