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《西南石油大学》 2006年
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高含硫气藏特殊流体相态及硫沉积对气藏储层伤害研究

杨学锋  
【摘要】:随着世界能源需求的日益加大,高含硫气藏在整个天然气工业生产中的地位越来越突出。然而,与普通气藏不同,高含硫气藏具有特殊的高压流体PVT性质、元素硫沉积、气液固相互转化及非达西流动等复杂特征,这给该类气藏开发带来了极大的困难和挑战,同时由于高含硫气藏开发方案及其开发动态预测的不可靠性,将给工程项目管理、环境保护以及社会发展造成严重的危害。引起世界广泛关注的2003年12月23日重庆开县罗家寨飞仙关鲕滩气藏发生的悲剧性特大罕见井喷事故和2006年3月25日开县高含硫天然气泄漏事故给了油气田开发工程研究领域深刻的启示。为此,本文对高含硫气藏流体高压PVT物性参数计算、高含硫气藏特殊流体相变、元素硫溶解度的预测和关联,以及元素硫沉积对气藏储层伤害等内容进行深入研究。这些研究内容也是国家自然科学基金项目(“高含硫裂缝性气藏流体相变与气液固耦合综合模型研究”)的主要研究成果。 以前人的实验研究成果为基础,采用建立理论模型和模型应用相结合的研究方法开展了以下工作: (1)归纳高含硫气体高压PVT物性参数的计算方法,并以实验研究成果为基础,比较各计算方法的优缺点和准确性。 (2)研究高含硫气体混合物中的特殊相态变化,包括元素硫的溶解与沉积、元素硫凝固点变化、元素硫相态变化特征、元素硫和纯硫化氢混合物相态变化特征以及元素硫和高含硫混合物相态变化特征等内容。 (3)元素硫在高含硫气体中的溶解与沉积过程实质上是溶质在超临界流体中的溶解与萃取过程,利用超临界流体相平衡的相关理论,建立高含硫气体中气固相平衡热力学模型。 (4)利用热动力学相平衡原理,建立高含硫气体中硫溶解与沉积的气-液-固三相相平衡的热力学数学模型,并利用实验结果对模型进行分析验证。 (5)在达西和非达西流动条件下建立元素硫沉积预测模型,并运用该模型模拟计算元素硫沉积对高含硫气藏储层的伤害程度。 通过以上研究,本文取得了以下主要研究成果和结论: (1)LBC经验公式法预测酸性气体粘度准确性较高,而LG及其校正法仅能用于常规气体粘度的预测,若用于酸性气体粘度时偏差较大。 (2)通过引入超临界流体中的压缩气体模型,建立了高含硫气藏中硫溶解度的关联和预测模型,通过实例计算发现,该模型能准确的计算和预测高含硫酸性气体
【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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