本文關(guān)鍵詞：高含硫裂縫性氣藏儲(chǔ)層傷害數(shù)學(xué)模型，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《西南石油大學(xué)》 2010年

高含硫氣藏硫沉積儲(chǔ)層傷害實(shí)驗(yàn)及模擬研究

張文亮  

【摘要】： 高含硫氣藏作為非常規(guī)氣藏重要組成部分,在我國四川盆地川渝地區(qū)有著廣泛的分布。該類氣藏在開采過程中,隨著氣體產(chǎn)出,地層壓力不斷下降,元素硫?qū)⒁詥误w形式從載硫氣體中析出,且在適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下以固態(tài)硫的形式存在,并在儲(chǔ)層巖石的孔隙喉道中沉積,從而堵塞天然氣的滲流通道,降低地層有效孔隙空間及滲透率,影響氣井的產(chǎn)能。 本文在硫沉積儲(chǔ)層傷害實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,針對高含硫氣藏復(fù)雜滲流特征,突破傳統(tǒng)意義上經(jīng)典的滲流理論,基于空氣動(dòng)力學(xué)氣固理論描述硫微粒在多孔介質(zhì)中的運(yùn)移和沉積,建立了考慮硫沉積的高含硫氣藏氣液固耦合綜合數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了硫沉積機(jī)理研究,為高含硫氣藏氣井合理配產(chǎn)、開發(fā)動(dòng)態(tài)指標(biāo)預(yù)測、氣藏開發(fā)方案編制和產(chǎn)能建設(shè)提供了科學(xué)依據(jù)。 取得的主要成果如下： (1)采用實(shí)驗(yàn)和理論相結(jié)合的研究方法,自主研發(fā)了硫沉積實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)裝置,建成了國內(nèi)唯一的硫沉積評價(jià)實(shí)驗(yàn)室。物理模擬測試了多孔介質(zhì)中H2S-CO2-H2O-固態(tài)硫-天然氣共存體系相態(tài)特征參數(shù)。應(yīng)用研制的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,實(shí)驗(yàn)證實(shí)了地層中確實(shí)有元素硫沉積,硫沉積與溫度與壓力、氣體流動(dòng)速度、氣體組分及H2S含量、地層孔隙結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。 (2)建立了一套基于熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的硫沉積預(yù)測模型,形成了一套硫析出和硫沉積的判斷準(zhǔn)則,為硫沉積準(zhǔn)確預(yù)測和防治提供了理論支持。 (3)研究了普光氣田地層硫沉積的機(jī)理,并結(jié)合普光氣田開發(fā)方案及氣藏工程和滲流力學(xué)理論,對普光氣田地層硫沉積的開始時(shí)間進(jìn)行預(yù)測。 (4)將非平衡相變理論引入地層硫沉積中,對普光氣田開發(fā)過程中不同開發(fā)階段地層硫沉積的徑向分布進(jìn)行描述,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步預(yù)測不同時(shí)刻硫沉積對氣井產(chǎn)能的影響。 (5)建立了高含硫氣藏元素硫在孔隙介質(zhì)中運(yùn)移沉積模型和氣-液-固耦合綜合模型,研制出適應(yīng)高含硫氣藏開發(fā)的數(shù)值模擬軟件。應(yīng)用該軟件進(jìn)行了普光氣田開發(fā)方案設(shè)計(jì)與開發(fā)指標(biāo)預(yù)測研究。為普光氣田高效開發(fā)制定了合理的工作制度參數(shù),為氣田穩(wěn)產(chǎn)及產(chǎn)能接替提供了重要理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TE258
【目錄】：

摘要4-5

Abstract5-10

1 緒論10-17

1.1 研究目的與意義10-11

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及進(jìn)展11-13

1.2.1 硫在酸氣中溶解度的物理模擬及預(yù)測模型研究11-12

1.2.2 硫沉積對儲(chǔ)層傷害的實(shí)驗(yàn)及預(yù)測模型研究12-13

1.2.3 硫化氫氣體及硫在地層中的吸附13

1.3 研究目標(biāo)及技術(shù)路線13-15

1.3.1 研究目標(biāo)13-14

1.3.2 研究方法與技術(shù)路線14-15

1.4 論文完成的主要工作及創(chuàng)新15-17

1.4.1 論文完成的主要工作15-16

1.4.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)16-17

2 普光氣田地質(zhì)特征及開發(fā)特征17-32

2.1 地層特征17

2.2 物性基本特征17-19

2.3 儲(chǔ)層物性分布特征19-20

2.4 氣藏特征20-22

2.4.1 流體性質(zhì)20

2.4.2 流體分布特征20-21

2.4.3 地層壓力與溫度21-22

2.4.4 氣藏類型22

2.5 普光氣田2009年產(chǎn)能分析22-32

3 高含硫氣藏硫沉積生成條件和析出條件研究32-52

3.1 硫沉積生成條件和析出條件研究32-37

3.1.1 硫的存在狀態(tài)32-33

3.1.2 元素硫的運(yùn)載機(jī)理33

3.1.3 硫沉積的熱力學(xué)機(jī)理33-37

3.2 硫沉積動(dòng)力學(xué)機(jī)理37-47

3.2.1 顆粒在氣流中的受力38-40

3.2.2 孔隙表面顆粒的受力40-41

3.2.3 攜帶顆粒臨界氣流速度41-44

3.2.4 硫析出條件判定44-47

3.3 硫沉積對孔隙介質(zhì)的影響47-50

3.3.1 硫沉積對地層孔隙度的影響47-48

3.3.2 硫沉積對地層滲透率的影響48-50

3.4 硫沉積的影響因素50-52

4 高含硫氣藏硫沉積對儲(chǔ)層傷害研究52-82

4.1 元素硫溶解度測定52-57

4.1.1 析出的單質(zhì)硫現(xiàn)象觀察52-55

4.1.2 元素硫溶解度實(shí)驗(yàn)測試55-57

4.2 氣液固相平衡組分硫計(jì)算57-62

4.2.1 相平衡時(shí)物質(zhì)平衡方程57-60

4.2.2 氣液固三相相平衡計(jì)算60-62

4.3 衰竭過程硫沉積儲(chǔ)層傷害實(shí)驗(yàn)62-68

4.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>62

4.3.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)62-63

4.3.3 實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)步驟63-68

4.4 硫沉積對儲(chǔ)層傷害實(shí)驗(yàn)研究68-78

4.5 硫沉積儲(chǔ)層傷害影響因素實(shí)驗(yàn)研究78-82

4.5.1 滲流規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究78-79

4.5.2 氣質(zhì)對儲(chǔ)層巖石損害的影響79-80

4.5.3 初始?jí)毫?chǔ)層巖石損害的影響80-82

5 普光氣田地層硫沉積分布規(guī)律及對產(chǎn)能影響研究82-100

5.1 普光氣田地層硫沉積相態(tài)確定82-83

5.2 地層硫沉積理論預(yù)測模型83-86

5.3 徑向上地層硫沉積分布規(guī)律86-88

5.4 普光氣田徑向上地層硫沉積影響范圍確定88-91

5.5 普光氣田地層硫沉積對氣井產(chǎn)能的影響91-100

5.5.1 液態(tài)硫沉積對普光氣田氣體滲透率的影響91-92

5.5.2 考慮硫沉積的氣體滲流模型建立92-94

5.5.3 普光氣田不同開發(fā)階段地層硫沉積對氣井產(chǎn)能的影響94-100

6 高含硫氣藏氣液固耦合綜合數(shù)學(xué)模型100-125

6.1 綜合數(shù)學(xué)模型基本假設(shè)條件100-101

6.2 氣液固耦合綜合數(shù)學(xué)模型101-104

6.2.1 基本微分方程組101

6.2.2 模型輔助方程101-102

6.2.3 邊界條件102

6.2.4 初始條件102-103

6.2.5 元素硫析出及硫微粒運(yùn)移沉積模型103-104

6.3 氣液固耦合綜合數(shù)學(xué)模型差分化104-111

6.3.1 差分方程的建立104-108

6.3.2 差分方程的線性化處理108-110

6.3.3 差分方程的求解110-111

6.4 程序框圖111-114

6.5 氣液固耦合綜合數(shù)學(xué)模型的算例驗(yàn)證114-117

6.6 硫沉積模擬應(yīng)用實(shí)例一117-120

6.7 硫沉積模擬應(yīng)用實(shí)例二120-125

7 結(jié)論及建議125-127

7.1 研究結(jié)論125-126

7.2 建議126-127

致謝127-128

參考文獻(xiàn)128-130

符號(hào)說明130-131

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4 記者 李靜;[N];中國石化報(bào);2008年

5 程澤 江書程 張盛文;[N];中國石化報(bào);2004年

6 馬獻(xiàn)珍;[N];中國石化報(bào);2009年

7 朱潤忠;[N];中國石化報(bào);2009年

8 通訊員 劉潤蘭;[N];中國石油報(bào);2008年

9 通訊員 邢英霞;[N];中國石油報(bào);2010年

10 通訊員 許忠　謝銀娣 徐志敏;[N];哈密日報(bào)(漢);2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張文亮;高含硫氣藏硫沉積儲(chǔ)層傷害實(shí)驗(yàn)及模擬研究[D];西南石油大學(xué);2010年

2 付德奎;高含硫裂縫性氣藏儲(chǔ)層綜合傷害數(shù)學(xué)模型研究[D];西南石油大學(xué);2010年

3 何健;碳酸鹽巖氣藏?fù)p害描述及應(yīng)用研究[D];西南石油學(xué)院;2005年

4 羅瑞蘭;深層氣藏介質(zhì)變形滲流機(jī)理及氣藏工程應(yīng)用研究[D];中國石油大學(xué)（北京）;2006年

5 鄭軍;大牛地老區(qū)低滲致密多層疊合砂巖氣藏穩(wěn)產(chǎn)技術(shù)對策研究[D];成都理工大學(xué);2011年

6 張勇;高含硫氣藏硫微粒運(yùn)移沉積數(shù)值模擬研究[D];西南石油大學(xué);2006年

7 劉濱;低滲砂巖油藏高含水期注氣開發(fā)機(jī)理研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2012年

8 霍進(jìn);水驅(qū)后轉(zhuǎn)注蒸汽開發(fā)稠油油藏精細(xì)油藏描述與數(shù)值模擬研究[D];西南石油學(xué)院;2004年

9 熊湘華;低壓低滲透油氣田的低傷害壓裂液研究[D];西南石油學(xué)院;2003年

10 王紅濤;稠油油藏注蒸汽儲(chǔ)層物性參數(shù)變化規(guī)律及治理技術(shù)研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳依偉;高含硫氣井井筒硫沉積預(yù)測研究[D];西南石油大學(xué);2010年

2 謝姍;高含硫氣藏氣井重復(fù)壓裂時(shí)機(jī)研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2012年

3 袁帥;普光高含硫氣藏產(chǎn)能分析方法研究及其應(yīng)用[D];西南石油大學(xué);2012年

4 蔣和煦;五百梯生物礁氣藏精細(xì)描述[D];成都理工大學(xué);2011年

5 郝煦;蜀南嘉陵江水侵活躍氣藏出水特征及治水措施研究[D];成都理工大學(xué);2010年

6 黃雪松;高含硫氣田井筒管材優(yōu)選研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2008年

7 王大成;大牛地氣田盒3氣藏增壓時(shí)機(jī)預(yù)測及效果評價(jià)[D];成都理工大學(xué);2011年

8 劉云;氣藏水侵早期識(shí)別方法及水侵量計(jì)算研究[D];成都理工大學(xué);2011年

9 陳懷剛;磨溪嘉二氣藏氣井不穩(wěn)定產(chǎn)能評價(jià)研究[D];西南石油大學(xué);2010年

10 金鵬;蜀南地區(qū)廟高寺氣田茅口組氣藏挖潛研究[D];成都理工大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：高含硫裂縫性氣藏儲(chǔ)層傷害數(shù)學(xué)模型，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：213259