一种高含硫有水气藏硫沉积模拟装置论文和设计-鲁丁

全文摘要

本实用新型公开了一种高含硫有水气藏硫沉积模拟装置，涉及高含硫气藏开发技术领域。包括依次连接的高含硫气罐、储层模拟器、岩心夹持器和模拟井筒，高含硫气罐和储层模拟器之间的管道上依次设有取样口、气体增压泵、压力表、阀门和压力表，储层模拟器和岩心夹持器之间的管道上设有流量计、取样口和阀门，岩心夹持器和模拟井筒之间的管道上依次设有流量计、取样口和阀门，模拟井筒出口还依次连接有回压阀、取样口和尾气处理设备，储层模拟器进口还连接有增压罐，本实用新型通过取样口测出总硫含量，从而确定硫沉积的量，通过设置增压罐，可以观测整个采气过程中产出气的总硫变化，以此计算出整个生产过程中的硫沉积。

主设计要求

1.一种高含硫有水气藏硫沉积模拟装置，其特征在于，包括依次连接的高含硫气罐、储层模拟器、岩心夹持器和模拟井筒，所述高含硫气罐和储层模拟器之间的管道上依次设有取样口、气体增压泵、压力表、阀门和压力表，所述储层模拟器和岩心夹持器之间的管道上设有流量计、取样口和阀门，所述岩心夹持器和模拟井筒之间的管道上依次设有流量计、取样口和阀门，所述模拟井筒出口还依次连接有回压阀、取样口和尾气处理设备，所述储层模拟器进口还连接有增压罐，所述增压罐和储层模拟器之间的管道上依次设有增压泵、压力表、阀门，同时增压泵出口管和增压罐之间还设有回水管。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种高含硫有水气藏硫沉积模拟装置，其特征在于，所述储层模拟器进口管和出口管之间设有带阀门的跨线。

3.根据权利要求1所述的一种高含硫有水气藏硫沉积模拟装置，其特征在于，所述岩心夹持器还设有围压泵。

4.根据权利要求2或3所述的一种高含硫有水气藏硫沉积模拟装置，其特征在于，所述岩心夹持器和储层模拟器设于恒温箱中。

5.根据权利要求1所述的一种高含硫有水气藏硫沉积模拟装置，其特征在于，所述尾气处理设备包括和模拟井筒出口依次连接的吸收罐和小型火炬。

6.根据权利要求3所述的一种高含硫有水气藏硫沉积模拟装置，其特征在于，所述岩心夹持器并联设置有数个。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及高含硫气藏开发技术领域，具体涉及一种高含硫有水气藏硫沉积模拟装置。

背景技术

高含硫气藏全球分布广泛，我国四川盆地川东北地区资源丰富，例如,飞仙关组和长兴组的渡口河、铁山坡、普光、龙岗、元坝、罗家寨、龙王庙等高含硫气藏。在气井开采过程中，随着温度和压力的变化，气藏中溶解的元素硫会发生相变，同时硫化氢也会在一定条件下分解为硫，溶解于水中的硫化氢会析出增加天然气中的硫化氢含量，导致硫沉积的加剧。元素硫的相态决定了其对地层的危害性，气态硫和液态硫在地层孔隙中会随着气流流动，对地层造成伤害较小，但当析出的固态硫无法被气体携带运移时就会产生硫沉积现象，从而堵塞孔喉，伤害地层，严重影响高含硫气井产能。

中国专利CN 104483227 A公开了基于磁悬浮天平的硫沉积装置，可以实现模拟真实地层高温高压高含硫环境，大幅度提高硫沉积量测试精度，并实时计算气体的粘度、体积系数和偏差因子，在线实时测量硫沉积引起的岩心渗透率动态变化；中国专利CN206638565 U公开了一种高含硫气藏硫沉积对裂缝性储层损害评价实验装置，通过模拟地层高温高压环境，对通过裂缝性岩样高含硫气体流量进行监测，能够快速精确的评价硫沉积对裂缝性岩样的损害程度。

但上述专利均不能模拟在气井整个产气过程中的硫沉积。

实用新型内容

鉴于以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种钻井液井口质量流量监测装置，用于模拟在整个气井生产过程中的硫沉积。

本实用新型采用以下技术方案为：

一种高含硫有水气藏硫沉积模拟装置，包括依次连接的高含硫气罐、储层模拟器、数个并连设置的岩心夹持器以及模拟井筒，其中，所述高含硫气罐储存有高含硫天然气，所述储层模拟器可根据不同的储层设置：气藏储层为缝洞型气藏时，储层模拟器中设有溶洞结构，当气藏储层为普通结构时，储层模拟器中设有填砂结构，且根据储层的含水情况，在储层模拟器中填充一定量的地层水，所述模拟井筒可以为水平井模型，可以为直井模型，相应的，岩心夹持器根据模拟井筒的结构改变两者之间的连接方式，所述高含硫气罐和储层模拟器之间的管道上依次设有取样口、气体增压泵、压力表、阀门和压力表，所述储层模拟器和岩心夹持器之间的管道上设有流量计、取样口和阀门，所述储层模拟器进口管和出口管之间设有带阀门的跨线，所述岩心夹持器和模拟井筒之间的管道上依次设有流量计、取样口和阀门，所述岩心夹持器还设有围压泵，所述模拟井筒出口还依次连接有回压阀、取样口和尾气处理设备，所述储层模拟器进口还连接有增压罐，所述增压罐和储层模拟器之间的管道上依次设有增压泵、压力表、阀门，同时增压泵出口管和增压罐之间还设有带阀门的回水管。

进一步的，所述岩心夹持器和储层模拟器设于恒温箱中。

进一步的，所述尾气处理设备包括和模拟井筒出口依次连接的吸收罐和小型火炬，吸收罐用于处理尾气中的硫化氢，小型火炬用于处理剩余天然气。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过设置储层模拟器、岩心夹持器和模拟井筒以及数个取样口，通过监测气体中总硫含量的变化来确定各个部分特别是岩心夹持器和模拟井筒之间的硫沉积，不仅能够测出因硫化氢分解而产生的硫沉积，同时还能测天然气中的溶解硫产生的硫沉积，通过在储层模拟器中增加一定量的地层水，可以模拟有水气藏的硫沉积情况；通过设置增压驱替设备，用以模拟检测驱气后剩余天然气中总硫的量，并通过天然气出口气流量变化确定硫沉积对采气量的影响，同时通过该装置，可以观测整个采气过程中产出气的总硫变化，以此计算出整个生产过程中的硫沉积。

附图说明

图1为本实用新型整体示意图；

图2为模拟井筒为水平井模型的示意图；

图中，1、高含硫气罐，2、增压罐，3、储层模拟器，4、岩心夹持器，5、模拟井筒，6、吸收罐，7、小型火炬，8、恒温箱，9、气体增压泵，10、增压泵，11、取样口，12、流量计，13压力表，14、回压阀，15、围压泵。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例：

一种高含硫有水气藏硫沉积模拟装置，包括依次连接的高含硫气罐1、储层模拟器3、数个并连设置的岩心夹持器4以及模拟井筒5，高含硫气罐1和储层模拟器3之间的管道上依次设有取样口11、气体增压泵9、压力表13、阀门和压力表13，储层模拟器3和岩心夹持器4之间的管道上设有流量计12、取样口11和阀门，储层模拟器3进口管和出口管之间设有带阀门的跨线，岩心夹持器4和模拟井筒5之间的管道上依次设有流量计12、取样口11和阀门，岩心夹持器4还设有围压泵15，模拟井筒5出口还依次连接有回压阀14、取样口11和尾气处理设备，储层模拟器3进口还连接有增压罐2，增压罐2和储层模拟器3之间的管道上依次设有增压泵10、压力表13、阀门，同时增压泵10出口管和增压罐2之间还设有带阀门的回水管。

其中，高含硫气罐1储存有高含硫天然气，储层模拟器3可根据不同的储层设置：气藏储层为缝洞型气藏时，储层模拟器3中设有溶洞结构，当气藏储层为普通的砂体结构时，储层模拟器3中设有填砂结构，且根据储层的含水情况，在储层模拟器3中填充一定量的地层水；岩心夹持器4中填充具有裂缝的岩心，该裂缝可以为人工裂缝，也可以为自然裂缝；模拟井筒5可以为水平井模型，也可以为直井模型，相应的，当模拟井筒5为水平井模型时，数个岩心夹持器4的出口管连接于水平井筒的水平段，当模拟井筒5为直井模型时，岩心夹持器4的出口管连接于井筒的中段或底部。

进一步的，岩心夹持器4和储层模拟器3设于恒温箱8中。

进一步的，尾气处理设备包括和模拟井筒5出口依次连接的吸收罐6和小型火炬7，吸收罐6用于处理为尾气的硫化氢，小型火炬7用于处理剩余天然气，使得排放的尾气更加安全。

本实用新型使用时，打开恒温箱8使温度升高至地层压力，在储层模拟器3中注入一定量的地层水，通过高含硫气罐1的取样口11取样测量气体中总硫的含量，打开高含硫气罐1与储层模拟器3进口处的阀门和储层模拟器3两端跨线之间的阀门，打开气体增压泵9增压至储层压力，关闭上述两个阀门以及气体增压泵9，当储层模拟器3进口前的压力表13数值不再变化并维持20min后，开始进行试验。

选择需要实用岩心夹持器4的数量，围压泵15对岩心夹持器4施加一定的围压，打开储层模拟器3和岩心夹持器4之间的阀门，使储层模拟器3中的高含硫气体通过岩心夹持器4进入井筒5，同时记录岩心夹持器4前后两端的流量，并通过岩心夹持器4两端取样口11以及模拟井筒5出口取样口11测量高含硫气体在经过岩心夹持器4以及井筒5后的总硫含量变化，即可得知高含硫气体中硫沉积的位置以及相应的比例，同时可以将数个岩心夹持器4串联使用，以得出在长裂缝的条件下高含硫气体中硫沉积的位置和相应比例，通过更换不同裂缝形态和大小的岩心，还可以确定易产生硫沉积的裂缝形态。模拟井筒5出口的回压阀14维持一定的井筒压力以模拟真实情况，经过模拟井筒5后的含硫天然气进入吸收罐6，吸收罐6内装有碱液，用于吸收天然气中的酸性气体，脱除酸气后的天然气进入小型火炬7燃烧。

当实验过程进入后期即岩心夹持器4出口流量计12数值明显减少时，储层模拟器3内压力降低需要采用水驱增产时，在增压罐2内注入一定量的驱替液，打开增压泵10以及回水管线上的阀门，当增压泵10出口管上的压力表13数值不低于储层模拟器3进口管上的压力表13数值时，打开增压泵10出口管线上的阀门，使驱替液进入储层模拟器3，当储层模拟器3恢复至一定压力时即可继续进行试验，这样的进液方式的目的是防止储层模拟器3内的压力反冲增压泵10，造成增压泵10损坏。通过对比水驱前后相同压力条件下的高含硫天然气的流量以确定硫沉积对岩心裂缝和储层结构的影响。

实验结束后，可打开储层模拟器3、岩心夹持器4和模拟井筒5以及三者的连接管线观察硫磺的沉积情况，同时可以进一步的解剖储层模拟器3中的相应储层模拟结构以及岩心夹持器4中的裂缝结构，以观察沉积硫在裂缝和储层模拟结构中的微观构成。

值得一提的是，所述增压泵10输送的增压介质不仅可以为水，同时还可以为气体，相应的增压泵10改为气体增压泵。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

设计图

一种高含硫有水气藏硫沉积模拟装置论文和设计

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主设计要求

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