高含硫气藏水平井生产动态分析方法研究

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高含硫气藏储层埋藏深、非均质性强且其中的H2S气体具有剧毒性和腐蚀性,为实现少井高产,采用水平井开发的气井越来越多。采气过程中,伴随着高含硫气井复杂的相态特征变化,井筒流动由单相气体流动变为复杂的气-液硫、气-固硫流动。且如果气井产量小于携硫流量,则会发生硫沉积现象,对生产动态产生影响。因此,针对高含硫气藏水平井生产动态分析,应基于高含硫气藏相态特征,对水平井流入流出动态及水平井携硫能力进行分析。目前国内少有学者对此进行研究,故研究成果对我国高含硫气藏的开发具有重要的参考价值。本文通过对地层渗流和井筒流动的研究,基于流体相态变化,推导了水平井单相及气-液硫两相产能耦合模型,联立单相及气-液硫、气-固硫两相温度压力模型,结合水平井携硫能力预测模型及考虑冲蚀流量模型,建立了高含硫气藏水平井生产动态分析综合模型。完成的主要工作如下:(1)基于对元素硫的PVT性质、溶解与析出机理的研究,分析比较了硫溶解度的相平衡预测方法和经验公式法对本文的适用性,并基于本文实例高含硫气井YB1H的实测溶解度数据,拟合出新的Chrastil经验关联式。(2)建立了考虑水平段压降的水平气井单相稳态产能耦合模型,并对模型进行编程求解。在此基础上,考虑地层液态硫析出的情况,建立了考虑气-液硫两相流动时的水平井气-液两相稳态产能耦合模型。(3)基于C-S模型,建立了井筒单相气体、气-液硫、气-固硫两相温度压力预测模型。并对水平井全井段的携液模型及井筒携固模型进行研究,计算得出水平段临界携液流量最大,故本文采用水平段携液模型对携液进行分析计算。(4)对井筒硫沉积量进行研究,并出于优选合理管径的考虑,推导出冲蚀流量模型,结合前面建立的水平井流入流出动态模型及携硫模型,建立高含硫气藏水平井生产动态分析综合模型,并通过Visual Basic6.0编程求解并分析。(5)针对四川某气藏典型高含硫气井YB1H的实际生产情况,基于建立的综合模型,对水平井的流入、流出动态及携硫能力进行研究,并对相关敏感因素进行分析。优选出合理管径为76mm,分析发现在井深3074m处有硫析出,以液态形式存在,在井深2821m处,硫从液态转化为固态形式存在,此过程中硫析出量为0.2577g/m3,并且确定出合理配产范围为62.5~73×104m3/d,开采初期采用定产量工作制度更为合理。
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