存在液流析出的超深高含硫气藏压力响应特征

目前高含硫气藏硫元素研究主要以固硫沉积引起的储层伤害为主,鲜有超深高含硫气藏液硫析出后储层压力动态特征方面的报道。考虑超深高含硫气藏的液硫析出及流动特征,建立了表征存在液硫析出及流动的多区径向复合储层渗流模型,讨论了液硫聚集、流动及冲刷模式下的储层含硫饱和度以及储层渗透率变化规律,分析了不同液硫析出阶段下的储层压力响应特征。研究结果表明：多区径向复合储层渗流模型能够有效表征液硫析出后储层气体渗流特征,根据压力导数曲线特征可以识别储层液硫析出的不同阶段。液硫析出早期,压力导数曲线成“连续下降”台阶状;液硫析出中期,压力导数曲线成“先小降、后大降”的台阶特征;液硫析出后期,压力导数曲线为“先小升、后大降”的台阶特征。研究结果可为超深高含硫气藏液硫析出模式的诊断提供理论依据。     

硫沉积对高含硫气藏产能影响数值模拟研究

高含硫气藏是一类具有高危性和特殊性的酸性气藏，硫微粒的析出、运移以及沉积是该类气藏特殊渗流特征之一。沉积的硫微粒会占据孔隙空间，在孔喉处堵塞孔隙，改变孔隙结构，最终引起硫沉积区内储层渗透率的降低，从而影响气藏的开发效果。为此，在对硫沉积机理深入研究的基础上，引入空气动力学理论，建立高含硫气藏硫微粒运移、沉积数学模型，模拟研究了硫沉积对均质气藏和非均质气藏产能的影响。结果认为：高含硫气体初始溶解元素硫是该类气藏发生硫沉积的重要条件之一；硫沉积使得气藏的稳产时间缩短、采出程度降低、气藏递减期缩短以及递减期内的递减率增加等；低渗透气藏和非均质性强的地层，其硫沉积对气藏开发的影响很大。     

IPM气藏生产一体化软件数值模拟研究

目前许多商业软件对气藏的研究基本上是逐点分析,系统分析的准确性和及时性难以保证,已不能完全满足生产的需要。因此结合气田现状和系统整体研究的实际需求,开展了IPM软件生产一体化数值模拟。该软件主要包括地面管网优化设计、井筒动态分析、生产动态综合分析、高压物性分析、油气藏数值模拟、控制连接器等功能模块。利用该软件可进行气井生产历史拟合、气井产能递减分析、气井合理生产管柱研究、气藏稳产预测、气藏生产动态预测、气藏生产方案优化等,填补了气藏工程软件单一分散的缺陷,对提高整个系统油气开采效率和经济效益有重要的指导意义。     

考虑滑脱效应下XS火山岩气藏数值模拟研究

由于火山岩储层存在着基质和裂缝双重介质、气藏渗透率较低的特点,导致气体渗流过程中存在滑脱效应的影响,常规砂岩气藏单一介质、达西渗流理论已经不适用于此类气藏.从物质守恒理论出发,建立了考虑滑脱效应的双重介质气、水两相渗流数学模型,利用有限差分方法进行数值求解,编写了数值模拟计算程序.利用XS气田实际单井相关参数进行数值模...     

考虑介质变形的低渗透气藏数值模拟研究

在室内实验得到的孔隙度变化率和渗透率变化率随有效压力变化规律的基础上，建立了考虑介质变形的低渗透气藏数值模拟模型，并采用IMPES方法进行了求解。研究结果表明，无论是否考虑介质变形，随着稳产期产能的增加，稳产期缩短，稳产期采出程度降低；但考虑介质变形与否对模拟结果有较大影响，当考虑介质变形时，井底流压下降较快，稳产期相对更短，稳产结束时的采出程度也更低。因此，对于变形介质气藏，气井的配产不能太大，否则将严重影响稳产期采出程度。     

高含硫气藏流体相态实验和硫沉积数值模拟

高含硫酸性气藏在四川盆地有着广泛的分布,酸性气藏的开发对“川气东送”工程有着重要意义。由于H₂S的剧毒性和强腐蚀性,该类气藏的钻完井工程、开采工艺、修井作业、地面输送以及室内实验研究均存在较大难度和危险性。同时由于酸性气藏在开采过程中,存在复杂的相态变化和硫沉积现象,导致渗流规律极其复杂。为此,采用物理实验测试了酸性气藏混合气体偏差因子,并引入空气动力学理论,建立了考虑微粒和气流速度差异的高含硫酸性气藏气固耦合综合数学模型,模拟研究了气流速度、气体初始H₂S含量和地层渗透率对硫沉积和气井生产动态的影响。研究结果表明：①酸性气体偏差因子首先随着压力的升高而降低,当压力超过20 MPa后随着压力的增加而增加,压力超过55 MPa时呈明显的线性关系;②气流速度越大,硫沉积速率越快;③H₂S浓度越高,硫沉积越严重;④气藏渗透率越低,硫沉积现象越明显。     

低渗气藏考虑启动压力梯度的单井数值模拟

在已发现的天然气储集层中，低渗透、特低渗透储集层占相当大的比例，且这类储集层中流体渗流较为复杂，具有独特的渗流特征（即存在启动压力现象），流体在多孔介质中的流动不再符合达西定律，因此重视并研究启动压力现象对低渗气藏的开发有着十分重要的意义。而目前的大型油气藏数值模拟商业化软件中都没有考虑启动压力梯度的影响。为此，在渗流力学基础上建立了考虑启动压力梯度的三维气、水两相流数值模型，并编写了相应的数值模拟软件。通过与商业化软件CMG的计算结果对比分析认为本软件是合理、可靠的。然后通过本软件对气井在不同启动压力梯度情况下的模拟计算结果表明，启动压力梯度对低渗透气藏气井的生产动态的影响非常显著，如果不考虑启动压力梯度将导致预测的产量等开发指标明显偏高。因此，在进行生产动态的方案预测时应充分考虑启动压力梯度的影响，以使编制的开发方案能更加准确地指导低渗气藏的开发。     

考虑应力敏感的低渗致密砂岩气藏数值模拟研究

致密砂岩气藏存在不同程度的应力敏感性,影响基质与裂缝渗流能力,为明确其对大牛地气田影响程度,本文通过应力敏感性室内实验与数值模拟综合研究,评价了基质储层与含压裂裂缝储层条件下应力敏感效应对分段压裂水平井生产效果的影响。研究表明:储层存在渗透率滞后效应,有效应力降低后,渗透率无法恢复到初始值;含压裂裂缝储层的应力敏感强于基质储层,气井配产越高,储层的应力敏感效应越强,为避免较强的应力敏感效应影响开发效果,致密砂岩储层气井配产不宜过高。该研究成果能为致密砂岩储层气井合理配产研究提供参考依据。     

马井气藏IPM生产一体化数值模拟研究与应用

气田开发作为一项系统性工程,涵盖了气藏动态、井筒举升和地面集输等各个生产环节。但目前气藏研究基本上是逐点分析,难以保证系统分析的准确性和及时性,已不能完全满足生产的需要。为此,结合马井蓬莱镇组气藏开发现状和系统整体研究的实际需求,开展了IPM软件生产一体化数值模拟研究。该软件主要包括地面管网优化设计、井筒动态分析、生产动态综合分析、高压物性分析、油气藏数值模拟、控制连接器等功能模块。利用该软件可进行气井生产历史拟合、气井产能递减分析、气井合理生产管柱研究、气藏稳产预测、气藏生产动态预测、气藏生产方案优化等。弥补了气藏工程软件单一分散的缺陷。     

考虑启动压力梯度下的火山岩气藏数值模拟研究

由于火山岩气藏储层存在基质和裂缝双重介质、原始含水饱和度较高的特点,导致渗流过程中存在启动压力梯度的影响,常规砂岩气藏的单一介质、达西渗流理论已经不适用于此类气藏。从物质守恒理论出发,建立了考虑启动压力梯度的双重介质气、水两相渗流数学模型,利用有限差分方法进行数值求解,编写了数值模拟计算程序;结合室内实验研究结果,确定了模型中的相关参数的取值,渗透率小于0.1×10-3μm2、束缚水饱和度大于20%时,要考虑启动压力梯度的影响。利用XS气田实际单井进行数值模拟研究表明:模拟结果符合客观实际,考虑比不考虑启动压力梯度影响时的稳产时间、稳产期产气量、稳产期采出程度、最终采收率等生产开发指标小。在生产过程中,应考虑启动压力梯度对火山岩气藏生产开发的影响。     

凝析气藏气液固三相数值模拟

凝析气藏不同于一般的溶解气藏,用一般的黑油模型计算会导致大量凝析油滞留地下,而用组分模型又过于繁琐。针对凝析气藏在开采时会析出凝析液的特点,考虑石蜡的沉积,推导了凝析气藏气液固三相渗流的数学模型。在黑油模型的基础上加入有机固相沉积的组分,对气液固三相渗流数学模型进行了求解并编写了上机程序。根据大港千米桥凝析气藏的实际数据计算,表明凝析气和石蜡的析出会造成近井地带的压力急剧降低,凝析油的分布呈"三区"分布特征。该研究对于掌握凝析气在地下的渗流动态具有重要意义。     

析出硫为液态的高含硫气藏数值模拟方法

为实现对高含硫气藏开发过程中析出硫的定量预测,提出了析出硫为液态的高含硫气藏数值模拟方法。首先以硫溶解度随压力变化实验为基础,建立硫溶解度数学模型和析出硫液相体积分数计算模型,计算不同压力下析出硫的液相体积分数,创建CVD实验;其次通过气体组成的归一化处理,确定高含硫气藏的真实气体组成;最后综合真实气体组成、CVD实验和CCE实验结果,创建反映硫析出的PVT样品,采用组分模型进行析出硫为液态的高含硫气藏数值模拟研究。采用该方法对四川盆地普光气田主体气藏开发过程中析出硫进行了定量预测,结果表明:硫饱和度随以井筒为中心的径向距离的增大而减小,越接近井筒,硫析出量越大,硫饱和度越高;随生产时间的延长,天然气采出程度越高,气藏压力越低,硫析出区域增大,相同半径处的硫饱和度增大。该方法实现了对高含硫气藏析出硫的定量预测,提高了开发动态预测的准确性,为科学开发该类气藏提供了更可靠的决策依据。     

川东北地区长兴组酸性气藏中硫化氢来源及成因

川东北地区长兴组（P₃ch）和飞仙关组（T₁f）天然气藏中检测出的高浓度H₂S气体目前被认为是硫酸盐热化学还原作用（TSR）成因。然而,长兴组内并无类似于飞仙关组的膏岩层或硬石膏结核发育,因此长兴组气藏的酸化过程成疑。通过针对研究区地层古压力以及输导体系方面的探讨,并结合碳酸盐岩晶格硫酸盐（CAS）含量、同位素以及稀土微量元素分析,研究认为:①长兴组气藏中高浓度H₂S气体不太可能由飞仙关组酸性气藏“倒灌”形成,而是由本地地层中发生的TSR作用所导致;②嘉陵江组（T₁j）和黄龙组（C₂h）沉积时期蒸发性卤水以及长兴期海水并非主要来源,而飞仙关期蒸发性卤水的倒灌为长兴组TSR反应的发生提供了主要的SO₄^2-来源,并导致其内的TSR成因方解石具有与飞仙关组方解石相似的正Eu异常、高Sr（高达7 767×10^-6）和Ba含量（高达1 279×10^-6）以及相对同时期海水较高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值（0.707 24～0.707 55）;③卤水穿层流动主要发生于沉积期或成岩早期,沉积-准同生期渗透回流作用和早-中埋藏阶段差异压实作用为卤水运移的主要机制;④长兴组白云岩化过程中释放的CAS也可能是重要的SO₄^2-来源,并导致该层位气藏中H₂S及储层沥青δ³⁴S值较飞仙关组略有偏负。     

元坝气田长兴组超深层缓坡型礁滩相储层精细刻画

四川盆地元坝气田长兴组气藏埋深达7 000 m左右,生物礁滩规模小、分布分散,储层薄、物性和连通性差,加之气藏具有复杂的气-水关系和高含硫化氢、二氧化碳,其开发属世界级难题。为实现该气藏规模、有效开发,作者创新和集成一系列技术,对生物礁滩储层及其内部结构进行了精细刻画。首先,在该区层序划分、沉积微相研究和现代礁滩相研究、成岩作用研究成果基础上,总结了有利储层发育的主控因素,建立了礁滩储层发育模式。第二,以此发育模型为指导,开展测井储层识别与物性评价,进而井-震结合建立正演地质模型,利用地震敏感属性提取及反演方法,预测了储层平面展布。第三,采用地质约束、地震技术相结合的方法,通过剖面识别、平面约束、三维边界雕刻、礁滩体连通性检测和三维精细雕刻,精细刻画了生物礁滩储层空间展布。最后,分析了生物礁体之间的连通性以及优势储层空间分布情况,总结建立了该区长兴组生物礁储层3种主要结构模型,为元坝长兴组气藏开方案编制与开发井部署提供了技术支持。     

酸性气田井喷点火有效空间范围数字模拟

在井喷酸性天然气形成射流的可燃空间范围内进行主动点火是控制酸性气田井喷事故危害范围与危害程度的有效方法。对含CO₂、H₂S的天然气井喷情况进行了理论分析,建立了与实际情况接近的几何模型,采用CFD模拟的方法,对不同压力、不同风速、不同酸性气体含量的井喷情况进行了模拟研究,获得了射流速度场、浓度场,得到了不同情况下的有效点火空间范围。     

高含硫气藏水平井段长度优化设计

在气藏精细描述基础上，应用数值模拟技术，建立气藏模拟模型。通过对比分析，确定水平井水平段的合理长度，为以最少的投资获得理想的增产气量、较长的稳产时间、较高的采收率以及最佳的经济效益和社会效益提供了技术支持。     

Sulfur deposition in sour gas reservoirs: laboratory and simulation study

Sulfur deposition in the formation,induced by a reduction in the solubility of the sulfur in the gas phase,may significantly reduce the in flow performance of sour gas wells and some wells in sour gas reservoirs have even become completely plugged with deposited sulfur within several months.Accurate prediction and effective management of sulfur deposition are crucial to the economic viability of sour gas reservoirs.In this paper,a dynamic flow experiment was carried out to investigate formation damage resulting from sulfur deposition using an improved experimental method.The core sample was extracted from the producing interval of the LG2 well,LG gas field in the Sichuan Basin.The experimental temperature was 26 oC and the initial pressure was 19 MPa.The displacement pressure continuously decreased from 19 to 10 MPa,and the depletion process lasted 15 days.Then the core was removed and dried.The core mass and core permeability were measured before and after experiments.Experimental results indicated that the core mass increased from 48.372 g before experiment to 48.386 g afterwards,while the core permeability reduced from 0.726 to 0.608 md during the experiment.Then the core was analyzed with a scanning electron microscope(SEM) and energy-dispersive X-ray mapping.The deposition pattern and micro-distribution of elemental sulfur was observed and the deposited elemental sulfur distributed as a film around the pore surface.In addition,a preliminary three-dimensional,multi-component model was developed to evaluate the effect of sulfur deposition on production performance,and the effect of production rate on sulfur deposition was also investigated.Simulation results indicated that the stable production time would be shortened and the gas production rate would be decreased once sulfur deposited in the formation.The increase in deposited sulfur at high flow rates may be attributed to a bigger pressure drop than that at low gas flow rates.Gas production rate has a severe effect on sulfur saturation in the grid of produc     

元坝气田超深酸性气藏石油工程技术实践与展望

位于四川盆地的元坝气田是我国目前已开发的埋藏最深的大型海相碳酸盐岩酸性气田,其上二叠统长兴组生物礁气藏具有超深、高含硫化氢、中低孔渗、储层厚度较薄等特征,气藏经济评价结果认为只有水平井才能降低总体开发投资进而有效开发该气藏。目前,全球开发该类超深高酸性气藏的石油工程技术实践较少,面临着超深水平井安全优快钻完井、测录井、井下作业、安全环保等一系列石油工程技术难题。为此,中石化西南石油工程有限公司以工程地质一体化为手段,基于成功开发普光气田的经验,通过针对性技术攻关和7年潜心实践,形成了超深高酸性气藏水平井钻井提速提效关键技术、超深水平井测录井关键技术、超深高酸性气藏井下作业核心技术和超深高酸性气藏安全环保技术等18项核心技术成果,在元坝气田一、二期产能建设中应用近40口井,全部建成商业气井,实现了34×108 m3净化气产能建设目标。所形成的超深酸性气藏石油工程系列技术对于国内外类似气藏的勘探开发具有借鉴作用。     

注烃提高凝析气井产能方法研究

凝析气井在低于露点压力生产时，由于凝析油析出并在井筒附近发生聚集，导致气井产能下降，通过向井内注入烃类溶剂，利用反蒸发及混相机理，可以恢复气井产能，提高凝析气藏采收率。以实际凝析气藏为例，利用数值模拟方法研究注入介质、储层物性、流体性质等因素对提高气井产能的影响。结果表明，注入丁烷加戊烷可以完全解除近井地带凝析液堵塞，改善凝析气藏开发效果。     

平湖凝析气藏跟踪模拟研究及应用

由于受到气藏投产初期基础资料少及不确定因素多等方面的限制,开展动态跟踪模拟研究对于提高气藏开发的研究与管理水平尤为重要.根据平湖凝析气藏动态跟踪研究与管理要求,结合数值模拟技术特点,建立了凝析气藏跟踪模拟技术流程.通过相态特征分析确定跟踪模拟的基础流体模型,并通过地质模型修正、动态历史拟合完善了跟踪模拟的综合预测模型.采取合理的方法确定了气藏开发调整措施.将跟踪模拟研究技术应用于平湖凝析气藏,使其连续8a保持平稳生产.结果表明,气藏动态跟踪模拟研究与开发实践相结合,是实现平湖气田高效开发的重要政策措施.