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高含硫气藏近井地带井筒一体化生产动态研究

杨泓波  
【摘要】:高含硫气藏流体含有H2S、CO2等非烃类气体,且溶解有元素硫。水和酸性气体的存在影响气藏流体性质;随着气藏开采储层压力下降导致元素硫溶解度降低,气藏温度高于元素硫在该压力温度下的凝固点,硫将以液态析出,形成气-水-液硫的多相复杂渗流流型,硫吸附沉积会影响近井地带孔渗;井筒流体所含元素硫会影响井筒压降和温度降,而储层渗流和井筒流动是连续而相互影响的整体。为了更好的预测高含硫气藏生产动态,本文将高含硫气藏整个生产系统划分为储层渗流和井筒流动两个子过程,分别建立储层气-水-液硫渗流数学模型及井筒气-水-硫流动模型,通过井底压力、产量及硫溶解度等作为交界面条件实现高含硫气藏近井地带井筒一体化生产动态模拟。以近井地带及井筒一体化研究为目标,本文取得主要成果如下:(1)针对酸性气体进行偏差因子、密度及含水的黏度校正,分析元素硫溶解、析出存在方式及对储层物性、井筒流动造成的影响,得出酸性气体物性参数随压力变化而改变,水的存在主要对黏度产生影响;当储层温度高于此压力温度条件下硫凝固点,硫主要通过物理过程以液硫相析出,对储层物性、井筒压力温度分布造成影响。(2)建立能够描述高含硫气藏近井地带气-水-液硫渗流的基质-裂缝数学模型,运用matlab编程进行差分求解,结合实例验证本文模型准确性,发现产气量、产水量、初始硫含量对生产时间内井底流压产生较大影响。(3)针对高含硫气井井筒流体流动特性,分别建立高含硫气井单相、气-水-液硫相、气-水-固硫相井筒压力模型及井筒非稳态温度模型,进行压力温度耦合计算完成井筒压力温度分布研究;通过将气藏混合流体不含硫时与商业软件Pipesim模拟结果对比,验证模型正确性。分析表明,混合流体析出硫、气井配产、初始硫化氢含量对井筒压力分布有较大影响,对井筒温度分布影响较小。(4)分析近井地带渗流及井筒流动一体化计算必要性,以井底流压、产量为边界条件,对储层井筒两个子系统进行连续求解,实现一体化生产动态分析。(5)结合实例进行一体化计算,表明储层模拟井底流压与井筒模拟井底流压有较好吻合,证明本文一体化计算正确性,且水及液硫存在对一体化计算有影响。对硫的存在进行分析,结果表明元素硫以液态析出,近井地带井筒中会出现气-液硫复杂渗流。近井地带井筒一体化计算表明,气井配产、产水量及初始硫含量均对气井生产时间、井底流压、井筒压力分布有较大影响,而对气井温度分布影响很小;混合流体硫化氢含量较少,对气井生产动态影响较小。


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