高含硫气藏元素硫沉积防治技术研究
高含硫气藏中硫沉积机理及预测模型分析
1 硫 沉 积 机 理
油 气 开采 中最 常发 生硫 沉 积的部 位 在压力 波 动 较 大 的降 压 设 备 下 游 。影 响 硫 沉 积 的 因 素 并 不 单
一
要 急 速下 降 , 但 实 际 的 硫 沉 积是 伴 随 着 压 力 和温 度
的变 化而 沉积 的 , 无法 满足 反应 条件 。
[ 中 图分类 号 ] T El 3 3
[ 文献 标 识码 ] A
[ 文章 编号 ] 1 6 7 3 — 5 9 3 5 ( 2 0 1 3 ) 0 1 一 O 0 1 5 — 0 3
1 . 1 化 学 反 应
高 含硫 气藏 是 非 常规 气 藏 的 重要 组 成 部 分 , 近 年 来 随着 大批 高含 硫 气 藏 的出 现 , 含 硫 天 然气 开 发 和运输 的 相关 问题 也 随之 出现 , 其 中急 于 解决 的 问 题 之一 就是 硫 沉积 。 HU 等 [ 1 ] 研究 了酸性 气 体 井 眼 中硫 的沉 积机理 和 分 布状 态 , 并 计 算 了 由井底 向 地 面输送 硫 的 临 界 速 度 。P a c k等 [ 2 研 究 了元 素 硫 及 其 他颗 粒 物 的形 成 和沉 积在 输气 管道 中最 可 能优 先 发 生 的部 位 。罗 美 伦 等口 在 假设 方 程下 , 计 算 了 元 素 硫 的沉 积体 积 , 并 推 导 了存 在 硫 沉 积 气 藏 的 物 质 平 衡方 程 。 国外 学 者 P i e r r e和 S e r i n等研 究 了天 然 气 传输 中单质硫 的沉 积机 理 和 分 布 规 律 , 具 体 研 究 了硫 的化 学 反 应 和 固态 分 布 , 对 其 建 立 了 预 测 模 型L 4 ] , 2 O 1 0年 国际计算 机 信息科 学会 议 上 , L I 等[ 提 出了高 含硫气 体 气 田的硫 沉 积预测 模 型 。
高含硫气井中的硫沉积规律
高含硫气井中的硫沉积规律丁健;石在虹;牛骏;韩冬深;张磊;顾庆东【摘要】In consideration of the difficulties of sulfur release and deposition prediction in wellbores with high content of sulfur, a mathematical model was built for multi-phase fluid flow and heat transfer in gas wells with high content of sulfur, and a discrimination rule and computing method were given for multi-field coupling sulfur release in wellbore and sulfur deposition. The computing results show that the sulfur solubility from hole bottom to wellhead in gas well with high sulfur content decreases gradually, showing non-linear variation; sulfur release occurs in the wellbore, and the precipitation location and amount are mainly affected by temperature gradient, pressure gradient and H2S mass concentration; and sulfur deposition in wellbore is mainly affected by gas carrying capacity and local flow field disturbance. The greater the temperature and pressure decrease, the earlier the sulfur precipitates; under the same flow pressure, the higher the gas production is, the earlier the sulfur precipitates and the greater the precipitation is. This study simulates the production performance of gas wells and gives the distribution law of sulfur release, sulfur deposition, pressure and temperature in gas wells with high sulfur content; the calculation results may be used to provide guidance for field adjustment of development scheme and optimization of production parameters and provide basis for formulating a scheme to prevent sulfur deposition.%针对高含硫气井井筒硫析出、硫沉积预测难题,建立了高含硫气井井筒多相流动和传热数学模型,给出了多场耦合井筒硫析出、硫沉积判别准则和计算方法。
元素硫沉积对储层的伤害及解除
元素硫沉积对储层的伤害及解除摘要:论文综述了元素硫沉积的形成过程及其影响因素,并介绍了多种解除元素硫沉积的方法。
其形成过程包括硫微粒的溶解、析出、运移和沉积,影响元素硫沉积的主要因素有:天然气的组分、温度、压力、产量和渗流介质特征。
硫沉积的机理包括化学沉积和物理沉积。
解除硫沉积伤害的措施主要包括溶剂溶解硫、利用化学反应技术、酸化压裂技术以及除垢技术等。
还可利用生物技术消除来防治硫沉积。
关键词:硫沉积影响因素储层伤害解除1前言高含硫气藏是一类特殊气藏,其中硫沉积被认为是高含硫气藏开发三大难题之一,另外两大难题是硫化氢的剧毒性和强腐蚀性。
硫沉积过程是一个复杂过程:当溶解在酸性气体中的元素硫达到饱和后,随着压力和温度的降低,元素硫在酸气中溶解度将降低,元素硫析出,如果温度高于元素硫在该压力下的凝固点,则析出的硫为液态,液态元素硫会被高速气流携带出地层,不会对地层造成影响;如果地层温度低于硫的凝固点,则析出的硫为固态颗粒,析出的硫微粒一部分随气流移动,另一部分则沉积在孔隙表面,沉积在孔隙表面的硫微粒会占据孔隙空间,改变地层孔隙结构,从而引起渗透率变化,影响气井产能,严重时将堵塞地层,使气井报废。
2元素硫沉积过程及影响因素2.1 元素硫沉积的影响因素与硫沉积有关的参数包括天然气组分、温度、压力和产量等。
(1)天然气组分的影响硫在酸气中的溶解度直接与溶解在酸气中凝析气的多少以及凝析气的碳原子数有关。
高烷烃含量越多,硫的溶解度越高,越不利于硫的析出。
(2)温度、压力的影响硫沉积与井底、井口的温度和压力有一定的关系。
硫的沉积量取决于不同部位的温度和压力。
通常井口高压低温井比高温低压井出现硫沉积的几率小;井底高温井出现硫沉积的可能性大。
而对饱和元素硫的含硫天然气,温度和压力的改变将直接影响元素硫的沉积。
(3)产量的影响有无水产量、水产量高或低的井均有硫沉积的现象。
气体在井内的流速直接关系到气流携带元素硫的效率。
流速愈高,则愈能有效地使元素硫微粒悬浮于气体中带出,从而减少了硫沉积的可能性。
高含硫天然气净化技术现状及研究方向
化工能源化 工 设 计 通 讯Chemical EnergyChemical Engineering Design Communications·199·第45卷第4期2019年4月1 高含硫天然气净化技术现状为了有效脱除天然气中的硫化氢和碳化物,国外很多国家都采用物理化学溶剂法,主要包括Sulfinol 法和Flex-sorb PS 法等。
如果这些成分的浓度过高,在进行净化处理过程中,需要采用DEA 法和MDEA 法。
为了有效提高对硫化氢的处理效率,在国外通常采用的是组合脱硫和脱碳技术。
硫磺回收技术。
在对天然气进行脱硫处理后,其中硫化氢的含量会极大降低。
含硫的天然气经过脱硫处理后,其酸气中往往会包含50%~80%的硫化氢,如果采用三级克劳斯硫磺回收装置,可以将对硫化氢的回收率提高到98%左右,各种回收副产品的量也非常少,通过与水解技术的结合,能够进一步降低其中硫的损失量。
如果天然气中的含硫量过高,在经过脱硫处理后,其中硫化氢的浓度往往较低,经常不足40%,再经过克劳斯硫磺装置的回收后,净化率依然不是很高,一般的水解技术也无法得到较好的应用效果。
2 技术研究方向脱硫脱碳技术的研究。
随着科学技术的高速发展,高含硫天然气脱硫技术也得到了飞速的发展,其中应用比较广泛的有物理溶剂法和空间位阻胺,其具体情况如下:由于硫化氢、二氧化碳、甲烷在溶解剂中的差异往往较大,物理溶剂法是利用这些物质性质的不同进行净化分离。
由于酸性气体和化学溶剂的反应热要大于其在物理溶剂中的溶解热,因此对溶剂的消耗量更少。
通过采用物理溶剂法,可以将碳化物和硫化氢同时进行脱除。
但该方法在酸度较高天然气净化中的应用还比较少,需要进一步加大在该方面的研究。
空间位阻胺-物理溶剂法是利用各种硫化氢中硫含量的不同,从而有针对性选择位阻胺、位阻胺与MDEA 联合等,其最大的优势在于再生性区别较大,腐蚀性和发泡性能也有较大的差异。
对硫磺回收技术的研究。
基于溶解度实验的硫沉积模型及应用研究
相继发现了一大批高含硫气藏 , 尤其在 四川东北பைடு நூலகம் 区_ 。高 含硫气 藏 在气体 开采 过程 中地层 压 力 不断 l J
下 降 , 素硫 在达 到临界 饱 和态后 将 从气 相 中析 出 , 元 并 在储层 孔 隙及 喉 道 中沉 积 , 而 导致 地 层 孔 隙度 从 和渗透 率 降低 , 响气 井 的产能 和经 济 效益 , 重 时 影 严 造成 气井 停产 。 因此 , 究 高含 硫 气 藏 硫 沉 积 预 测 研 技术 、 准确 掌握 地 层 硫 沉 积动 态 对 指 导 高 含 硫 气 田
维普资讯
5 8
西 南 石 油 大 学 学 报
20 0 7正
8
里\£ ( 眦
6
中, 由于 储集 层环 境是 高温 高压 , 素硫 的溶 解 度 比 元
溶解 度实 验研 究 表 明 , 一定 温 度 下 元 素 硫 的累
() 1
图 ) 较 大 。在生 产 、 发 时 , 筒 附 近 压 力 降 落 , 压 力 计析 出量 与压 力呈 线性 关 系( 3 开 井 当 A = M +A 降至 I 临界压 力 以下 时 , 便有 大量 的单质 硫 析 出 , 而 从
田生产 资料 的研 究 得到 如下结 论 :
( )H s含 量 越 多 , 生 元 素 硫 沉 积 的可 能 性 1 发 越 大 , 不是 唯一 的因素 ; 但 ( )气 流速度 越 大 , 带 出元 素 硫 的效 率越 高 , 2 携 从 而减 少硫 堵 的可 能性 。 BE R br ( 96年 ) 用 常 规 黑 油 模 型模 oet s 19 应
维普资讯
第2 9卷
20 0 7年
第 1 期
低渗透髙含硫气藏硫沉积的渗流理论研究
O 引言
引起硫沉 积 的 因素是 多方 面 的 , 在计 算 时如果需 要定 性 地考 虑硫 的沉 积对 地 层 的伤 害 , 么 , 必 但 那 就
后, 气相 的相对渗透率 决定着沉积硫对地层 流动的伤害程度 , 沉积量 的多少控制着相对渗透率 的大小 。
l 硫沉积预测模型的建立
硫 沉积 预测模 型建模 时必 须考 虑到影 响硫沉 积凝 结速度 的几个 因素 。建模 过程 中将 运用物 质平 衡原
理、 非达西沉积思想及多相流动力学理论 , 并假设 : ①流体处于拟稳定流动状态 ; ②地层温度恒定 、 流量恒 定; ③地层为水平 、 等厚和均质, 不可压缩 ; ④渗流模型为平面径向流模型。 I 1渗流满 足 D ry方 程的硫 沉积 模型 的建立 ¨ . ac
d :—
q Bp ()  ̄
一
d pdt
-
4 9 3x 1 -q c . 8 0 3B( ) d
() 2
式 中: P为地层压力 ,M a ; 为井半径 ,1)J ( P) , (I ; 为地层瞬态有效渗透率, 1 一 m ) t为天然气粘 T i } (0 ; x 度 , m a・ ) h为地层厚度 ,I)曰为天然气体积系数 , ( P s ; (I; T 无因次; P 为固体硫密度 ,27/ m ) 为渗 ( .gc ;
( 大庆油 田有 限责任公司 勘探 开发研 究院, 黑龙江 大庆 1 3 1 ) 6 7 2
高含硫气田硫沉积堵塞规律及防控措施研究
根据地面流程管道内流速分布,二 级节流阀后流速快速下降,造成二级节 阀→三级节流阀→汇管硫沉积量大。节 流阀前后压力梯度变化大,造成节流阀 后硫沉积比节流阀前硫沉积量多。与实 际地面流程堵塞情况一致。
管道内流速分布表
名称
管道内径 (mm) 流速
(m/s)
井口— 二级节
流
81.5
二级节 流——三
级节流
技术员,工程师。
60
小时。 五、制定硫沉积气井防措施 根据各井井筒及地面硫沉积问题统
计情况,将大湾区块气井按严重程度分 为3类:(采取防止硫沉积堵塞分级措施 管理,分为一级防控措施、二级防控措 施、三级防控措施)
一级防控措施气井:暂不考虑硫沉 积问题的气井;
二级防控措施气井:轻微硫堵的气 井;
三严防控措施气井:堵塞情况,堵 塞频次频繁。
带来极大危害;同时,当单质硫在地面集输管线沉积会堵塞地面集输系统,影响气井正常生产。本文通过对硫沉积机理及原因进行分析,结合硫沉积模型
的建立,制定了一套普光气田硫沉积解堵工艺及气井防控措施,对普光气田后期持续高效开发有着重要的意义。
【关键词】硫沉积;溶硫剂;防控措施
一、 硫元素析出机理及沉积原 因
高含硫天然气在从地层到地面集输 系统的过程中,其相态会随着压力、温 度的降低而发生变化,单质硫可能会从 气体中析出来,同时开采过程中重组分 的消耗也会加剧单质硫的析出,如果析 出点的温度高于元素硫在该点压力下的 凝固点,则析出的硫为液态,否则析出 的硫为固态。当析出的硫颗粒不能被气 流携带走的时候,就会发生硫颗粒的沉 积现象。实际上,含硫天然气在开采、 输送过程中的硫沉积问题就是元素硫在 天然气中溶解、析出、运移和沉降的过 程。
高含硫气田集输工程设计的关键技术
干 脱水工艺:低温分离法、三甘醇脱水、
气
分子筛脱水;
集
输 国外应用分子筛脱水较多,采用抗酸
工
性分子筛,需引进,可湿气再生;
艺 水露点控制:比输送条件下最低环境
温度低5℃。
11
二、高含硫气田集输工艺方案
干 气 集 输 工 艺
原料气预冷器
干气聚结器
低温分离器 至输气干线
甲醇或乙二醇贫液 自注入泵来
升高时,钢的均匀腐蚀速率增大。
16
三、高含气田集输系统腐蚀控制
集 高含硫气田地面集输系统内可能产
输
生的腐蚀有电化学腐蚀、硫化物应
系 统
力开裂(SSC)以及氢诱发裂纹
的
(HIC)。
腐 蚀
பைடு நூலகம்SC、HIC主要通过选材和制作工
类
艺来解决,电化学腐蚀主要通过加
型
注缓蚀剂来解决。
17
三、高含气田集输系统腐蚀控制
响 因 素
垢下腐蚀等,导致局部腐蚀破坏。一般流速应控 制在3~6m/s。
18
三、高含气田集输系统腐蚀控制
集 Cl-: Cl-影响腐蚀的一个重要因素,
输
如果气田水中Cl-含量超过104ppm,
系 统
容易产生局部腐蚀,为点蚀。
腐 蚀
元素硫:在高酸性环境下,元素硫
的
具有很强的腐蚀性,与管材接触后
影
会加速接触点材料的腐蚀。
备注:
图中虚线表示在气田开发的中后期,井口压力降低后, 采用氨制冷冷却原料气。
氨压缩 制冷系统
至乙二醇回收装置 至站场污水处理系统
12
二、高含硫气田集输工艺方案
干 气 集 输 工 艺
高含硫气藏元素硫沉积及其对储层伤害模型研究
Ma 0 8 y2 0
Vl . 3 No. 0 2 1 3
文章 编号 :6 30 4 2 0 )30 4—4 17 —6 X(08 0—0 30
高 含硫 气 藏 元 素硫 沉 积 及 其对储 层伤 害模 型研 究
Su yo h ee v i a g f u frdp st n i eg srsror t ih slu o tn td n tersrord ma eo lu e oii t a eev iswihhg ufrcn e t s o nh
响气井 的产 能 .
、\
大量调研发现, 大多数学者持第二种观点, 即气 藏开发过程中, 压力温度的下降导致元素硫溶解度 的下降 , 致使元素硫在井筒附近析出、 沉积 . 其主要 依 据 : 素硫沉 积 主要 发 生在近井 筒地带 , 区域压 元 该 降最大 , 气流速度也最大 , 元素硫在酸性气体中的溶 解度 下降也 达 到最 大 , 一 现 象完 全 可 以用 物 理溶 这
近 年来 , 随着气 田勘探 水平 的 日益 提高 , 内外 国
发 现 了越来 越 多的高 含 硫 气 藏 , 国 也相 继发 现 了 我
一
元 素硫 的 溶解 与 沉 积机 理
1 1 元素 硫 的化 学溶解 与 沉积 .
大 批高 含 硫气 藏 , 其 在 四 川 东 北 地 区… 开 发 尤 1.
一
直到 2 0世纪 6 代 , O年 人们 通过 实验研 究发现 ,
在地层条件下 , 元素硫与 H S 2 形成多硫化氢, 即
户 T十 .
H s+ 2
H2 + 1
p. 』 t
当地层 压力 、 温度增 加 时 , 平衡 向生成 多硫化氢 方 向
高含硫气田不同井型元素硫沉积模型及应用研究
一
一
产层井眼半径 ,i; n
Z一 天然气 的偏差因子 ( 均值 ) 平 ; R一通用气体常数 ,0 0 87 .0 4 1
K II I Io K
h一产层厚度 ,i; n
。
一
折算供给半径 ,m;
利用 ( ) , 以得 到一 定 地层 条 件下 , 位 压 6式 可 单 降下 的溶解度 变化量 ( c@ )与对应 的压力 ( )的 d/ P 变化关 系 。 一般来 说 , 同一 气层 的温 度 变 化不 大 , 可
维普资讯
天 然 气 勘 探 与 开 发
20 0 7年 3月出版
高含硫 气 田不 同井型 元素 硫沉 积 模 型及 应用研 究
陈 中华 熊齐胜 张
(. 1 中油西南油气 田 司勘探开发研究院 2 大庆油 田 限责任公司第六采油厂 公 . 有
岛
3 .大庆市试油试采分公司射孔作业大队)
作者简介 陈中华 , ,2 岁 ,毕业于西南石 油大 学油气田开发工程专业.现在 西南油气田公 司勘探 开发研 究院工作 ,主要从事气藏 女 8 工程研 究。地址:( 1 5) 四川成都府青路一段 1 60 1 0 号勘探 开发研 究院。电话:(2 )8052 。 08 6 187
・
5 ・ 4
摘
要
高含硫气藏 在开发过 程 ,随着 压力 的下 降 ,必 然会发生元 素硫沉 积 ,堵塞孔道 ,影 响产能。根据
元素硫溶解度与压力关 系 ,利用稳定渗流理论 ,建立了元 素硫析 出的沉积模 型。在对 水平井流态分析 的基础上 , 预测了高含硫气藏直井和水平井在 开采初期 ,其 含硫 饱和度在不 同产能 下、不 同井距处 随时 间的变 化规律 ,为 高含硫气藏科学合理 开发 ,提供 了一定 的依据。 关键词 高含硫气藏 元 素硫沉积 沉积模型
高含硫气藏地层物性对硫沉积影响机理模拟研究
3 2 渗 透 率 越 低 , 沉 积 速 度 越 快 , 之 硫 沉 积 速 . 硫 反 度越 慢 , 因此 低渗 透 高含 硫 气藏 硫 沉积 速 度较 快 , 会 较严 重 影 响气藏 开 发 。 符号 说 明 K 为 渗透 率 , ; 为 粘 度 , a・ ; 为 孔 隙 md mP S 度 , ;g为 气 体 密 度 , g m。S P k / ; s为 含 硫 饱 和 度 ; P
渗 透 率 是 衡 量 流 体 在 地 层 流 动 能 力 的重 要 参
,
而压 力梯 度 是流 体 流动 的 主要 动力 , 压 力梯 度 且
大 小 与 渗透 率 有一 定 的关 系 , 因此 渗 透 率 的不 同
会造 成 流体 在 地层 中流 动 所需 的 压力 梯度 的不 同 。 模 拟 考 虑 四 组 不 同渗 透 率 下 的硫 沉 积 速 度 , 其 渗透 率 值分 别 为 :. 5 0 m。5 0 m。 2 0 8 ×1 、 ×1 和 0
和渗透 率 , 影响 气井 的产能 , 重的硫 沉积 甚至会 导致 气井报 废 。 引入 空 气动 力学 中描述 气 固流 动 的理 严 论, 建立 了描述硫 微 粒运移 的动 力学模 型 和描述微 粒沉 降 的携带 微粒 临界 气流速度 模 型 。 以上述 两模 型
为基础 , 考虑沉 积 的硫 微 粒对 地层孔 隙度 和渗透 率 的影响 , 并 建立 了高含 硫 气藏硫 微粒运 移 沉积数 学模 型 。利 用该模 拟研 究 了地层 物性 对硫沉 积 的影响机 理 。在定 产量 生成 的情况 下 , 隙度 越 高 , 孔 硫微 粒 的 沉积 速度 越慢 ; 渗透 率越 低 , 沉积 速度 越快 因此 , 密的 高含 硫 气藏 中硫沉 积是 影响 气藏 开发 的重要 硫 致 因素 , 理制定 气藏 开 采速度 、 合 防止硫 沉积 是低 孔 、 渗 高含硫 气藏 高效 开发 的 关键 。 低 关键词 : 高含硫 气藏 ; 硫沉积 ; 透率 ; 隙度 渗 孔 中图分 类号 : E3 9 T 1 文献 标识 码 : A 文 章编号 :0 6 7 8 ( 0 0 1 — 0 2 一 O 1 0- 91 21 )4 1 6 2 硫 溶解 模型 :
高含硫气藏硫沉积预测及实施除硫作业时机选择
层改 造 ,提 高储 层渗 透性 ;后 者通 过溶 硫剂 的作用 ,溶 解沉 积 在孔道 中的单 质硫 ,从 而排 除硫 沉积 对储
层渗 透性 的影 响 。 目前研 究表 明_ ,硫沉 积 主要集 中在 近井 地带 ,影 响 范 围较小 ,溶硫 剂 除硫 方 法操 l 4 ] 作简 单 ,成 本低 ,因此应 用前 景较 好 。 关 于高含 硫气 藏硫 沉积 预测 研究 的较多 ,陈赓 良
施 除 硫 工 艺 的时 间 , 以及 除硫 后 近 井地 带含 硫 饱 和 度 随 生 产 时 间 的 变 化 。 通 过 该 研 究 可 为 高 含 硫 气 藏 硫
沉积预测提供有效方法 。
[ 键 词 ] 硫 沉 积 ;高 含 硫 气藏 ;硫 溶 剂 ;预 测 模 型 关 [ 图 分 类 号 ] T 3 中 E7 [ 献标 识 码 ] A 文 [ 章 编 号 ] 10 —9 5 (0 0 0 0 5 —0 文 0 0 72 2 1 6— 1 4 4 J
[ 要 ] 高 含 硫 气 藏 在 开 发 过 程 中 , 随着 气藏 压 力 和 温 度 的 降低 .元 素硫 将 从 气体 中析 出 ,从 而 堵 塞 天 然 摘
气 的渗 流通 道 , 当硫 沉 积 严 重 降低 地 层 有 效 孔 隙空 间 及 渗 透 率 时 , 需 要 实 施 除 硫 作 业 。在 考 虑 气 体 高 速
1 数 学 模 型 的 建 立
r ) Βιβλιοθήκη I 高含 硫气 藏 中硫沉 积是 一个 极其 复杂 的过程 ,因此 做 如下假 设 :①假 设地 层温 度恒 定 ,即高 含 硫气 藏 的开 发是 一个 恒温 过程 ;② 元 素硫在 天然 气 中的 溶解 主要 受
[ 稿 日 期 ] 2 1 —0 收 0 0 4—0 6 [ 金 项 目 ] 国 家 自 然 科 学 基金 项 目 (o 7 o 9 E 4 3) 基 5547/ 0o 。
高含硫气田硫沉积对气藏储层的伤害研究
究平 衡 和非 平衡过 程 , 气体作 达 西运 动 和非达 西运 动时 , 素硫 沉积 对 地层孔 隙度 、 元 渗透 率 和 气井极 限
2 () 9~9 . 5 1 :O 7
[] 汤 春 云 ,陈 开远. 江 凹陷 王 场 油 田潜 4 4 潜 3油 组 沉积 微 相研 究. 油 天 然 气学 报 ( 汉石 油 石 江
学 院学报 ) 2 0 ,8 4 :8 1 , 0 6 2 ( ) 2 ~3
彭仕 宓 等. 阳 凹陷 东 部核 二 段 储 层 沉 南 [] 韩涛, 6 积相 研 究.油 气地 质 与采 收率 ,2 0 , 3 6 : 061()
摘
要: 高含硫 气藏 由于富含硫化氢剧毒性 气体, 使得其开发具有很大的危险性和复杂性 。 因此 , 研
究元 素硫 的沉 积对 气藏 储层 伤 害和对 气井 产能 影响 , 指 导 高含硫 气田的 开发具 有 重要 而长远 的意 义 。 对 本文 在元 素硫溶 解 度计算 模 型基础 上 , 考虑元 素硫 沉积 延迟 效应 , 建立 了高含硫 气藏 中 气体 混 合物满 足
的是对 人 民生命 财产 构成极 大 的威胁 。引起世 界广 泛 关注 的 2 0 年 1 03 2月 2 3日重 庆开县 罗家 寨 飞仙关
1 高含硫气田硫沉积对气藏储层的伤害研究
通 过 对 高 含硫 气 体 混 合 物 特 殊 相 态 变 化 的研
高含硫气井井筒硫沉积位置预测模型研究
指导 , 而且对 指 导 高含 硫气 藏 的合理 、 高效 开 发也具
有 重要 的意 义 。 1 井 筒 硫 析 出及来自沉 积 位 置模 型 的 建 立
11 基本假 设 条件 .
高 含硫 气井 在 气 体 开 采 过 程 中 , 着 井筒 温 度 随 压力 的降低 , 硫微 粒 在气 相 中 的溶解 度逐 渐 减小 , 在
益 增 长 , 含 硫 化 氢气 田 的勘 探 开 发逐 渐 提 到 了 日 高
程上 , 相继 在 四川东 北 部发 现 了普光 、 罗家 寨 等一 大 批 高含 硫 气 藏 【。 高 含 硫气 藏 是一 类 特殊 气 藏 , 4 l 其 特 殊 性 反 映在 很 多 方 面 , 中井简 硫 沉 积 被 认 为是 其
DO :1.8 3 . s.6 4 0 62 1.20 2 I 0 3 6  ̄i n 1 7 —5 8 .0 10 .2 s 文献标识码 : A
高含硫气井井筒硫沉积位置预测模型研究 水
付 德 奎 郭 肖 , 志敏 邓 生 辉 刘 林 清 , 杜 , ,
l 中闫石 化 中原油 田普 光分 公 司开 发部 , 四川 达 州 6 5 0 ; 3 0 0
西南石油大学 学报 ( 自然科 学版)
2 1 年 4月 第 3 01 3卷 第 2期
J u n l f o twet er lu Unv ri S in e& T c n lg io ) o ra u h s P t e m iest ce c oS o y( e h oo yEdt n i
出位 置 处 的气 流速 度 小 于 微粒 临界 悬 浮 流 速 时 , 析 出 的硫 微粒 在 井筒 中沉积 , 塞气 体 的流 动通 道 , 堵 从 而导致 气井 产 量 降低 , 响气 井 的产 能和 经济 效益 , 影
高含硫气藏中的硫微粒运移和沉积
中图分类号 : 3 9 TE 1
文献 标识 码 : A
随着勘探技术 的发展 , 国相继在海相碳酸盐 我 岩地层发现一系列储量大 、 丰度高的大型高含硫气 藏, 如普光气藏、 罗家寨气藏等… 、 高含硫气藏是一 类特殊、 高危性气藏_ . 沉积是其 特殊渗流特征 2硫 J 之一、 硫沉积是指溶解在高含硫气体中的元素硫析 出形成硫微粒 , 微粒随气流在孔隙中运移, 出现气固 渗流现象, 运移过程中由于气流速度减小 , 微粒聚集 而发生微 粒沉 降和 堵塞 孑 喉 _ , 外硫 沉 积 还 包括 L 3另 J
杜志敏 张 勇 , 郭 肖 , , 一 , 杨学锋3
(. 1西南石油大学 油气藏地质及开发工程 国家重点实验室 , 四川 成都 6 0 0 ; . 1 00 2 成都理工大学 博士后流动站 , 四川 成 都 6 0 0 ; . 1 0 0 3 中石油 西南油气 田分公司勘探开发研究院 博士后工作站 , 四川 成 都 6 0 0 ) 10 0
Jn. 0 8 a 2 0
VO . 3 No 1 12 .
文章编 号 :6 30 4 2 0 ) 10 6 —4 1 7 —6 X(0 8 0 —0 90
高含硫 气 藏 中的硫 微粒 运 移和 沉 积
M ir t n a dd p s ino lu at l nt eg srsrorwihhg g ai n e o i o fs frp ri ei h a eev i t ihn2 o tn o t u c sc ne t
维普资讯
20 0 8年 1月 第 2 卷第 1 3 期
西安石油大学学报 ( 自然科学版) Junl f i nS i uUn es yN tr c neE io ) ora o hy i ri ( aua Si c dtn Xa o v t l e i
高含硫气藏中硫及其化合物危害性研究
眼和鼻腔 咳嗽� 虚 眼部有 头晕目 刺激加 脱 � 失 去 刺 激 感 � 眩� 虚 5 0 0�6 0 0 重� 头痛� 意识 虚脱 弱� 死亡 心脏悸动
�
�
( 硫化 氢对 钢材 的腐 蚀主 要表 现 在两 方 2)硫 化氢 腐蚀 性 � 面� 含 硫气体对环境中 金属 的电 化学 腐蚀 和硫 化物 引起 的金 属 应力开裂 � 常见的 � 硫化氢的电化学失重腐蚀 � 在油田的酸性溶液中 � 6�� 电化学腐蚀过程是 �
总第 1 2 4期 2 0 0 6 年第 8 期
西部探矿工程 WE S T-CH I NAE X P L O RA T I O NE N G I N E E R I NG
� � � � � �N � . 1 2 4 A � . 2 0 0 6 �
����������������������������������������������������� 文 章编 号 � 1 0 0 4�5 7 1 6( 2 0 0 6) 0 8�0 0 7 4�0 2 中 图分 类号 � T E 2 5 8 文献 标识 码 � B
高 含 硫 气 藏 中 硫 及 其 化 合 物 危害 性 研 究
刘 琦1 � 蒋建勋1� 刘 淼2
� 西南石油学院研究生院 � 四川 成都 6 � 西安石油大学 � 陕西 西安 7 1. 1 0 5 0 0 2. 1 0 0 0 0� 要� 作为天然气副产品的硫化氢是硫磺的主要来源 � 我国工业用硫的 6 合成 0% 来自含硫天然气 � 硫 磺是造纸 工业 � 纤维工业 � 橡胶工业 � 医药工业和军火工 业的重要化工 原料和 战略物 资 � 但是 对于天 然气的开 发过程 来说硫 是一种 有 摘 害物质 � 由于硫的存在 � 天然气的性质发生了改变 � 从而就影响了含硫气藏 的开发与 开采 � 如在开 采工程中 � 由于硫 化 氢的剧毒和腐蚀性 � 不仅对人员身体构成危害 � 而且会严重地腐蚀钻具等设 备 � 给 开发开采 带来了极大 的负面影 响 � 因 而� 对元素硫及其化合物的危害性进行研究 � 对于开发高含硫气藏有着重要的指导意义 � 关键词 � 含硫气藏 � 硫化氢 � 危害 � 硫沉积 � 综述 目前 � 国内外已勘探出含硫气田的储量很大 � 我国已发现了 一些含硫气 田 � 如 冀中 赵 兰庄 气 田 � 油 层伴 生 气中 硫 化 氢含 量 四川卧龙河气田 ( 硫化氢 含量 5% �7. � 中 坝气田 ( 硫 6 3% � 2 8% ) 化氢含量 1 ) � 长庆下古 气田 ( 硫化氢含 量 ) � 川东北 罗家 . 8% 1% 寨高含硫气田 ( 硫化氢含量 6 � 以上气田 的发现使 . 7 % �1 6. 6% ) 我国含硫气田的储量达到 了上千 亿立方 米 � 在这些 气田中 开采 天然气 � 安全成为主要的问题 � 因此 � 研究并 解决含 硫气藏 中硫 及其化合物的危 害性 � 对合 理而 高效 的开 发含 硫气 藏有 着重 要 的指导意义 � � 含硫气体的来源 研究表明 � 高含硫 气藏 一般 产于 海相 含盐 度较 高的 沉积 环 境中 � 常与碳酸盐岩及伴生的硫酸盐沉积有关 � 气藏中的硫化氢 的生成主要来自硫酸盐有 机与无 机物的 还原作用 � 国外一 般认 为油藏中含硫气体的主要来源 有 2个 � 一是油井产出物中所含的 硫化氢来源于早 期油藏 中生 成油 气的 有机 物的 腐烂 伴生 而来 � 二是原本无硫的 油藏 � 由于 钻井 中水 趋过 程中 向油 藏中 导入 了 硫酸盐还原菌 � 或是 一些不 可氧 化的 硫不 溶解 物而 使得 油藏 含 硫 � 近些年 � 国内也对油藏中硫的来源进行了很多研究 � 如通过 对四川盆地东北部宜汉 � 重庆开 县地区 的渡河口 � 铁 山坡和 罗家 寨等大中型三叠系下统飞仙 关组气 藏的研 究 � 结 果表明 � 四 川盆 地中高含硫气藏 中的硫 化氢 是油 藏中 石膏 � 硬 石膏 等含 硫盐 在
含硫气藏地面硫沉积预测及防治技术研究
1 ) 图 版 原 理 。J . B . H Y N E在 《 T h e o i l a n d g a s
是充分条件 ,从统计角度看 ,硫化 氢含量高于 3 0% 以上气井大部分都发生硫沉积。 2 )地 面产 量 对硫 沉 积形 成 的影 响 。统 计 发现 产 气 量 与元 素硫沉 积 有粗 略 的关 系 。在 统计 的气 井 中 ,产 气 量 低 于 2 8 . 3 x l 0 ' m /d 时易 发生 硫 沉积 ,气
j o u ma 1 ) 发表 了基 于 1 0 0 余 口井 的硫沉积形成情况统 计结果 ,表 明含硫气井元素硫沉积与 不沉积存在 明 显 的分界线 ,元 素硫 沉 积受含 硫气 井生 产参数 影 响 ,主要影 响参数有井底温度 、井底 压力 、井 口温
度 、井 口压 力 、戊 烷 以 上 含 量 。通 过 描 点 法 形 成 的
含硫气藏地面硫沉 积预测及 防治 技术研 究
李 莉 赵哲军
德阳 6 1 8 0 0 0 )
( 中国石化西南油气分公 司工程技术研究 院采输工艺所 ,四川 摘 要
针 对高含硫 气藏开采过 程 中,硫 的大量 沉积 引起 井筒和采输 管线堵塞 ,导致 气井停 产 ,甚 至由于 “ 硫
堵” 导致 管道和设 备腐蚀 、憋压 而遭到破坏的 问题 ,采用统计 图版法和热力学方法对硫沉积进行 了预测 ,同时针对元
0 引言
硫 沉 积 没 有 明显 的关 系 。凝 析 油 产 量 与 元 素硫 沉 积
一
有明显的关系 ,一方 面凝析油能够溶解元素硫 ,另 近几 年 在元 坝 长 兴 组 气 藏先 后 完 钻 了 一批 高 含 方面凝 析油对元 素硫有携带作用 ,因此产量低 易 硫 气井 ,这 些气 井 的测试 产 量超 过 了 1 0 0×1 0 ' m /d , 形成硫沉积 ,产量高不易形成硫沉积 。 为弥补天然气产量递减起到 了关键 作用 ,同样 高含 3 )井底到井 口压力 、温度差对硫沉积形成的影 硫气井投产后也 出现 了元素硫沉积 ,堵塞了气 流通 道 ,影响 了气井正常生产 。为保证高含硫气井稳 定 生产 ,分析 了气井元素硫 的沉积 ,提 出了元素硫 防 治 措施 。 响 。统计 的 3 0 余 口气井 中,压力 、温差较大的几 口 均 出现 了硫 沉 积 ,部 分 温差 较 大 而 没 有 出现硫 沉 积 的气井 大 部 分属 较 高产 量 的气井 ( 8 0 x 1 0 4 m 。 / d 以
高含硫气井井筒硫沉积预测与防治技术
高含硫气井井筒硫沉积预测与防治技术摘要在高含硫气藏开采过程中,地层、井筒和地面集输管线在生产过程中有可能出现硫沉积。
硫沉积会引起地层、井筒和集输管线严重堵塞,导致气井产能急剧下降,甚至停产,而一旦生产管线中形成“硫堵”,造成长输管线腐蚀、流程设备及场站管线憋压等因素。
如管线、流程设备造成爆炸等因素,硫化氢等有毒气体的泄露对周边环境污染及人员伤亡。
本文以高含硫气井为例主要完成如下工作:(1)硫和硫化氢的基本性质、相态特征,以及硫在高含硫气井井筒中的沉积机理,基于高含硫气井温度压力动态分布预测,建立高含硫气井井筒硫析出预测模型。
(2)高含硫气井井筒析出的硫存在不同的形态(固态或液态),对硫颗粒和硫液滴进行受力分析。
(3)高含硫气井井筒硫沉积预测程序,用于硫在井筒中析出和沉积位置的预测,硫颗粒和硫液滴被携带所需的临界流速和临界产量,为高含硫气田的高效开采提供了重要依据。
(4)对比分析了多种硫沉积防治方法,防治的关键在于溶硫剂的合理选择,通过溶硫剂优选室内评价实验研究筛选出三乙烯四胺、二乙烯三胺和乙醇胺等三种单剂,按照不同的比例与现场使用的防冻剂乙二醇进行复配,最终形成了适合川东地区高含硫气井的溶硫剂LJ-1 合理配方,性能评价实验表明溶硫剂LJ-1 溶硫速率快、溶解度高、腐蚀小。
溶硫剂LJ-1配方:(三烯四胺、乙醇胺、乙二醇,比例2:2:1)关键词:高含硫气井硫溶解度硫沉积预测防治引言高含硫气藏是一类特殊有毒气藏,硫沉积被认为是高含硫气藏开发的最大难题。
国内外研究表明,在地层、井筒和地面集输管线中均可能出现硫的沉积现象。
硫的大量沉积,不但会降低孔隙度和渗透率、严重污染和伤害气藏储层,而且会引起地层、井筒和集输管线堵塞,导致气井产量急剧下降,迫使气井减产、停产,更为重要的是一旦造成管线腐蚀、流程设备、管线憋压等因素。
如管线、流程设备造成爆炸等因素,造成硫化氢等有毒气体的泄露对周边环境污染,会对人民的生命财产安全构成严重的威胁。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
to c a im ,p e ito n o to e h i u st i h—s f r g se po ain wa n i o tn a k. i n me h n s r d ci n a d c n r ltc n q e o a h g ul a x lr to s a mp ra tts u Ke r s:s u a e e o r lme tls lu ;de o i o y wo d o rg s r s r i ;e e n a u r v f p st n;c n r l i o to
此化学反应是一 可逆 反应 , 用 于高温 高压 地层 。当地 层 适 温度和压力增加 时 , 应 向生成 多硫 化氢 的方 向进行 ; 之 , 反 反 当 地层温度和压力 降低 时 , 应 向有利 于多硫 化氢 分解生 成硫 化 反 氢和元 素硫的方 向进行 , 可能会 发生元 素硫 沉积 。当气相 中溶 解的元素硫达到I 临界饱和度时 , 地层压 力继续 降低 , 元素硫就 则 会析出 , 并在一定条件下 沉积下来 , 堵塞地层 。
Z A i UHu — n ,W N i H O We,Y i r g A G Jn i g ( u u n rn h Z ogu nO le o ay SN P C, i u nD zo 3 16, hn ) P ga gBa c , h n y a iil C mpn , I O E Sc a ah u6 6 5 C ia f d h
21 年 3 00 8卷第 5期
广州化工
・5 ・ 1 9
___
I- . 一
Ej
同
含 硫 气 藏 元 素 硫 沉 积 防治 技 术 研 究
赵 伟, 于会景 , 王 晶
( 中石化 中原油田普光分公司, 四川 达州 665 ) 3 16
摘 要 : 在高含硫气藏开采过程中, 地层、 井筒和地面集输管线都会出现硫沉积。硫的大量沉积会引起地层、 井筒和集输管线
HS S HS 2+ 些 2 2+ x ; …
() () 1
1 含硫气体 中元素硫的性质
酸气 中的 硫 既 可 以元 素 的形 式存 在 也 可 以 多硫 化 合 物 ( : ) HS 的形式存在 … 。酸 气含硫 的 能力 随 H S浓 度 、 重烃 浓 度、 压力 、 温度等因素而增加。
pp l e,“ u u lg ig ma i l sv r ieyd et ors n,s c s h et cin o rsu e e ut gi y iei n s l rpu gn ” f nf dwa eyl l u c ro i o k o o u h a ed sr t f e sr ,rs ln h . t u o p i n
关 键词 : 含硫气藏; 元素硫 ; 沉积; 防治
Co t o c ni ue fH i h Su f a s r o r Se i e t to e e t lSu f n r lTe h q so g lur G sRe e v i d m n a i n Elm n l ur a
堵塞 , 导致气井产能急剧下降 , 至停产 , 甚 而一旦生产管线 中形成 “ 硫堵” 管汇极有可能 因腐蚀 、 , 憋压 等遭 到破 坏 , 成硫化氢等有 毒 造 气体 的泄露 和扩散 。了解元素硫 的性质 、 硫沉积 的机理 , 采取预测与防治技术是高含硫气井 开采 中的一项 重要 任务。
高含硫气藏在开发过程 中同常规气藏 区别除表 现出 的剧 毒 3 1 化 学溶 解 . 性和高腐蚀性外 , 大 的不 同就 是会 出现元 素硫 的沉 积 。普 光 最 实验研 究表 明 , 素硫在 地层条 件下将 同 H: 应生成 多 元 S反 气 田 H2 s的平均含量 达到 1. 3 , O 39 % C 平 均含量 达到 9 6 % , .7 硫化氢 : 所 以开发生产过程 中容易发生元素硫 的沉积 。
Ab t a t n h g s r c :I ih—s lu a e e v i o e s h o main,we l r n ura e g t e n pei e u d a u f rg s r s r orprc s ,t e f r to l bo e a d s fc a h r g pi ln swo l p- i pe rs l e o iin.S l e o iin c u e a g mb ro taa wel o e,a d g t rn n r n pot t n ppe a uf d p sto ur u  ̄rd p sto a s d a lr e nu e fsr t lb r n ahe g a d ta s ra i i — i o
,
ln lc a e,la i o a s a p de l e i a r d c in,o v n so r d c in,bu n e f r e n t e p o u to ie bo k g e dng t h r c i n g s p o u to n re e t p p o u t o to c o m d i h r d ci n