高含硫气藏中硫沉积机理及预测模型分析.pdfVIP

2013年 3月 中国石油大学胜利学院学报 Mar．2Ol3 第 27卷 第 l期 JournalofShengliCollegeChinaUniversityofPetroleum Vo1．27 NO．1 doi：10．3969／j．issn．1673-5935．2013．O1．005 高含硫气藏中硫沉积机理及预测模型分析 陈洪玉，雷 毅，杨 超 (中国石油大学 机 电工程学 院，山东 青岛 266580) [摘 要] 在高含硫油气田开采和管线的集输过程中，因多种因素会导致硫沉积，造成管线阻塞、污染和腐 蚀等严重危害。从化学反应和物理 因素方面分析高含硫油气藏 中硫沉积的形成机理 ，确定 了易于发生硫沉积 的部 位。根据相关试验数据，分析了以温度、压力为主的多种参数对酸性油气中硫的溶解度的影响。基 于硫溶解度方 程 。结合热力学基础分析 了硫沉积的预测模型和物质平衡方程 。 [关键词] 高含硫；集输管线；硫沉积；机理；预测模型 [中图分类号]TEl33 [文献标识码]A [文章编号]1673—5935(2013)01一O015—03 高含硫气藏是非常规气藏的重要组成部分 ，近 1．1 化学反应 年来随着大批高含硫气藏 的出现，含硫天然气开发 杨乐等 在研究高含硫气藏 的硫沉积问题时， 和运输的相关问题也随之 出现，其 中急于解决的问 提 出在地层条件下元素硫将同H S发生化学反应 题之一就是硫沉积。HU等[1]研究了酸性气体井眼 H2S+S H2S 1． (1) 中硫的沉积机理和分布状态 ，并计算 了由井底 向地 随着地层压力和温度 的降低，多硫化氢会分解 面输送硫的临界速度 。Pack等[2研究了元素硫及 生成元素硫和硫化氢 ，这 时就会引起元素硫 的不断 其他颗粒物的形成和沉积在输气管道 中最可能优先 增多。当地层压力不断降低时，气相 中元素硫 的溶 发生的部位。罗美伦等口在假设方程下，计算 了元 解度会达到临界饱和值 ，这时元素硫就会在地层 中 素硫的沉积体积，并推导了存在硫沉积气藏的物质 析 出沉积 。 平衡方程。国外学者 Pierre和 Serin等研究了天然 Pierre等_4提 出，造成硫沉积现象可能的化学 气传输 中单质硫 的沉积机理和分布规律，具体研究 反应有 了硫的化学反应和 固态分布 ，对其建立 了预测模 2H2S(g)+ O2(g)一 2S(s)+ 2H2O(g)．(2) 型L4]，2O10年 国际计算机信息科学会议上 ，LI等[ C6H6(g)+4H2S(g)一 C6H14(g)+4S(s)． (3) 提 出了高含硫气体气田的硫沉积预测模型。 这方面化学反应 的研究无法取得具体的实验数 据 ，也不适合对硫 的沉积位置做出解释。而且沉积 1 硫沉积机理 若是 由化学反应 引起，就要求反应速度极快，即压力 油气开采中最常发生硫沉积的部位在压力波动 要急速下降，但实际的硫沉积是伴随着压力和温度 较大的降压设备下游 。影响硫沉积 的因素并不单 的变化而沉积的，无法满足反应条件 。 一 ，一 般认为物理因素和化学因素是主要影响因素， 1．2 凝固成形 可能的沉积机理有 3种 ：化学反应 、冷凝成形和硫的