高含硫气藏硫沉积对气井产能影响

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。

元坝气田高含硫气井井筒堵塞物分析及解堵剂优化研究1. 引言1.1 背景介绍元坝气田是我国重要的气田之一，位于西南部地区。

该气田的天然气含硫量较高，使得气井产生堵塞问题成为普遍存在的情况。

气井井筒堵塞物是指在气井井筒内积聚的一种物质，会导致气井产能下降甚至完全堵塞。

针对高含硫气井井筒堵塞问题，进行详细的分析与优化研究具有重要意义。

随着我国天然气产量不断增加，气井堵塞问题已成为制约生产的重要因素。

特别是高含硫气田，硫化氢和硫化物等物质易形成堵塞物，影响气井正常产能。

对元坝气田高含硫气井井筒堵塞物的特点进行深入分析，探讨其形成机理和组成成分，对于解决堵塞问题具有重要意义。

本文将对元坝气田高含硫气井井筒堵塞物进行详细分析，并研究解堵剂的种类及作用机理。

针对现有的解堵剂进行优化研究，以期为高含硫气井井筒堵塞问题提供解决方案和技术支持。

通过本研究，对提高气井产能、降低生产成本具有积极意义。

【字数：262】1.2 研究意义元坝气田的高含硫气井井筒堵塞物是气井产能下降和生产受阻的主要原因之一。

对于高含硫气井井筒堵塞物的分析及解堵剂优化研究具有重要的意义。

通过对井筒堵塞物的研究，可以深入了解堵塞物的形成机理和组成成分，有助于采取有效的措施来预防和处理井筒堵塞问题。

研究解堵剂种类和作用机理，可以为解决井筒堵塞问题提供技术支持和解决方案。

通过解堵剂的优化研究，可以提高气井的产能和生产效率，降低生产成本，实现气田的可持续开发和利用。

本研究对于解决元坝气田高含硫气井井筒堵塞问题具有重要的实践意义和应用价值。

1.3 研究现状目前，针对元坝气田高含硫气井井筒堵塞问题的研究已经引起了广泛的关注。

随着气田的开发逐渐深入，高含硫气井井筒堵塞问题也变得日益突出。

在国内外的研究中，已经有一些关于气井井筒堵塞物的形成机理和解堵剂种类的研究成果。

针对高含硫气井井筒的堵塞问题，研究者们不断尝试各种解堵剂，并探究其作用机理，以寻找最有效的解决方案。

高含硫气田开采安全技术一、绪论含硫气田是指产出的天然气中含有硫化氢以及硫醇、硫醚等有机物的气田.硫化氢含量在2％～70%为高含硫化氢气田［1]。

世界上已发现了400多个具有商业价值的含硫化氢气田［1，2］.而目前我国含硫气田(含硫2%~4% )气产量占全国气产量的60％.四川、渤海湾、鄂尔多斯、塔里木和准噶尔等盆地相继发现了含硫化氢天然气[1，3—10］。

硫化氢含有剧毒[10],对人员有一定的危害。

随着天然气勘探力度的不断加大,油气钻井的难度不断增加，含硫天然气田的开采变得格外重要，现已成为我国天然气开发的一个重要方向。

因此，对于高含硫气田开采过程的安全分析和安全管理变得格外重要.文章通过对高含硫气田开采过程进行分析，从人机物法环角度，提出安全管理的要求,并对易发情况提出应对措施。

二、我国高含硫气田概况1.我国高含硫气田基本情况天然气属于清洁能源，大力发展天然气工业是中国重大能源战略决策。

中国高含硫天然气资源丰富,开发潜力巨大.截至2011年,中国累计探明高含硫天然气储量约123110m ∧⨯,其中90%都集中在四川盆地［11].从20世纪50年代至2000年,中国石油天然气集团公司己在四川盆地开发动用高含硫天然气831402.510m ∧⨯，2000年后随着川东北地区下三叠统飞仙关组气藏和龙岗二、三叠系礁滩气藏的探明，更是迎来了高含硫天然气开采高峰(表1)[12］.随着海相天然气资源勘探力度的加大,中国高含硫天然气探明储量将进入快速增长期，为进一步加快高含硫气田开采奠定了资源基础.除天然气外，硫磺也是高含硫气田所蕴藏的宝贵资源。

因此，安全、经济、高效地开采天然气并将有毒硫化氢转化为硫磺，对优化能源结构和节能减排意义重大.表1 四川盆地主要的高含硫气田统计表2. 高含硫气藏划分标准高含硫气藏开发的先导性试验从20世纪60年代开始进行（试验井是卧龙河气田的卧63井，其2H S 含量3419.490/g m ),对2H S 含量达到多少才称为高含硫气藏，概念比较模糊。

硫的沉积对气井产能的影响王　琛长庆石油勘探局勘探开发研究院前 言长庆气田天然气组分以甲烷为主,平均含量为95.66%,含有少量的二氧化碳和硫化氢,属低含硫或不含硫级别。

含硫的天然气会给钻井、采气带来一系列复杂的问题,硫堵即其中之一。

对硫堵问题以往主要研究高含硫天然气中元素硫在井筒内造成的堵塞,而对低含硫天然气中元素硫在地层中沉积的研究很少。

长庆气田硫化氢含量比较高(0.35%)的陕6井属高产井,但从小产量生产以来,井口压力比较低。

本文以此井为例,研究元素硫在储集层中沉积的条件和对气井产能的影响。

元素硫在酸性气体中的相态1　元素硫的化学溶解和物理溶解在地层条件下,元素硫与H2S结合成多硫化氢[1]H2S+S x H2S x+1当地层压力和温度升高时,平衡向右移动,元素硫被结合成多硫化氢形式;当压力和温度下降时,平衡向左移动,此时多硫化氢分解,发生元素硫的析出。

此种化学反应速度明显缓慢于井筒附近的流速,因此元素硫没有充分的时间在近井底带产生沉积。

当元素硫在气相中以物理形式溶解时,降低硫的饱和状态压力,将可能导致元素硫迅速沉积。

在临界温度以上的高压下,含硫天然气虽不是液态,但其密度与液相轻烃无大差别。

经高压压缩的甲烷、硫化氢和二氧化碳混合气对元素硫有明显的溶解作用,如图1所示[2]。

综上所述,对元素硫在地层中沉积的研究应主要从物理溶解的角度进行。

2　元素硫的凝固点液态硫的沉积不会降低储集层流动能力,而固态硫的沉积则会严重影响储集层的流动能力。

在大气压条件下,元素硫的凝固点为119℃,由于硫化氢在高压下溶解在液态硫中,而降低了硫的凝固点(在7.5MPa压力下,纯硫化氢的最小凝固点为94℃),大幅度增大压力将会增高凝固点。

长庆气田陕6井气层温度为116℃,所以具备元素硫以固态形式存在的温度条件。

(a)120℃时元素硫的溶解度:1—81%CH4,1%H2S;2—65%CH4,7%H2S;3—60%CH4,20%H2S(b)元素硫在含硫天然气中的溶解度:1—100℃,20MPa;2—120℃,30MPa;3—140℃,30MPa图1　元素硫的溶解度曲线图3　预测硫的溶解度R oberts根据Chrastil在热力学基础上提出的预测高压流体中固体的溶解度关系,结合Brunner和W oll的实验数据,推出了估计硫在酸性气体中溶解度的公式[3]c=ρg4exp-4666T-4.5711(1) 陕6井的井径为54.31mm,气层温度为116.5℃,原始地层压力为32.83MPa,有效厚度为3m,孔隙度为8.1%,渗透率为40.223×10-3μm2。

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。

高含硫气田集输管道硫沉积预测与防治技术研究随着世界能源需求日益增加，高含硫天然气开发在整个天然气工业中的地位日益突出。

与常规天然气不同，高含硫天然气不仅具有强烈腐蚀性和剧毒性，还具有特殊的高温高压性质与独特的相态变化特征。

因此，进行高含硫气田集输管道硫沉积预测及防治技术研究对合理高效开发此类气田具有重要意义。

标签：高含硫气田；集输管道；硫沉积；预测；防治技术1 引言高含硫气田是指含有硫化氢、硫醇以及硫醚等含硫物质气田，是天然气资源的重要组成部分，同时也是工业硫磺的重要来源之一。

“西气东输”、“川气东送”管道的成功运营和对清洁能源需求的日益增长，预示着天然气具有很大的发展空间，国内对天然气的需求量会越来越大，高含硫天然气在整个天然气工业中的地位会越来越突出。

高效合理开发利用高含硫天然气对解决我国能源危机、缓解能源供应压力、改善能源结构、保障国家能源安全有着十分重大的意义。

2 硫沉积的主要危害2.1 硫堵危害在高含硫气田的生产过程中，储层中还溶解有单质硫，当压力和温度降低时硫会在储层流体中沉积，在地下硫沉积会导致井筒堵塞，致使气井产能急剧下降，甚至停产。

单质硫也会在设备或者管壁上沉积，在地面的集输系统和气体处理场引起管道或设备的堵塞和严重腐蚀现象，影响正常输气。

另外在硫的凝固点110度以下可以形成固態的硫沉积物，阻塞管道和下游设施，对安全生产造成巨大的影响。

2.2 腐蚀危害由于高H2S和CO2、产液中含有氯化物、潜在的硫元素沉积和高生产温度，使得高含硫气田集输系统容易遭受腐蚀。

主要的腐蚀类型有：⑨电化学失重腐蚀；②氢脆和氢鼓泡；③硫化物应力腐蚀破裂。

元素硫的沉积进一步恶化了原本已十分苛刻的高含H2S、CO2腐蚀环境，即使镍基耐蚀合金也会在元素硫沉积作用下发生严重的点蚀，大大增加了油套管以及输油管线的腐蚀失效风险。

一旦因腐蚀导致泄漏或开裂，引起爆炸或剧毒H2S气体扩散将造成重大安全事故、人员伤亡和环境污染。