硫沉积对气井产能影响分析——以元坝长兴组气藏为例

摘要

随着全球天然气需求日益增长，含硫气藏开发成为重要研究课题。元坝气田作为继普光气田之后中石化勘探开发的又一重要气田，其开发对于川渝地区和长江中下游地区的天然气供给，促进经济的持续快速发展有重要意义。元素硫的沉积是含硫气藏开发的难题。随着含硫气藏开发的进行，含硫天然气中的元素硫会随着温度压力的下降析出沉降，元素硫在地层中呈固相或液相沉积会堵塞气体流动的孔隙空间，降低地层孔隙度和渗透率，进而降低了气井产能，严重时会造成气井无法生产。为保证气井高效安全合理开采，急需对硫沉积对气井产能影响开展深入的研究，从而为元坝气田投产初期和后续开发提供技术支撑和理论指导。
　　元坝气田长兴组气藏具有埋藏深，原始地层压力高，原始地层温度高，硫化氢含量高，局部地区有边底水，裂缝-孔隙型，受礁滩体控制等多种复杂特征。在认识地质特征和学习前人研究的基础上，结合地质资料、产能报告、高压物性实验数据等资料对该地区硫的相态、流体物性参数、硫的溶解度进行计算分析，结果表明元坝长兴组地层中如果发生硫沉积伤害，呈液态硫状态。利用VB编程计算常规方法和非烃校正方法下的偏差因子及粘度，与实验测试值进行误差对比分析，优选出计算方法，并在其基础上运用多元回归方法建立元坝长兴组气藏偏差因子和粘度综合计算模型，预测值与实验值十分接近，提高了计算精度。溶解度计算公式是在Chrastil经验关系式基础上结合元坝长兴组实际实验数据进行系数修正，并针对密度拐点，采用分段计算，得到适合元坝长兴组气藏的溶解度经验公式，能有效地提高计算精度。
　　运用达西渗流硫沉积预测模型和非达西硫沉积预测模型对硫沉积进行预测，非达西渗流模型考虑非达西流动速度和密度等影响比达西渗流模型预测的含硫饱和度要稍高，更加符合实际生产。该模型能对一定生产时间和一定径向距离下的含硫饱和度进行预测，这对除硫剂的下入时机及下入位置有指导意义。预测结果表明近井地带更容易发生硫沉积，距离井筒径向距离越短，生产时间越长，硫沉积越严重。对含硫饱和度的分布进行孔隙度、渗透率、有效厚度、产量等参数敏感性分析，发现孔隙度、渗透率、有效厚度越小，产量越大，含硫饱和度越高，硫沉积越容易发生。分别从两区复合产能方程和附表皮系数法对含硫气井产能进行预测。结果表明硫沉积会使气井表皮增大，产能下降，如果解除了硫的伤害后会让含硫气井产能增加。但由于元坝地区地质特性和液硫伤害，在投产初期，硫沉积对地层和产能伤害并不大。
　　由于元坝长兴组气藏属于高含硫气藏，在开发中要求尽量少井多产，在井型上多采用水平井、大斜度井。在常规水平井产能方程的基础上考虑了裂缝和硫沉积的影响，建立裂缝型含硫水平井产能方程，并进行含硫饱和度、裂缝渗透率、水平段长度对无阻流量的影响分析，结果表明含硫饱和度越大，裂缝性含硫水平井产能越小;裂缝渗透率越大、水平段长度越长、油管内径越大、有效厚度越大，裂缝性含硫水平井产能越大。这对生产中合理配产、酸化压裂、水平井钻井等都有一定的指导意义。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题依据与研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 硫溶解度研究现状

1．2．2 硫沉积对地层伤害研究现状

1．2．3 含硫气藏产能评价研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．4 主要成果及认识

1．4．1 完成工作量

1．4．2 取得的主要成果

第2章 元坝长兴组气藏地质特征

2．1 气藏地理位置

2．2 构造及地层分布

2．3 沉积相特征

2．4 储层物性

2．5 气藏特征

2．6 本章小结

第3章 硫的溶解度计算方法研究

3．1 高压物性参数计算

3．1．1 偏差因子

3．1．2 粘度

3．2 硫沉积相态分析

3．3 硫的溶解度计算

3．3．1 硫的溶解与沉积

3．3．2 硫的溶解影响因素

3．3．3 溶解度计算模型

3．4 本章小结

第4章 硫沉积预测方法研究

4．1 硫沉积预测模型

4．1．1 达西渗流硫沉积预测模型

4．1．2 非达西渗流硫沉积预测模型

4．1．3 模型对比

4．2 硫沉积分布敏感性分析

4．2．1 孔隙度对含硫饱和度影响

4．2．2 渗透率对含硫饱和度影响

4．2．3 有效厚度对含硫饱和度影响

4．2．4 产量对含硫饱和度影响

4．3 本章小结

第5章 含硫气井产能影响分析

5．1 硫沉积对产能方程影响分析

5．1．1 两区复合产能法

5．1．2 附表皮系数法

5．2 含硫水平井产能影响分析

5．2．1 水平井产能公式

5．2．2 考虑裂缝的含硫水平井产能方程

5．2．3 含硫水平井无阻流量敏感性分析

5．3 不同井型含硫气井产能影响分析

5．4 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果