高含硫气藏硫沉积对气井产能影响

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采气井站生产与管理:含硫气井开采工艺技术

采气井站生产与管理:含硫气井开采工艺技术

(二)采气速度 • 流速越高,减少了硫沉积的可能性。发生硫堵塞的井,采气量都在 28.2×104m3/d以下; • 提高采气速度有利于解决硫堵塞的问题。
(三)井底温度和压力 • 井底温度和压力较高的井容易发生硫沉积; • 控制井筒压力和温度的变化,有可能限制元素硫井底或油管中沉积。
三、井口注入溶硫剂
庚烷 甲苯 二硫化碳 Merox 二硫化二甲基 D-Tron’s溶剂
25℃时溶硫量,% (质量分数) 0.2 2.0 30.0 40-60 >100 >10
备注 溶硫能力很低
有毒,易燃 有臭味 价格贵
腐蚀较严重
注入方法: 通过一条直径为3/4 in或1 in与原油管同心, 或与油管平行的管线,将溶硫剂泵入井下。
物理溶剂:如脂肪族烃类、硫醚、二氧化碳等, 在溶解硫过程中不伴随有化学反应,一般只能处理 中等硫沉积。
三、井口注入溶硫剂
化学溶剂:如二硫化物及胺或烷醇胺类等, 在溶解硫过程中伴随有化学反应,一般可处理 量较大的硫沉积。
三、井口注入溶硫剂
溶剂类型 物理溶剂
二硫化物 胺或烷醇胺
溶剂的溶硫能力
溶剂名称
气井开采工艺技术 含硫气井开采工艺技术
加拿大的一口气井含H2S为10.4%,在 油管中发现有大量的元素硫沉积。
解决由硫沉积引起的生产难题日益迫切, 不解决此问题,将会导致整个气田无法开采。
地层中的元素硫靠三种运载方式而带出: 1. 与硫化氢结合生成多硫化氢; 2. 溶于高分子烷烃; 3. 在高速气流中元素硫以微滴状,随气流携带到地面。
德国
Buchhorst
H2S含量 (体积分 数),%
井底温度℃
4.8
133.8
井底压力MPa 41.3

高含硫气藏两区复合地层试井解释方法研究

高含硫气藏两区复合地层试井解释方法研究
假设 :
( 1 ) 地 层温度 恒 定 , 单相、 可压 缩 流体 在 两 区域
中的渗 流 为 平 面 径 向流 动 , 其 渗 流 特 征 符 合 达 西 定律 ; ( 2 ) 储 层为 水 平 、 等厚 ( 厚度为 h ) 的均 质 地层 , 在生 产过 程 中 , 地层 内区发生硫沉积 , 且 在 此 区 域
摘 要: 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 S t e h f e s t 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。 关键词 : 高含硫气藏 ; 试 井解 释 ; 两 区复合 ;典型瞌线

_r 。 )( 1 1 )
基于 2 . 1中的假 设 , 考 虑表 皮 效 应 和井 筒 储 集 效应 的影 响 , 可 得 两个 区域 复 合 气 藏 的 单 井 渗 流数 学模 型 的流 动方程 :
第 1 5卷 第 5期
重庆科 技 学 院学 报 ( 自然 科学 版 )
2 0 1 3年 1 0月
高 含 硫 气 藏 两 区复 合 地 层试 井解 释 方 法研 究
方晓春 蒋 鑫 刘启 国 胡书勇
( 西南石 油 大学 油气藏 地质及 开发 工程 国家重 点工程 实验 室,成都 6 1 0 5 0 0 )

元素硫沉积对储层的伤害及解除

元素硫沉积对储层的伤害及解除

元素硫沉积对储层的伤害及解除摘要:论文综述了元素硫沉积的形成过程及其影响因素,并介绍了多种解除元素硫沉积的方法。

其形成过程包括硫微粒的溶解、析出、运移和沉积,影响元素硫沉积的主要因素有:天然气的组分、温度、压力、产量和渗流介质特征。

硫沉积的机理包括化学沉积和物理沉积。

解除硫沉积伤害的措施主要包括溶剂溶解硫、利用化学反应技术、酸化压裂技术以及除垢技术等。

还可利用生物技术消除来防治硫沉积。

关键词:硫沉积影响因素储层伤害解除1前言高含硫气藏是一类特殊气藏,其中硫沉积被认为是高含硫气藏开发三大难题之一,另外两大难题是硫化氢的剧毒性和强腐蚀性。

硫沉积过程是一个复杂过程:当溶解在酸性气体中的元素硫达到饱和后,随着压力和温度的降低,元素硫在酸气中溶解度将降低,元素硫析出,如果温度高于元素硫在该压力下的凝固点,则析出的硫为液态,液态元素硫会被高速气流携带出地层,不会对地层造成影响;如果地层温度低于硫的凝固点,则析出的硫为固态颗粒,析出的硫微粒一部分随气流移动,另一部分则沉积在孔隙表面,沉积在孔隙表面的硫微粒会占据孔隙空间,改变地层孔隙结构,从而引起渗透率变化,影响气井产能,严重时将堵塞地层,使气井报废。

2元素硫沉积过程及影响因素2.1 元素硫沉积的影响因素与硫沉积有关的参数包括天然气组分、温度、压力和产量等。

(1)天然气组分的影响硫在酸气中的溶解度直接与溶解在酸气中凝析气的多少以及凝析气的碳原子数有关。

高烷烃含量越多,硫的溶解度越高,越不利于硫的析出。

(2)温度、压力的影响硫沉积与井底、井口的温度和压力有一定的关系。

硫的沉积量取决于不同部位的温度和压力。

通常井口高压低温井比高温低压井出现硫沉积的几率小;井底高温井出现硫沉积的可能性大。

而对饱和元素硫的含硫天然气,温度和压力的改变将直接影响元素硫的沉积。

(3)产量的影响有无水产量、水产量高或低的井均有硫沉积的现象。

气体在井内的流速直接关系到气流携带元素硫的效率。

流速愈高,则愈能有效地使元素硫微粒悬浮于气体中带出,从而减少了硫沉积的可能性。

高含硫气井生产状况分析及应对措施探讨

高含硫气井生产状况分析及应对措施探讨

采气 速 度 ,才能 达 到 预 防硫 元 素 的大 量 析 出沉 积 ,
以便 获 得 良好 的经济效 益 。
( ) 严 重 的腐 蚀 性 。 取 天 东 5 1和 峰 1 4 — 5井 现
1 2 目前 高含硫 气 井分布 情 况 . 参 照 S / 6 6 —1 9 Y T 1 8 9 5划 分标 准 ,目前 投产 的 高含硫 气井 主要 分布在 西南 油气 田分 公 司所辖 的重
围 2I l 范 围 内 , 当 含 硫 饱 和 度 超 过 2 时 , 硫 l的 O
堵 就会 迅速 发生 ,并 且硫 的沉 积量 与距 井筒 中心距
称为高含硫 气藏 ,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ念 比较模糊 。19 9 5年 ,中国石
油 天 然 气 总 公 司 发 布 了 S / 6 6 — 1 9 “ 藏 分 Y T 18 95 气
H S含 量 4 l4 0g m。 ,对 H 9 _ 9 / ) S含 量 达 到 多 少 才
死 ( 硫堵 ) ,分 离 头 已开 始 堵 塞 ,清 洗 孔 板 时 也 发 现 A 面有黄 色沉 淀物 ( 硫磺 ) 同时在 模 拟试 验 撬 , 内发现 有 大量 的硫 沉积 。 ( )堵 塞井 筒 。硫 的沉积 主要 发生 在距 井筒周 2
庆 气 矿 ( 3 口井 ) 川 东 北 气 矿 及 罗 家 寨 气 田 有 8 、
场水 样作 试验 用水 样 ,天 东 5 1井 在 线 腐蚀 试 验 — 装置 卧 式 罐 下 层 混 合 物 ( 质 硫 含 量 9 以上 ) 单 5 和脱 硫 厂纯硫 磺粉 为现 场单 质硫 进行 室 内实验 。实
离 的平 方成 反 比 ,与压 降成正 比 ,这使 得单 质硫越
靠 近 井 筒 ,沉 积 越 迅 速 且 量 越 大 。 如 天 东 5 1 , — 井

元坝气田高含硫气井井筒堵塞物分析及解堵剂优化研究

元坝气田高含硫气井井筒堵塞物分析及解堵剂优化研究

元坝气田高含硫气井井筒堵塞物分析及解堵剂优化研究1. 引言1.1 背景介绍元坝气田是我国重要的气田之一,位于西南部地区。

该气田的天然气含硫量较高,使得气井产生堵塞问题成为普遍存在的情况。

气井井筒堵塞物是指在气井井筒内积聚的一种物质,会导致气井产能下降甚至完全堵塞。

针对高含硫气井井筒堵塞问题,进行详细的分析与优化研究具有重要意义。

随着我国天然气产量不断增加,气井堵塞问题已成为制约生产的重要因素。

特别是高含硫气田,硫化氢和硫化物等物质易形成堵塞物,影响气井正常产能。

对元坝气田高含硫气井井筒堵塞物的特点进行深入分析,探讨其形成机理和组成成分,对于解决堵塞问题具有重要意义。

本文将对元坝气田高含硫气井井筒堵塞物进行详细分析,并研究解堵剂的种类及作用机理。

针对现有的解堵剂进行优化研究,以期为高含硫气井井筒堵塞问题提供解决方案和技术支持。

通过本研究,对提高气井产能、降低生产成本具有积极意义。

【字数:262】1.2 研究意义元坝气田的高含硫气井井筒堵塞物是气井产能下降和生产受阻的主要原因之一。

对于高含硫气井井筒堵塞物的分析及解堵剂优化研究具有重要的意义。

通过对井筒堵塞物的研究,可以深入了解堵塞物的形成机理和组成成分,有助于采取有效的措施来预防和处理井筒堵塞问题。

研究解堵剂种类和作用机理,可以为解决井筒堵塞问题提供技术支持和解决方案。

通过解堵剂的优化研究,可以提高气井的产能和生产效率,降低生产成本,实现气田的可持续开发和利用。

本研究对于解决元坝气田高含硫气井井筒堵塞问题具有重要的实践意义和应用价值。

1.3 研究现状目前,针对元坝气田高含硫气井井筒堵塞问题的研究已经引起了广泛的关注。

随着气田的开发逐渐深入,高含硫气井井筒堵塞问题也变得日益突出。

在国内外的研究中,已经有一些关于气井井筒堵塞物的形成机理和解堵剂种类的研究成果。

针对高含硫气井井筒的堵塞问题,研究者们不断尝试各种解堵剂,并探究其作用机理,以寻找最有效的解决方案。

高含硫气藏元素硫沉积防治技术研究

高含硫气藏元素硫沉积防治技术研究
d o e u f e a d oh rtx c g s s la e n p e d rg n s l d n t e o i a e e k d a d s r a .Un e sa d n fte n Байду номын сангаас r fee n a u f ra d s l rd p s— i d r tn i g o au e o l me tls l n u u e o i h u f
to c a im ,p e ito n o to e h i u st i h—s f r g se po ain wa n i o tn a k. i n me h n s r d ci n a d c n r ltc n q e o a h g ul a x lr to s a mp ra tts u Ke r s:s u a e e o r lme tls lu ;de o i o y wo d o rg s r s r i ;e e n a u r v f p st n;c n r l i o to
此化学反应是一 可逆 反应 , 用 于高温 高压 地层 。当地 层 适 温度和压力增加 时 , 应 向生成 多硫 化氢 的方 向进行 ; 之 , 反 反 当 地层温度和压力 降低 时 , 应 向有利 于多硫 化氢 分解生 成硫 化 反 氢和元 素硫的方 向进行 , 可能会 发生元 素硫 沉积 。当气相 中溶 解的元素硫达到I 临界饱和度时 , 地层压 力继续 降低 , 元素硫就 则 会析出 , 并在一定条件下 沉积下来 , 堵塞地层 。
Z A i UHu — n ,W N i H O We,Y i r g A G Jn i g ( u u n rn h Z ogu nO le o ay SN P C, i u nD zo 3 16, hn ) P ga gBa c , h n y a iil C mpn , I O E Sc a ah u6 6 5 C ia f d h

高含硫气藏硫溶解度的关联和预测研究

高含硫气藏硫溶解度的关联和预测研究
学院油气储运工程专业 , 现为西南石油大学 在读硕士研究
更为有效的对硫的溶解 , 使得气相 中硫 的含量增 加; 反之 , 当压力和温度降低时 , 整个化学反应平
生, 主要从 事气 藏工 程及 提 高采 收率 等研 究 工作 。E—
mal y N y 6 @ 1 3 e m。 i:x 1 8 6 .o
式中 : 和 分别为 固相硫 和气相硫的逸度 ,a P。
多硫化物方向进行 , 使得硫能够更多地存在于天
然气 中。 当天然气 中的硫 化 氢 含 量较 高 时 , 以获 得 可
收 稿 日期 : 0 — 2 0。 2 6 1 — 5 0 作者简介 : 王颖, 17 女,98年生, 0 年毕业于西南石油 2 1 0


硫 沉积 是 高含 硫 气藏有 别 于普 通 气 藏 的重要 特 征 。硫 沉积 不仅 影 响 气 井产 能 ,
而且会对整个气藏的开发带来很 多危害, 因此, 正确计算和预测不 同条件下硫的溶解度具有十 分 重要 的意 义。鉴 于 高含硫 气 藏 中硫 沉积 实验研 究的难 度 , 对硫 的 溶 解与析 出类 似 于超 临 针
( ) 出: 3给

表 1 关 联 式 与 文 献 值 饱 和 蒸 汽 压对 比
) ( 3 )
式中: “ p 为固相硫的饱和蒸 汽压 ,a l P ; 为饱 和 盹
蒸汽 压下 固相硫 的逸度 系 数 ; 为 固相硫 的 摩尔 体积 , ・ o~; m m l R为普 适气 体 常数 ; T为绝 对温 度 , p为系统 压力 ,a K; P。 硫 组分 的气相 逸度 可按照 下式计 算含硫 气 体 区别 于 常规 气 体 高
2 硫沉积热力学模型
在地层高温 、 高压条件下 , 高含硫天然气往往

高含硫气田开采安全技术

高含硫气田开采安全技术

高含硫气田开采安全技术一、绪论含硫气田是指产出的天然气中含有硫化氢以及硫醇、硫醚等有机物的气田.硫化氢含量在2%~70%为高含硫化氢气田[1]。

世界上已发现了400多个具有商业价值的含硫化氢气田[1,2].而目前我国含硫气田(含硫2%~4% )气产量占全国气产量的60%.四川、渤海湾、鄂尔多斯、塔里木和准噶尔等盆地相继发现了含硫化氢天然气[1,3—10]。

硫化氢含有剧毒[10],对人员有一定的危害。

随着天然气勘探力度的不断加大,油气钻井的难度不断增加,含硫天然气田的开采变得格外重要,现已成为我国天然气开发的一个重要方向。

因此,对于高含硫气田开采过程的安全分析和安全管理变得格外重要.文章通过对高含硫气田开采过程进行分析,从人机物法环角度,提出安全管理的要求,并对易发情况提出应对措施。

二、我国高含硫气田概况1.我国高含硫气田基本情况天然气属于清洁能源,大力发展天然气工业是中国重大能源战略决策。

中国高含硫天然气资源丰富,开发潜力巨大.截至2011年,中国累计探明高含硫天然气储量约123110m ∧⨯,其中90%都集中在四川盆地[11].从20世纪50年代至2000年,中国石油天然气集团公司己在四川盆地开发动用高含硫天然气831402.510m ∧⨯,2000年后随着川东北地区下三叠统飞仙关组气藏和龙岗二、三叠系礁滩气藏的探明,更是迎来了高含硫天然气开采高峰(表1)[12].随着海相天然气资源勘探力度的加大,中国高含硫天然气探明储量将进入快速增长期,为进一步加快高含硫气田开采奠定了资源基础.除天然气外,硫磺也是高含硫气田所蕴藏的宝贵资源。

因此,安全、经济、高效地开采天然气并将有毒硫化氢转化为硫磺,对优化能源结构和节能减排意义重大.表1 四川盆地主要的高含硫气田统计表2. 高含硫气藏划分标准高含硫气藏开发的先导性试验从20世纪60年代开始进行(试验井是卧龙河气田的卧63井,其2H S 含量3419.490/g m ),对2H S 含量达到多少才称为高含硫气藏,概念比较模糊。

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石 油 地 质
・. L - ・J _ Cj
由秘 熬 2 7 01 期 3 3年第

含硫 气 藏 硫 沉 积 对 气 井产 能 影 响
蒋 鑫① 刘 启 国 ’ 苑珊 珊②
( 西 南石油大学 ① ② 中石油川庆 } I


高含硫气藏在开 发过程 中,随着压力的下降 ,将 会发 生元素硫 的沉积 .堵塞孔 道 ,导致孔隙度及渗透 车降低 ,影响 气井
1 硫沉积对孔隙介质 的影响
高含硫气 藏在开发早期 ,由于地层压 力降 低较小 ,元素 硫析出沉 秘的量不多 , 此地层孔隙度和渗透率下降并不太明显 。但到 了开发 的中后 期 .疏沉积 达到一定 规模后就 将引 起孔隙度和 渗透 率迅速降
低 ,甚至堵 塞孔遭 ,使气井停产或报废 。因此硫沉积对孔隙 介质存在 较为严 重的物理影响 。其主要反映在对地 层孔隙度和渗透 率的影响。
23 模 型 辅 助 方 程 .
没高含 硫天然气 中除元素硫以外 有n 个组 分 ,则上述 方程中含有 n 1个 未知数 。若要 求解这 些未知数 ,则需 要n 1个 方程 。上 述已 +2 +2 经有 了n 8 方程 .因此还需 要4 +个 个辅 助方程 。这些辅 助方程 补充如
产能,本 文根据 元素硫溶 解度与压力 关 系.利 用气藏 稳定渗 流理 论 ,建 立了元 素硫 析 出、运移 、吸 附及地层伤 害的沉积 气固数 学模 型 并运用该模型计算元素硫沉积对 气井产能的影响:为 高含硫 气藏地层硫 沉积及气藏合理开发提供 了理论依据 关键 词 硫沉积 渗 流 产能 数学模型
22 基 本 缀 分 方 程 组 .
Vc V : +
VV V= + + 嗟 ( 妄c ) + )(J 妒 +
V r
璺 d型 +

( 9 )
… .
c —

其中第一个 方程为气相连 续性方程 ,第二个方程为元素硫连续性 方程 ,第三个方程为非硫组分连续性方程。
1 硫 沉 积 对 地 层孔 隙度 的影 响 . 1
方程组() 中的第一个方 程反映 了堵 塞对 渗透率的 ” j式 滚雪球 ” 效应 的影响 ;而第二个 方程 反映了沉积对非堵塞通道渗透 率的幂律效 应 影 响 。 该 渗 透 率 伤 害 模 型 的 实 际 应 用 已 分 别 由 G asi dnk 、 S uh  ̄ 19 年 ) h t o s k19 年) h ca ( 8 和B a、K v e ( 9 用实验数据进 行了验 证: 9 c 9 应用 截维级 数逼近 的方 法,(试 可 简化 知 :地层孔隙度的影响因素主要包括岩石 矿物成 分、 岩石骨架 中颗粒的排列方式 及分选性和地层埋藏深度等 高含硫 气藏 中的硫沉积相当于在不流动的岩石骨架上增J 了一新的矿物成分 J u
I = ( ) K 1 +
C vn cehe 19 年) ia和S h ct ( 2 根据堵塞非堵塞连通模型提 出描述岩心 r9 平均渗透率关系式 :
造 成在岩心两端的压力差不同 ,使得硫的析 出量不 同。也说明当温度 定的情况下 ,影响硫沉积的因素主要是压 力,实验川渗透率伤害系 数(D ) 硫沉积对岩石渗透 率的影响 。回归得到描述这 一变化的 P F 定义

( ) 2 含硫天然 气初始饱和溶解 有元素硫 ,这 里的 “ 溶解 ”包括 了物理溶解和化学溶解两类 ; r) 元素硫在 天然气 中的溶解主要受压力和温度影响 ; 3 () 4 气流流动符合达西定律 ;


硫。增 J的单质硫将会 占据一定的孔隙空问 ,而引起地层孔隙度的降 J u
低。


() 7
将() 代入() 有 : 6 式 7 式
K = KP — + x (+ £ o 1 扫 ) e () 8
没地层孔隙中沉积的硫的质量为m 则沉积 硫的体积 为:
程;
整理上式 可得 :
△ 0 % : V x10 () 3
() 3式为岩石孔隙度因硫沉 积的变化 量: 1 硫 沉积对地层渗透率的影响 . ! 岩石渗透 率是根据达西定律来定义的 。其物理 意义 为:当岩心全 部孔隙 充满单相 流体 .并在岩心孔隙 中流动 ,岩石成分不 与流体发生 化学和物理 化学作用 的条件下 ,流体 通过一 定截面 的岩石孔 隙的能 力。岩石渗透率值代表了多孔介质 q 隙通道面积的大小和孔隙弯曲 qL 程度,凼此可以 '岩石渗透 率的值仅取决于岩石的孔隙结构参数 。从 兑 前面一节分析中可知 :当硫沉积发生时 .地层孔隙度将发生变化 。即 岩 石的孔隙结构发生变化 .因此岩石的渗透性也将因孔隙结构的变化 而变化 在碳酸盐岩高含硫油气藏 中 ,用于描述因硫沉积而引起岩石 渗透率变化的方法主要有 以下几种 : () 1 实验经验式法 SeiA2 )年) hd (X d (2 通过实验研究 了在 高含硫 碳酸盐岩油藏 中硫沉积对地层渗透 率的影响 。在 实验 中 ,硫沉积 的变 化是通过 不同的岩心流体驱动速度和初始含硫浓度来实现 。并指 出: 流体流动速度是对硫沉积影响的主要 因素 。这是 因为不 同的流动速度
() 1

2 高含硫气藏硫微粒运移沉积气 固数学模型
21 基 本 假 设 条件 .
假 设沉积 的琉 在压 力下不发生 体积变 形 ,则 此时地 层的孔 隙度
为:


×l0 o%
() 2
高含硫气藏是一类特殊的 、具有高危毒性的气藏。其渗流特征和 相态变化特 征具有较 大的复杂性 .彳 多领域( I 皂 如硫 微粒的运移 、沉积 等) 实验 中也很 难研究 ,因此在其模 型研 究的时候 ,为了简化研究 在 的复杂性 . 对研 究对 象作一 定的假 没。 f )假 设地 层温 度恒 定 ,即高 含 硫气藏 的开 发是 一个恒 温过 1
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