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本書全面系統闡述了高含硫氣藏的流體性質、硫沉積實驗、酸性氣體-水-岩反應機理及反應動力學、水-岩反應和硫沉積對儲層物性的影響、高含硫氣藏氣固耦合滲流數值模擬以及酸性氣體-水-岩反應對物性影響的數值模擬研究。
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目錄
第1章 緒論 1
1.1 高含硫氣藏區域分佈 1
1.2 國內外研究現狀 3
1.2.1 高含硫氣藏流體物性參數研究 3
1.2.2 高含硫氣體在水中的溶解度研究 3
1.2.3 礦物的溶解動力學研究 4
1.2.4 硫沉積機理及儲層傷害研究 5
第2章 高含硫氣藏流體性質 8
2.1 天然氣的組成與分類 8
2.1.1 天然氣的組成 8
2.1.2 天然氣的分類 8
2.2 H2S和CO2氣體的物理化學性質 9
2.2.1 H2S的物理化學性質 9
2.2.2 CO2的物理化學性質 10
2.3 含H2S和CO2天然氣的主要性質 10
2.3.1 天然氣的黏度 10
2.3.2 天然氣的偏差係數 16
2.3.3 天然氣在水中的溶解度 25
第3章 高含硫氣藏硫沉積 29
3.1 硫沉積機理 29
3.1.1 元素硫溶解度預測 30
3.1.2 近井地帶硫飽和度預測模型 30
3.1.3 井筒硫沉積 33
3.2 元素硫沉積 34
3.2.1 元素硫溶解度測定 34
3.2.2 硫沉積對儲層傷害的實驗研究 35
3.2.3 硫沉積影響因素實驗分析 36
3.2.4 液硫儲層傷害實驗技術 38
3.2.5 液硫吸附實驗技術 40
3.3 高含硫氣藏微觀滲流實驗研究 42
3.3.1 高含硫氣藏微觀滲流機理研究 42
3.3.2 岩心驅替後硫沉積的形貌 45
3.3.3 井筒硫沉積模擬實驗 46
3.3.4 高含硫裂縫性氣藏數值模擬 48
3.4 硫沉積解堵技術 51
3.4.1 採取合理的開採工藝 51
3.4.2 做好硫沉積的預測工作 52
3.4.3 生物競爭排除技術 52
3.4.4 除硫 52
第4章 酸性氣體-水-岩反應機理及反應動力學 53
4.1 酸性氣體在地層水中的溶解度研究 53
4.1.1 酸性氣體的溶解析出機理 53
4.1.2 酸性氣體溶解度計算 54
4.2 酸性氣體在水中的反應機理研究 56
4.3 水-岩相互作用機理 59
4.3.1 H+的擴散係數 59
4.3.2 礦物溶解與沉澱機理 60
4.3.3 水-岩反應速率模型的建立 61
4.3.4 水-岩反應速率的影響因素 62
4.3.5 水-岩反應的淨反應速率模型 63
4.4 反應溶質的運移及離子濃度變化 69
4.5 酸性氣體-水-岩反應對儲層物性的影響 70
4.5.1 礦物顆粒半徑變化 70
4.5.2 儲層孔隙度變化 71
4.5.3 儲層滲透率變化 71
第5章 高含硫氣藏水-岩反應實驗 74
5.1 實驗材料 74
5.2 實驗設備 75
5.3 實驗條件 76
5.4 實驗步驟 76
5.5 岩心質量變化 77
5.6 岩心組分分析――XRD測試 78
5.7 岩心結構分析――電鏡掃描測試 82
5.8 水樣離子組分分析 83
5.9 岩心孔隙度、滲透率變化 84
第6章 水-岩反應和硫沉積對儲層物性的影響 86
6.1 數學模型建立 86
6.1.1 模型假設條件 86
6.1.2 水-岩反應和硫沉積對儲層物性的影響模型 86
6.1.3 模型中的參數處理 88
6.2 水-岩反應和硫沉積對地層孔隙度的影響 89
6.3 水-岩反應和硫沉積對儲層滲透率的影響 92
第7章 高含硫氣藏氣固耦合滲流數值模擬 95
7.1 氣固耦合綜合數學模型建立 95
7.1.1 綜合數學模型基本假設條件 95
7.1.2 基本微分方程組 95
7.1.3 模型輔助方程 97
7.1.4 邊界條件和初始條件 97
7.1.5 元素硫析出及硫微粒運移沉積模型 98
7.2 數值模型 100
7.2.1 差分方程的建立 100
7.2.2 差分方程的線性化處理 102
7.2.3 差分方程的求解 105
7.3 實例應用 107
第8章 酸性氣體-水-岩反應數值模擬 110
8.1 CMG-GEM軟件簡介 110
8.2 模型的建立 110
8.2.1 氣田基本參數 110
8.2.2 油藏數值模擬網格系統 111
8.3 酸性氣藏儲層物性變化影響因素分析 113
8.3.1 初始孔隙度對儲層物性的影響 113
8.3.2 注入速率對儲層物性的影響 116
8.3.3 有效反應面積對儲層物性的影響 119
8.3.4 氣體組分對儲層物性的影響 121
8.3.5 各影響因素綜合分析 124
參考文獻 125
第1章 緒論 1
1.1 高含硫氣藏區域分佈 1
1.2 國內外研究現狀 3
1.2.1 高含硫氣藏流體物性參數研究 3
1.2.2 高含硫氣體在水中的溶解度研究 3
1.2.3 礦物的溶解動力學研究 4
1.2.4 硫沉積機理及儲層傷害研究 5
第2章 高含硫氣藏流體性質 8
2.1 天然氣的組成與分類 8
2.1.1 天然氣的組成 8
2.1.2 天然氣的分類 8
2.2 H2S和CO2氣體的物理化學性質 9
2.2.1 H2S的物理化學性質 9
2.2.2 CO2的物理化學性質 10
2.3 含H2S和CO2天然氣的主要性質 10
2.3.1 天然氣的黏度 10
2.3.2 天然氣的偏差係數 16
2.3.3 天然氣在水中的溶解度 25
第3章 高含硫氣藏硫沉積 29
3.1 硫沉積機理 29
3.1.1 元素硫溶解度預測 30
3.1.2 近井地帶硫飽和度預測模型 30
3.1.3 井筒硫沉積 33
3.2 元素硫沉積 34
3.2.1 元素硫溶解度測定 34
3.2.2 硫沉積對儲層傷害的實驗研究 35
3.2.3 硫沉積影響因素實驗分析 36
3.2.4 液硫儲層傷害實驗技術 38
3.2.5 液硫吸附實驗技術 40
3.3 高含硫氣藏微觀滲流實驗研究 42
3.3.1 高含硫氣藏微觀滲流機理研究 42
3.3.2 岩心驅替後硫沉積的形貌 45
3.3.3 井筒硫沉積模擬實驗 46
3.3.4 高含硫裂縫性氣藏數值模擬 48
3.4 硫沉積解堵技術 51
3.4.1 採取合理的開採工藝 51
3.4.2 做好硫沉積的預測工作 52
3.4.3 生物競爭排除技術 52
3.4.4 除硫 52
第4章 酸性氣體-水-岩反應機理及反應動力學 53
4.1 酸性氣體在地層水中的溶解度研究 53
4.1.1 酸性氣體的溶解析出機理 53
4.1.2 酸性氣體溶解度計算 54
4.2 酸性氣體在水中的反應機理研究 56
4.3 水-岩相互作用機理 59
4.3.1 H+的擴散係數 59
4.3.2 礦物溶解與沉澱機理 60
4.3.3 水-岩反應速率模型的建立 61
4.3.4 水-岩反應速率的影響因素 62
4.3.5 水-岩反應的淨反應速率模型 63
4.4 反應溶質的運移及離子濃度變化 69
4.5 酸性氣體-水-岩反應對儲層物性的影響 70
4.5.1 礦物顆粒半徑變化 70
4.5.2 儲層孔隙度變化 71
4.5.3 儲層滲透率變化 71
第5章 高含硫氣藏水-岩反應實驗 74
5.1 實驗材料 74
5.2 實驗設備 75
5.3 實驗條件 76
5.4 實驗步驟 76
5.5 岩心質量變化 77
5.6 岩心組分分析――XRD測試 78
5.7 岩心結構分析――電鏡掃描測試 82
5.8 水樣離子組分分析 83
5.9 岩心孔隙度、滲透率變化 84
第6章 水-岩反應和硫沉積對儲層物性的影響 86
6.1 數學模型建立 86
6.1.1 模型假設條件 86
6.1.2 水-岩反應和硫沉積對儲層物性的影響模型 86
6.1.3 模型中的參數處理 88
6.2 水-岩反應和硫沉積對地層孔隙度的影響 89
6.3 水-岩反應和硫沉積對儲層滲透率的影響 92
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7.1 氣固耦合綜合數學模型建立 95
7.1.1 綜合數學模型基本假設條件 95
7.1.2 基本微分方程組 95
7.1.3 模型輔助方程 97
7.1.4 邊界條件和初始條件 97
7.1.5 元素硫析出及硫微粒運移沉積模型 98
7.2 數值模型 100
7.2.1 差分方程的建立 100
7.2.2 差分方程的線性化處理 102
7.2.3 差分方程的求解 105
7.3 實例應用 107
第8章 酸性氣體-水-岩反應數值模擬 110
8.1 CMG-GEM軟件簡介 110
8.2 模型的建立 110
8.2.1 氣田基本參數 110
8.2.2 油藏數值模擬網格系統 111
8.3 酸性氣藏儲層物性變化影響因素分析 113
8.3.1 初始孔隙度對儲層物性的影響 113
8.3.2 注入速率對儲層物性的影響 116
8.3.3 有效反應面積對儲層物性的影響 119
8.3.4 氣體組分對儲層物性的影響 121
8.3.5 各影響因素綜合分析 124
參考文獻 125
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