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《西南石油大学》 2006年
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高含硫碳酸盐岩气藏低伤害酸压技术及压后硫沉积规律研究

曾平  
【摘要】:高含硫天然气是非常规天然气的重要组成部分,在我国四川盆地和渤海湾盆地有着十分丰富的储量,其探明地质储量已经超过5000×10~8m~3,高效、安全开发该类气藏对解决社会经济发展与日益严重的能源供给不足之间的矛盾具有重要的战略意义。而高效、安全开发高含硫气藏还面临着诸多亟待解决的问题,如硫化氢的腐蚀性、元素硫的沉积以及高含硫碳酸盐岩储层的低伤害改造等,对这些问题的深入研究是开发该类气藏的前提和基础。 本文围绕高含硫碳酸盐岩气藏高效开发技术的两个热点,即低伤害酸压技术和压后硫沉积规律展开,前者研究了控制酸压过程中铁离子和硫的沉淀,降低储层伤害,提高酸压效果的方法;后者从理论的角度研究了气井生产过程中硫在地层和人工裂缝的沉积规律,建立了硫沉积预测模型,对分析硫沉积的影响因素、气井的生产动态以及人工裂缝对硫沉积的作用等都有着重要的实用价值,且能为酸压改造措施的优化设计提供参考。 本文根据化学热力学理论和离子平衡理论,分析了高含硫化氢条件下铁离子的沉淀沉淀行为和条件,并在此基础上通过室内实验研制了由改性植酸、控硫剂、硫化氢吸收剂HA和复合型乳化剂PM共同组成的乳化酸体系。实验研究表明该体系能有针对性地控制铁离子与硫离子的作用,使反应生成可溶性的硫化物;另一方面通过硫化氢吸收剂屏蔽或消耗掉可能与铁离子作用的硫化氢,减小铁离子与硫离子作用的几率,从而达到有效控制铁离子和单质硫沉淀,减小对储层的二次伤害,提高改造效果的目的。 硫在地层和生产管线中沉积是高含硫气井生产过程中的常见现象,不仅给生产设备带来严重危害,也使得地层及人工裂缝的导流能力下降甚至完全堵塞,是影响该类气藏高效经济开发的重要因素之一。本文从分析硫沉积机理入手,研究了影响硫沉积的因素,并从微观角度研究了硫沉积到渗流通道后造成堵塞的机理及气流水动力对固相硫颗粒在渗流通道中传输和运移的作用,建立了相应的数学模型,为研究硫沉积预测模型奠定了基础。 气井酸压改造后,气体的渗流通道主要包括基岩孔隙和裂缝两种不同性质的介质,渗流空间大小明显不同,本文根据渗流介质基本特征并运用物质平衡原理,分别建立了相应的模型来描述两种介质中硫沉积与各因素之间的作用关系。对基岩中硫沉积的描述,充分考虑了气流水动力的作用和在不同流速条件下硫颗粒的运动特征。而对于酸压裂缝中的硫沉积,由于裂缝空间尺寸相对基岩孔隙大得多可以近似地看作是由堵塞和非堵塞两种类型的通道组合而成,在此假设的基础上,文中给出了两种通道中硫沉积的关系模型,两者叠加则可以描述裂缝内硫的沉积
【学位授予单位】:西南石油大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TE258

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