高含硫气藏地层硫沉积规律研究

发布时间：2017-03-18 21:04

  本文关键词：高含硫气藏地层硫沉积规律研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高含硫气藏投产后,地层中元素硫的沉积,会堵塞孔隙,降低储层渗透率,更有甚者造成气井停产。本文在计算机模拟硫微粒沉降规律以及实验研究硫分子吸附规律的基础上,进行含硫气体岩心流动实验,建立考虑硫分子吸附的地层硫沉积解析预测模型以及考虑流体组成、硫吸附以及硫化氢含量对硫沉积影响的地层硫沉积数值预测模型,对高含硫气藏地层硫沉积规律进行研究,为指导高含硫气藏的合理开发提供科学依据。通过研究,取得了相关认识：(1)通过EDEM-Fluent耦合模拟硫微粒在地层孔道中的沉降规律,结果表明：硫微粒在地层中的沉降量,随时间增加而增大；径向运移方向上,硫沉降量逐渐增大；硫微粒的沉降会影响气体的动态压力,影响程度与沉降量正相关；孔隙直径的变化,会导致硫微粒的沉降具有不同规律。(2)通过实验研究硫分子在高岭石、蒙脱石、伊利石上的吸附规律,结果表明：硫分子在高岭石、蒙脱石、伊利石上的吸附量在一定时间范围内随时间增加而增大,在一定浓度范围内随浓度增加而增大,在一定温度范围内随温度增大而减小。(3)通过含硫气体岩心流动实验以及硫微粒析出微观形态实验,得到：含硫气体通过岩心时,会降低岩心孔隙度以及渗透率；硫在岩心孔隙的沉积量与孔道空间大小正相关；单质硫的形成是一个由小到大的过程,即先由纳米级的单质硫晶体聚集形成面状单质硫,再逐渐形成层状似的单质硫。(4)通过建立考虑溶解硫分子吸附效应的硫沉积解析预测模型,对某实例进行计算,结果表明：硫分子吸附会减小孔隙空间,增大气体含硫饱和度,并且影响程度随井半径的增大而增大。(5)通过建立考虑流体组成、元素硫吸附以及硫化氢含量的地层硫沉积数值预测模型,研究不同生产制度以及气藏物性参数对硫沉积量的影响。结果表明：井底压力越小、产量越高,地层硫沉积量越大；硫沉积量随地层压力、地层温度以及天然气中硫化氢含量的增大而增加,随孔隙度、渗透率的增大而减小。
【关键词】：高含硫气藏 硫微粒沉降 硫吸附 硫沉积实验 硫沉积数学模型
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE37
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 研究目的与意义8-9
• 1.2 国内外研究现状及进展9-12
• 1.2.1 理论研究9-11
• 1.2.2 实验研究11-12
• 1.3 研究内容及技术路线12-14
• 1.3.1 研究内容12-13
• 1.3.2 技术路线13-14
• 1.4 论文创新点14-15
• 第2章 硫的性质与沉积运移机理15-23
• 2.1 硫的基本性质15-16
• 2.1.1 硫的化学性质15
• 2.1.2 硫的物理性质15-16
• 2.2 天然气中元素硫的溶解与析出机理16-17
• 2.2.1 化学溶解及化学沉积16-17
• 2.2.2 物理溶解及物理沉积17
• 2.3 地层中硫微粒运移力学机理17-21
• 2.3.1 气流中硫微粒受力分析18-20
• 2.3.2 孔隙表面硫微粒受力分析20-21
• 2.4 地层元素硫沉积机理21-22
• 2.4.1 气体中硫微粒的沉降21
• 2.4.2 气体中溶解硫的吸附21
• 2.4.3 硫微粒在孔隙中的吸附21
• 2.4.4 硫微粒的机械捕集及水动力滞留21-22
• 2.5 小结22-23
• 第3章 地层中硫微粒沉降规律23-35
• 3.1 气固两相数值模拟研究23-24
• 3.2 EDEM-Fluent耦合原理24-27
• 3.2.1 EDEM-Fluent计算原理24-26
• 3.2.2 EDEM-Fluent耦合思路26-27
• 3.3 EDEM-Fluent关键参数设置27-29
• 3.3.1 EDEM关键参数设置28
• 3.3.2 Fluent关键参数设置28-29
• 3.4 EDEM-Fluent模拟地层孔隙硫沉降29-33
• 3.4.1 孔隙直径不变耦合模拟29-31
• 3.4.2 孔隙直径突然变小耦合模拟31-32
• 3.4.3 孔隙直径突然变大耦合模拟32-33
• 3.5 小结33-35
• 第4章 地层中元素硫吸附规律35-41
• 4.1 硫分子在岩石矿物上的吸附35-39
• 4.1.1 硫分子吸附实验原理35-36
• 4.1.2 硫分子在矿物上吸附实验36-39
• 4.2 硫微粒在孔隙壁面的吸附39-40
• 4.3 小结40-41
• 第5章 地层中硫沉积规律41-52
• 5.1 地层中硫沉积规律实验研究41-46
• 5.1.1 硫沉积对渗透率、孔隙度影响实验41-43
• 5.1.2 岩心中硫沉积分布规律实验43-44
• 5.1.3 元素硫析出微观形态实验44-46
• 5.2 考虑硫分子吸附硫沉积预测模型46-50
• 5.2.1 硫沉积预测模型的建立46-49
• 5.2.2 硫沉积预测模型实例计算49-50
• 5.3 小结50-52
• 第6章 地层硫沉积数值预测模型52-71
• 6.1 基本微分方程推导52-55
• 6.1.1 基本参数定义52-53
• 6.1.2 连续微分方程推导53-55
• 6.2 地层硫沉积数值模型55-60
• 6.3 数值模型求解与应用60-70
• 6.3.1 地层硫沉积数值模型求解60-64
• 6.3.2 地层硫沉积数值模型应用64-70
• 6.4 小结70-71
• 第7章 结论与建议71-73
• 7.1 结论71-72
• 7.2 建议72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-77
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果77

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