《高含硫气藏硫沉积和水-岩反应机理研究》全面系统阐述了高含硫气藏的流体性质、硫沉积实验、酸性气体-水-岩反应机理及反应动力学、水-岩反应和硫沉积对储层物性的影响、高含硫气藏气固耦合渗流数值模拟以及酸性气体-水-岩反应对物性影响的数值模拟研究。
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目录
第1章 绪论 1
1.1 高含硫气藏区域分布 1
1.2 国内外研究现状 3
1.2.1 高含硫气藏流体物性参数研究 3
1.2.2 高含硫气体在水中的溶解度研究 3
1.2.3 矿物的溶解动力学研究 4
1.2.4 硫沉积机理及储层伤害研究 5
第2章 高含硫气藏流体性质 8
2.1 天然气的组成与分类 8
2.1.1 天然气的组成 8
2.1.2 天然气的分类 8
2.2 H2S和CO2气体的物理化学性质 9
2.2.1 H2S的物理化学性质 9
2.2.2 CO2的物理化学性质 10
2.3 含H2S和CO2天然气的主要性质 10
2.3.1 天然气的黏度 10
2.3.2 天然气的偏差系数 16
2.3.3 天然气在水中的溶解度 25
第3章 高含硫气藏硫沉积 29
3.1 硫沉积机理 29
3.1.1 元素硫溶解度预测 30
3.1.2 近井地带硫饱和度预测模型 30
3.1.3 井筒硫沉积 33
3.2 元素硫沉积 34
3.2.1 元素硫溶解度测定 34
3.2.2 硫沉积对储层伤害的实验研究 35
3.2.3 硫沉积影响因素实验分析 36
3.2.4 液硫储层伤害实验技术 38
3.2.5 液硫吸附实验技术 40
3.3 高含硫气藏微观渗流实验研究 42
3.3.1 高含硫气藏微观渗流机理研究 42
3.3.2 岩心驱替后硫沉积的形貌 45
3.3.3 井筒硫沉积模拟实验 46
3.3.4 高含硫裂缝性气藏数值模拟 48
3.4 硫沉积解堵技术 51
3.4.1 采取合理的开采工艺 51
3.4.2 做好硫沉积的预测工作 52
3.4.3 生物竞争排除技术 52
3.4.4 除硫 52
第4章 酸性气体-水-岩反应机理及反应动力学 53
4.1 酸性气体在地层水中的溶解度研究 53
4.1.1 酸性气体的溶解析出机理 53
4.1.2 酸性气体溶解度计算 54
4.2 酸性气体在水中的反应机理研究 56
4.3 水-岩相互作用机理 59
4.3.1 H+的扩散系数 59
4.3.2 矿物溶解与沉淀机理 60
4.3.3 水-岩反应速率模型的建立 61
4.3.4 水-岩反应速率的影响因素 62
4.3.5 水-岩反应的净反应速率模型 63
4.4 反应溶质的运移及离子浓度变化 69
4.5 酸性气体-水-岩反应对储层物性的影响 70
4.5.1 矿物颗粒半径变化 70
4.5.2 储层孔隙度变化 71
4.5.3 储层渗透率变化 71
第5章 高含硫气藏水-岩反应实验 74
5.1 实验材料 74
5.2 实验设备 75
5.3 实验条件 76
5.4 实验步骤 76
5.5 岩心质量变化 77
5.6 岩心组分分析——XRD测试 78
5.7 岩心结构分析——电镜扫描测试 82
5.8 水样离子组分分析 83
5.9 岩心孔隙度、渗透率变化 84
第6章 水-岩反应和硫沉积对储层物性的影响 86
6.1 数学模型建立 86
6.1.1 模型假设条件 86
6.1.2 水-岩反应和硫沉积对储层物性的影响模型 86
6.1.3 模型中的参数处理 88
6.2 水-岩反应和硫沉积对地层孔隙度的影响 89
6.3 水-岩反应和硫沉积对储层渗透率的影响 92
第7章 高含硫气藏气固耦合渗流数值模拟 95
7.1 气固耦合综合数学模型建立 95
7.1.1 综合数学模型基本假设条件 95
7.1.2 基本微分方程组 95
7.1.3 模型辅助方程 97
7.1.4 边界条件和初始条件 97
7.1.5 元素硫析出及硫微粒运移沉积模型 98
7.2 数值模型 100
7.2.1 差分方程的建立 100
7.2.2 差分方程的线性化处理 102
7.2.3 差分方程的求解 105
7.3 实例应用 107
第8章 酸性气体-水-岩反应数值模拟 110
8.1 CMG-GEM软件简介 110
8.2 模型的建立 110
8.2.1 气田基本参数 110
8.2.2 油藏数值模拟网格系统 111
8.3 酸性气藏储层物性变化影响因素分析 113
8.3.1 初始孔隙度对储层物性的影响 113
8.3.2 注入速率对储层物性的影响 116
8.3.3 有效反应面积对储层物性的影响 119
8.3.4 气体组分对储层物性的影响 121
8.3.5 各影响因素综合分析 124
参考文献 125
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