本文關鍵詞：高含硫氣藏儲層井筒一體化模擬研究　出處：《西南石油大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 高含硫氣藏 氣固兩相流 滲流模型 數(shù)值模擬 井筒溫度壓力 一體化

【摘要】：在我國四川盆地地區(qū)有許多高含硫氣藏,與常規(guī)氣藏相比,該類氣藏天然氣成分中包含有H2S,CO2等酸性氣體,同時還溶解有元素硫,酸性氣體的存在必然影響氣體性質(zhì)。隨著開采的進行,儲層壓力的降低造成元素硫的析出使得流動變成復雜的氣固兩相流,同時元素硫的沉積對儲層的孔隙度滲透率產(chǎn)生影響。在高含硫氣井井筒中,酸性氣體的存在以及從儲層中攜帶出的硫以及井筒壓力條件下析出的硫也會影響氣井井筒溫度和壓力的分布。儲層和井筒的流動是一個連續(xù)的過程,儲層條件的改變也會造成井筒溫度壓力分布的變化。建立能夠描述高含硫氣藏滲流和井筒流體流動的數(shù)學模型并求解計算,實時反映儲層和井筒動態(tài)參數(shù)的變化,能夠為高含硫氣藏的高效開發(fā)提供參考依據(jù),具有重要的指導意義。本文以實現(xiàn)高含硫氣藏儲層井筒一體化模擬為目標,主要開展了以下一些研究,并取得了以下一些認識:(1)高含硫氣藏流體的流動特征研究,包括H2S的來源與性質(zhì),元素硫的溶解析出特征,以及元素硫在儲層中的運移、沉降、吸附特征,高含硫氣體物性參數(shù)特征等;高含硫氣體物性參數(shù)如偏差因子,粘度,密度等需要進行酸性校正。(2)基于Warren-Root雙重介質(zhì)模型建立了用于描述高含硫氣藏儲層流體流動的氣固兩相滲流數(shù)學模型,對模型進行數(shù)值求解,并通過與文獻中的模擬數(shù)據(jù)結果進行對比,驗證模型的可靠性,并分析了井底壓力曲線發(fā)生陡降的原因。(3)建立高含硫氣井井筒單相流動的溫度壓力模型以及考慮析出硫為固態(tài)時的氣固兩相流動的井筒溫度壓力模型,給出井筒溫度壓力耦合計算算法;通過與商業(yè)軟件Pipesim的計算結果進行對比,保證模型的正確性。運用所建立的模型對比單相流和氣固兩相流的井筒溫度壓力計算結果,發(fā)現(xiàn)氣固兩相流計算的溫度壓力比單氣相時偏低,說明兩相流能量損失,熱量損失更大一些。并發(fā)現(xiàn)在井筒流體中硫較少時,兩相流對溫度壓力計算結果影響并不大。(4)在儲層滲流模型和井筒溫度壓力模型的基礎上,將兩部分以井底壓力為銜接點進行連續(xù)求解,從而實現(xiàn)一體化計算。(5)建立機理模型分別對比了考慮硫析出沉積和不考慮硫析出沉積對儲層和井筒的影響,以及通過改變初始含硫量來分析硫的析出沉積量的多少對儲層和井筒的影響,結果發(fā)現(xiàn)硫沉積降低了穩(wěn)產(chǎn)時間,并且初始含硫量越大,穩(wěn)產(chǎn)時間越短;井筒中析出的硫降低井筒溫度,但析出較少時影響并不大,甚至可以忽略。(6)通過生產(chǎn)實例對高含硫氣藏進行儲層井筒一體化模擬,模擬計算該區(qū)塊儲層硫沉積,孔隙度,滲透率等參數(shù)及井筒溫度壓力剖面隨時間的變化,為高含硫氣藏的動態(tài)預測分析提供參考。
[Abstract]:There are many high sulfur gas reservoirs in Sichuan Basin area of China. Compared with conventional gas reservoirs, these gas reservoirs contain acid gases such as H _ 2S _ 2 _ 2 and dissolved elemental sulfur. The existence of acid gas will inevitably affect the gas properties. With the development of production, the reduction of reservoir pressure leads to the release of elemental sulfur, which makes the flow into a complex gas-solid two-phase flow. At the same time, the deposition of elemental sulfur has an effect on the porosity and permeability of the reservoir. The presence of acid gas, sulfur from reservoir and sulfur from wellbore pressure will also affect the distribution of wellbore temperature and pressure. The flow of reservoir and wellbore is a continuous process. The change of reservoir condition will also cause the change of wellbore temperature and pressure distribution. The mathematical model which can describe the percolation and wellbore fluid flow in high sulfur gas reservoir is established and solved. Reflecting the change of dynamic parameters of reservoir and wellbore in real time can provide reference basis for the high efficiency development of high sulfur gas reservoir and has important guiding significance. The aim of this paper is to realize the integrated well bore simulation of high sulfur gas reservoir. The following researches have been carried out, and some understandings have been obtained as follows: 1) the fluid flow characteristics of high sulfur gas reservoirs, including the source and properties of H 2S and the characteristics of elemental sulfur dissolution and precipitation. And the migration of elemental sulfur in the reservoir, sedimentation, adsorption characteristics, physical properties of high sulfur gas, etc. High sulfur gas physical parameters such as deviation factor, viscosity. Based on the Warren-Root dual medium model, the mathematical model of gas-solid two-phase percolation is established to describe the fluid flow in high-sulfur gas reservoirs. The model is solved numerically, and the reliability of the model is verified by comparing the results with the simulation data in the literature. The reason of the steep drop of bottom hole pressure curve is analyzed.) the temperature and pressure model of single phase flow in high sulfur gas well and the temperature and pressure model of gas-solid two-phase flow with sulfur precipitation as solid state are established. The calculation algorithm of wellbore temperature and pressure coupling is given. By comparing the calculation results with commercial software Pipesim to ensure the correctness of the model, the established model is used to compare the wellbore temperature and pressure calculation results of single-phase flow and gas-solid two-phase flow. It is found that the temperature and pressure calculated by gas-solid two-phase flow is lower than that of single gas phase, which indicates that the energy loss and heat loss of two-phase flow are higher than that of single gas phase flow, and it is found that when sulfur is less in wellbore fluid. The effect of two-phase flow on the calculation results of temperature and pressure is not great.) on the basis of reservoir percolation model and wellbore temperature and pressure model, the two parts are solved continuously with bottom hole pressure as the junction point. Thus, the mechanism model is established to compare the effects of sulfur deposition and no sulfur deposition on reservoir and wellbore, respectively. By changing the initial sulfur content to analyze the influence of the amount of sulfur deposition on the reservoir and wellbore, the results show that sulfur deposition reduces the stable production time, and the higher the initial sulfur content, the shorter the stable production time; The sulfur emitted from the wellbore reduces the wellbore temperature, but when the precipitation is less, the influence is not great, even can be ignored. 6) through the production example to carry on the wellbore integration simulation to the high-sulfur gas reservoir. The parameters such as sulfur deposition porosity permeability and wellbore temperature and pressure profile in this block are simulated and calculated with time which provides a reference for the performance prediction and analysis of high sulfur gas reservoirs.
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE37

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本文編號：1425296