李童，馬永生，2，曾大乾，張睿，賈英

（1.北京大學地球與空間科學學院，北京 100871；2.中國石油化工集團有限公司，北京 100728；3.中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

0 引言

高含硫天然氣資源量巨大，目前全球已發(fā)現(xiàn)400多個高含硫氣田，主要分布在北美、歐洲、中國和中東地區(qū)［1-2］。我國高含硫氣藏地質儲量超1×1012m3，典型高含硫氣田有羅家寨、威遠、臥龍河、普光（包括主體和大灣）、元壩等［3］氣田，開發(fā)潛力巨大。相比常規(guī)天然氣藏，高含硫氣藏開發(fā)過程中出現(xiàn)的地層硫沉積問題是影響氣田開發(fā)效果的主要因素之一。隨著地層壓力持續(xù)下降，硫以固（液）態(tài)的形式析出，并沉積于地層孔隙中，堵塞氣體滲流通道，降低地層滲流能力，對高含硫氣藏采收率及開發(fā)中后期穩(wěn)產(chǎn)具有重要影響［4-5］，氣藏高效開發(fā)面臨更大的挑戰(zhàn)。

高含硫氣藏地層中的硫在天然氣中發(fā)生析出、運移和沉降。硫在天然氣中的過飽和溶解析出是基礎，硫析出后高含硫天然氣的相態(tài)變化是關鍵，硫沉積對儲層物性、氣井產(chǎn)能及氣藏最終采收率的影響是研究的落腳點。因此，硫溶解度、相態(tài)變化及硫沉積對儲層的影響是高含硫氣藏開發(fā)規(guī)律研究的難點。本文從上述三方面系統(tǒng)梳理了前人研究進展，結合我國高含硫氣藏開發(fā)現(xiàn)狀，提出了下一步高含硫氣藏地層硫沉積研究方向。

1 硫在高含硫氣體中的溶解度

高含硫氣藏開發(fā)過程中，當氣體中硫的質量濃度超過臨界溶解度時，地層中就可能出現(xiàn)硫沉積。硫溶解特性對硫沉積界限和沉積量分析至關重要［4］。為此，許多學者從實驗測定和模型預測2個角度對硫在酸性氣體中的溶解度進行了大量研究。

1.1 硫溶解度實驗測定

1960年，Kennedy等［6］最早對硫在CH4，CO2，H2S純氣體及其混合酸氣中的溶解度進行了實驗測定，證明硫溶解度隨溫度、壓力的升高而增大，且硫在H2S中溶解度最大，在CH4中最小。隨后，Roof等［7］對硫在H2S中溶解度的測定表明，當硫溶解度增至臨界點后，開始隨溫度增加而減小。Swift等［8-9］報道了擴展溫壓條件下H2S中硫溶解度的測量結果。Davis等［10］將硫在典型組分中的溶解度實驗推廣到了復雜多組分和實際的酸氣中，并拓寬了實驗的溫度以及壓力范圍。近年來，Serin等［11］補充了較低溫壓條件下硫在CO2中的溶解度。Cloarec等［12］通過改進捕獲裝置和氣體膨脹裝置補充了硫在CH4中的溶解度，其結果與Kennedy等［6］略有不同。

國內(nèi)學者谷明星等［13-14］首先利用靜態(tài)法裝置測定了硫在CH4，CO2，H2S純氣體及其混合氣中的溶解度。隨后，Sun等［15-19］也擴充了硫的溶解介質范圍和實驗條件界限。至今公開發(fā)表的硫溶解度實驗情況見表1。

表1 硫溶解度測定實驗條件對比

隨著實驗手段的進步，目前已將硫溶解度實驗溫度和壓力擴充到一定范圍，實驗介質由H2S，CO2，CH4單組分擴展到多組分及氣田氣井井口氣樣。這些實驗結果為硫溶解度模型提供了基礎數(shù)據(jù)，但是實驗周期長，成本高，硫溶解度小，測試容易受到外界因素的干擾［20-21］，導致實驗測得的硫溶解度數(shù)據(jù)量相對較少。

1.2 硫溶解度的預測模型

1.2.1 熱力學模型

熱力學模型研究一般采用Peng-Robinson（PR）狀態(tài)方程進行逸度計算，并采用不同的方法修正方程參數(shù)，且考慮了化學反應的影響。

Karan等［22］將固態(tài)硫看作單一的組分S8，利用PR狀態(tài)方程，描述了氣（液）相狀態(tài)，采用經(jīng)驗關聯(lián)模型，模擬固態(tài)硫，建立了預測硫在酸性氣體中溶解度的熱力學模型。Heidemann等［23］將固態(tài)硫看作8種組分（S1—S8）的混合物，考慮其與H2S的化學反應，采用改進的狀態(tài)方程對高壓下含硫天然氣中硫溶解度進行了預測。谷明星等［13-14］在實驗基礎上，將固態(tài)硫在含H2S酸性流體混合物中的溶解行為視為超臨界流體萃取固體溶質的過程，修正了PR狀態(tài)方程；利用實驗數(shù)據(jù)回歸得到相互作用系數(shù)kij，建立了計算固態(tài)硫在超臨界或近臨界流體中溶解度的熱力學模型，預測結果平均相對誤差約為7%。Cézac等［24］利用PR狀態(tài)方程，結合包含kij的范德瓦爾斯單流體混合規(guī)則，將固（液）態(tài)硫的逸度進行關聯(lián),從而避免了直接對固態(tài)硫逸度進行求解的問題，同時也考慮了硫與H2S之間的化學平衡。Li等［25］將kij看作溫度的函數(shù)，利用PR狀態(tài)方程建立了能夠計算硫在H2S，CO2，CH4中的溶解度熱力學模型。與實驗數(shù)據(jù)相比，計算結果的平均相對誤差分別為7.90%，13.12%，14.98%。

綜上所述，硫溶解度狀態(tài)方程的建立，不僅計算復雜，還需獲取溶質和溶劑的關鍵參數(shù)。目前缺乏硫和多硫化氫的臨界參數(shù)數(shù)據(jù)，且立方型狀態(tài)方程是針對非極性體系開發(fā)的，對于體系中H2S等強極性分子間的相互作用的描述存在誤差，因而使用狀態(tài)方程方法預測硫溶解度存在一定的問題。

1.2.2 半經(jīng)驗模型

與熱力學模型相比，半經(jīng)驗模型不需要確定固體性質，僅在溶劑密度基礎上，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)就可以相對準確地預測硫溶解度。

Chrastil等［26］基于溶劑和溶質之間的分子平衡理論，給出了一個預測固體和液體在氣體中溶解度的半經(jīng)驗模型。Roberts等［27］利用Brunner等［9］的實驗數(shù)據(jù)，在Chrastil模型基礎上進行線性回歸，首次建立了硫在酸性氣體中的溶解度經(jīng)驗公式。該公式考慮了溫度、壓力和氣體組分對硫溶解度的影響，應用較為廣泛，但Roberts模型僅用2組實驗數(shù)據(jù)擬合回歸得到，有一定誤差。Adachi等［28-29］也針對Chrastil模型進行了一定的修正，但均只在適用條件上進行了簡化處理。

Hu等［30］根據(jù)溶劑密度變化分段擬合模型參數(shù)，與Roberts模型［27］相比，準確度有一定提高。然而，某一特定成分高含硫氣體回歸得到的擬合系數(shù)難以適用于所有氣藏條件。類似的，李洪等［31］、Guo等［32］得到了分別以壓力40，30 MPa為分界點的硫溶解度分段預測模型，針對不同組分的高含硫氣體需采用不同的擬合參數(shù)進行計算。Zhang等［33］針對M氣藏硫溶解度采用Chrastil模型擬合實驗數(shù)據(jù)，也獲得了與Roberts模型［30］、Hu模型［30］不同的擬合參數(shù)，并且精確度更高。Bian等［34］依據(jù)化工熱力學和超臨界流體締合理論，建立了2種高含硫氣體中硫溶解度的半經(jīng)驗多參數(shù)締合模型，同時考慮了高溫、高壓和密度對締合反應等的影響，極大地提高了硫溶解度模型的預測精度。

1.2.3 人工智能模型

近年來，人工神經(jīng)網(wǎng)絡（ANNS）、最小二乘支持向量機（LSSVM）和自適應神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)（ANFIS）等人工智能方法已被越來越多地應用于化工反應等復雜物理化學系統(tǒng)的建模中。人工智能方法在硫溶解度計算方面也具備一定的優(yōu)勢，在預測多因素共同影響下的硫溶解度方面更具實用性和高精度性。

Mohammadi等［35］引入前導神經(jīng)網(wǎng)絡（FNN）來計算氣態(tài)溶劑中的硫溶解度，但該模型只能估算硫在純H2S氣體中的溶解度。隨后，Mehrpooya等［36-37］分別運用反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡（BP）和FNN，進行了不同溫壓條件下硫在高含硫天然氣中的溶解度預測。陳磊等［38-39］持續(xù)優(yōu)化算法，模型預測結果與實驗測定值平均相對誤差降低至5%。神經(jīng)網(wǎng)絡模型缺點在于需要大量的實驗數(shù)據(jù)作為訓練樣本，且模型調試過程復雜。與之相比，支持向量機（SVM）模型能夠避免神經(jīng)網(wǎng)絡模型中常出現(xiàn)的易陷入局部最優(yōu)、模型泛化能力差等問題。

Bian等［40］利用灰狼算法（GWO）與SVM相結合的方法，使得模型預測結果平均相對誤差降低至4.65%。孫 博 文［41］基 于LSSVM，分 別 結 合 遺 傳 算 法（GA）和GWO，建立了硫在高含硫天然氣中的溶解度模型。Bemani等［42］采用LSSVM，ANFIS與粒子群優(yōu)化（PSO）相結合的方法進行預測。陳華勝［43］采用支持向量回歸（SVR）進行建模，并利用混沌螢火蟲算法（CFA）對SVR的參數(shù)進行了優(yōu)化，與實驗數(shù)據(jù)對比，硫在高含硫氣體、H2S以及CO2中的溶解度預測結果平均相對誤差分別降至4.51%，2.11%，10.12%。

人工智能模型具有較強的非線性相關能力，且公式相對簡單。與熱力學模型相比，在預測超臨界或近臨界含硫天然氣混合物在地層條件下的溶解度時人工智能模型更為準確，但缺乏熱力學理論基礎。

1.2.4 分子模擬方法

蒙特卡洛分子模擬及分子動力學模擬技術可以有效彌補實驗條件的不足，在擴大研究溫度壓力條件范圍的同時，還可以研究含有毒性成分的天然氣流體（高含硫天然氣）。

Kadoura等［44］采用蒙特卡洛分子模擬方法從微觀分子的角度關聯(lián)了硫在H2S氣體中的溶解度。在等溫等壓（NPT）系綜模擬中，采用Widom插入法對H2S氣體中S8的逸度進行評估。硫在H2S中的溶解度可根據(jù)各相的逸度來確定，但有關S8分子的基礎數(shù)據(jù)較少，使得計算硫溶解度的誤差較大。

李期斌［45］基于分子間相互作用，模擬無化學反應時硫在H2S中的溶解過程，建立了硫在H2S氣體中溶解度預測的分子動力學模型。由于沒有考慮到化學反應影響，預測結果低于溶解度實測數(shù)據(jù)。陳華勝［43］基于Materials Studio軟件開展了硫溶解度預測的分子動力學模擬，采用氣固共存法構建了硫與H2S共存的微觀模型［46］，在等溫等壓系統(tǒng)下模擬了硫的溶解過程，獲得了不同溫度壓力條件下的硫溶解度。該研究為硫溶解度的計算提供了新思路，但模擬選取的力場參數(shù)以及對硫溶解度的定義不夠準確，未考慮儲層孔隙壁面對硫溶解行為的影響，球形硫顆粒和立方形H2S氣體盒子的組合方式尺寸效應強烈，硫顆粒在模擬過程中容易發(fā)生崩潰和移位，進而影響溶解硫分子數(shù)量的統(tǒng)計，硫溶解度數(shù)據(jù)的合理性和準確性有待進一步驗證。未來將通過優(yōu)選和驗證分子模型參數(shù)和力場混合準則，考慮儲層孔隙壁面對硫溶解行為的影響，利用分子模擬方法闡釋硫溶解的微觀機理來提高硫溶解度計算精度，這是一個值得探索的方向。

2 高含硫流體相態(tài)平衡

2.1 相態(tài)實驗測定

Woll［47］通過實驗測得H2S和硫組成的二組分相圖以及高含硫氣體相圖。張地洪等［48］通過對羅家寨氣田2口氣井的相態(tài)研究發(fā)現(xiàn)：硫在高含硫天然氣中的熔點隨壓力的增大，先減小后增大；高含硫氣藏流體中硫醇和硫醚在高壓時的含量是引起相態(tài)特征不同的根本原因。張廣東［19］建立了高溫高壓天然氣中硫析出點和熔點測量裝置，形成了一套高含硫氣體相態(tài)實驗測試方法，測得元壩氣田儲層中硫以液態(tài)析出，進而獲得了元壩氣田氣樣的PVT相圖。由于受實驗條件的限制，在高溫高壓地層條件下，有關硫存在狀態(tài)、組分變化等方面研究很少。

2.2 相態(tài)平衡預測模型

流體相平衡理論研究主要有2種方法：一是狀態(tài)方程法，分別計算氣、液、固相的逸度和逸度系數(shù)，結合多相相平衡理論預測相平衡問題；二是以溶液理論為基礎，通過計算液相和固相活度系數(shù)來解決多相相平衡問題。這些系數(shù)通常由擬合實驗數(shù)據(jù)獲得，具有很大的經(jīng)驗性。由于相平衡狀態(tài)方程具有統(tǒng)一性，不需要選定標準態(tài)，狀態(tài)方程預測方法更值得廣泛研究。

應用狀態(tài)方程建立高含硫氣藏相平衡模型多基于對PR狀態(tài)方程局限性的改進。Li等［49］通過引入33個常數(shù)對PR狀態(tài)方程進行了改進，利用改進后的狀態(tài)方程可相對準確計算酸氣的相平衡。Karan等［22-23］考慮化學反應，將硫組分看作S1-S8的混合物，利用改進的PR狀態(tài)方程建立了更為復雜的氣-液-固三相相平衡熱力學模型。但該模型只是給出了各組分逸度的計算方法，對氣-液-固三相相平衡時各相中存在的組分及滿足的物料守恒方程缺乏論述。楊學鋒［1］考慮固相中只有硫的存在，建立了描述硫狀態(tài)方程參數(shù)和逸度經(jīng)驗計算式，同時結合三相閃蒸數(shù)值算法，建立了硫沉積的氣-液-固三相相平衡熱力學模型。李麗［50］考慮化學反應，建立了能夠同時有效描述氣-液-固三相物性及相態(tài)特征的狀態(tài)方程（TPR方程），利用該方程對SH2S體系、S-CH4體系、S-天然氣混合物體系的硫溶解度進行了預測，預測結果與相應實驗數(shù)據(jù)對比，平均誤差為5%左右。

未來，綜合考慮硫與多硫化氫之間的化學反應平衡、組分變化與熱力學平衡的三相相平衡模型可成為高含硫氣藏相態(tài)平衡模型研究的重要方向。另外，一些基于分子模擬的算法被引入含固-液兩相的相平衡系統(tǒng)研究中，如Gibbs-Duhem積分［51］及直方圖重加權［52］方法，但還未涉及氣-液-固三相模擬。因此，分子模擬方法在三相相態(tài)模型中的應用值得深入研究。

3 硫沉積對地層的傷害

3.1 多相滲流實驗

室內(nèi)實驗是研究高含硫氣藏多相流體滲流特征的直接手段，但由于與液態(tài)硫（簡稱液硫，下同）相關的多相驅替實驗具有較高難度和危險性，相關研究成果報道較少。

張硯［53］和何林稽［54］改進研發(fā)了適用于高溫高壓環(huán)境氣-液硫兩相滲流的實驗裝置，采用非穩(wěn)態(tài)法測定了氣-液硫相滲曲線，研究溫度和應力敏感對相滲的影響。此外，張硯［53］利用實際高含硫氣藏碳酸鹽巖巖心制作而成微觀滲流模型，研究了氣-液硫兩相微觀滲流過程中硫在多孔介質中的沉積形態(tài)及分布特征。相比于基質，硫優(yōu)先在裂縫中沉積，而后在基質孔隙中。顧少華等［55］研制了一套氣-液硫兩相驅替實時測試裝置，基于非穩(wěn)態(tài)法得到了氣-液硫兩相相對滲透率曲線，分析了圍壓、驅替壓差對相滲的影響。陳琪［56］基于HA-Ⅲ-抗H2S-CO2型高溫高壓油氣水滲流測試裝置，測試分析了應力、圍壓對氣-液硫相滲的影響，研究結果表明：隨圍壓增大，巖心中較大的孔喉和孔隙容易被擠壓而產(chǎn)生微小的形變；如果效果顯著，會直接閉合，氣、液硫的相對滲透率將發(fā)生整體下降。受實驗條件限制，對氣-液硫兩相滲流特征缺乏規(guī)律性認識，液硫微觀滲流及吸附實驗較少開展，多孔介質中液硫微觀分布情況鮮見報道。此外，高含硫邊底水氣藏開發(fā)過程中，儲層中出現(xiàn)氣-水-液硫三相滲流，采用室內(nèi)實驗方法直接測量兩相相對滲透率難度較大。在實驗條件限制的情況下，需借助分子模擬等手段獲取氣-水-液硫三相相互作用的關鍵參數(shù)，再結合介觀尺度多相滲流模擬方法揭示三相滲流微觀機理。

3.2 硫沉積傷害實驗

張文亮［57］針對普光氣田巖樣研究發(fā)現(xiàn)，不同初始壓力條件下硫沉積對巖心孔隙度基本無影響，隨著初始壓力增大，滲透率損害率增大。Abou-kassem等［58］發(fā)現(xiàn)，在約90℃和相對較低的壓力（3～6 MPa）下，含硫飽和的氮氣流過石灰?guī)r巖心，滲透率下降了15%，這主要由于巖石上的硫吸附作用。Yang等［59］利用天然碳酸鹽巖巖心與飽和高含硫氣體，進行硫析出傷害實驗，發(fā)現(xiàn)硫沉積對低滲透儲層的傷害更大。周浩［60］開展了硫沉積驅替實驗，研究了應力敏感和硫沉積共同作用對儲層巖心的傷害，發(fā)現(xiàn)裂縫發(fā)育巖心的滲透率和孔隙度受硫沉積傷害程度很嚴重，而基質巖心的滲透率和孔隙度相對較輕。除固態(tài)硫沉積外，Cokuner［61］通過一套獨特的玻璃微觀刻蝕模型觀察了液硫沉積對儲層的影響，即在模擬31 MPa，120℃的儲層條件下，觀察含90%H2S、液硫和水的多相流體流動情況，觀察到氣相潤濕硫（水）界面，并相對容易克服液硫阻礙而通過孔隙網(wǎng)絡流動，并且他認為液硫的存在對氣體流動影響不大。但是Mahmoud［62］在150℃下，將液硫注入初始飽和淡水的露頭石灰?guī)r的巖心中，發(fā)現(xiàn)隨著硫吸附和硫沉積作用的增強，巖石接觸角朝更加氣濕的方向變化，降低產(chǎn)氣效率。

目前，固態(tài)硫沉積傷害研究較多，對液硫析出、分布及沉積傷害鮮有報道。前文提到，氣-水-液硫三相共存時各相之間相互作用參數(shù)不明確及滲流機理認識不清，也會導致對液硫影響儲層氣體流動的認識不同。

3.3 硫沉積預測模型

Kuo等［63］建立了基于達西定律的等溫一維流動模型，研究了氣體流速、井距以及井筒半徑對硫沉積的影響。Roberts［27］采用數(shù)值模擬方法，將常規(guī)黑油模型中油組分替換為固態(tài)沉積硫，并設置其相對滲透率為0，來模擬硫沉積過程；同時，也采用解析模型模擬一維徑向流，該解析模型被不同學者使用，并進一步量化了硫沉積的影響［64-65］。隨后，一些學者對Roberts模型［27］進行了相關改進：Hu等［66］提出了一個基于非達西流且考慮束縛水的硫沉積預測模型，發(fā)現(xiàn)高束縛水飽和度會導致更為嚴重的硫沉積堵塞，而且考慮非達西流時，氣井穩(wěn)產(chǎn)期變短、產(chǎn)量降低速度加快；Guo等［67］在非達西流的基礎上，考慮了儲層壓實作用、氣體性質和硫溶解度隨壓力的變化，建立了修正的硫沉積預測模型，提高了硫沉積預測的準確度；Mahmoud等［62］推導出近井含硫量的表達式，該式考慮了硫在碳酸鹽巖地層表面的吸附。李周［2］建立了一套考慮流體組成、硫微粒運移和吸附的地層硫沉積預測模型，并對某油田實例進行了計算，提出應盡量提高氣井井底壓力或降低產(chǎn)氣量，以減小地層中硫沉積量。

Roberts模型［27］和上述其他模型的主要局限性是假定硫析出和沉積的位置是相同的，然而，析出的硫微粒很可能會在沉積前被氣流攜帶一段距離。Civan［68］開發(fā)了一種適用于任何沉淀物的分析模型，以解釋沉積過程中的延遲效應。Du等［69］建立了一個專門用于解釋硫沉積的非平衡效應數(shù)值模型，在描述組分通過地層流動的偏微分方程中引入攜硫速度表達式，推導出氣流臨界速度的計算公式；然而，該方程的參數(shù)（如硫顆粒質量、儲層孔徑和摩擦因子等）非常不確定。為了評估硫沉積對氣藏流入動態(tài)的影響，許多學者已經(jīng)建立了一些包含相行為和多相流體流動的硫沉積預測模型，如從相對簡化的解析模型到考慮速度效應的數(shù)值模型［70-72］。由于每個氣藏的地質條件不同，影響硫沉積的因素眾多，硫沉積預測模型缺乏普遍適用性。因此，開發(fā)針對不同地質特征，考慮流體相態(tài)變化、氣-水-液硫三相滲流和固態(tài)硫運移沉積等因素的硫沉積數(shù)值模擬模型是未來硫沉積研究的重要方向。

4 硫沉積防治研究方向

我國高含硫氣田主要位于四川盆地，其油氣成藏條件優(yōu)越，發(fā)育有陸相、“海相上組合”、“海相下組合”三大成藏系統(tǒng)，其中高含硫氣田主要發(fā)育于“海相上組合”。截至2017年底，四川盆地已累計探明高含硫氣藏地質儲量1.0×1012m3以上，其中中國石化探明高含硫氣藏地質儲量0.7×1012m3以上。普光（包括主體及大灣）、元壩氣田為已生產(chǎn)運營的高含硫氣田，H2S質量分數(shù)高達6%～18%。通過技術攻關，自2009年以來已累計建成高含硫天然氣能力150×108m3/a［3，73］。

應用自主研發(fā)的井下保壓取樣及實驗測試技術，測得普光、元壩氣田硫質量濃度為0.29～0.97 g/m3，硫析出壓力為21.0～25.6 MPa。其中，普光氣田主體、元壩氣田析出液硫，普光氣田大灣氣藏析出固態(tài)硫（見圖1。圖中天然氣-液硫兩相區(qū)位于橙色虛線與地層飽和硫析出線之間，單相氣區(qū)位于地層飽和硫析出線右側）。隨著氣田開發(fā)的深入，截至2021年底，普光氣田近70%氣井井筒已發(fā)生硫沉積。地面流程及井筒硫沉積影響已成為氣田開發(fā)面臨的主要矛盾之一。為此研發(fā)了“胺類+橡膠保護劑”井筒溶硫體系，配套了連續(xù)油管旋轉噴射解堵工藝，解堵后單井平均日增氣13×104m3。截至目前，在普光氣田基本形成了井口附近井筒和地面集輸系統(tǒng)硫沉積治理技術。

圖1 普光氣田主體某井PVT相圖

預計2023年，普光、元壩氣田地層壓力將逐步下降至高含硫天然氣中硫析出的臨界壓力以下，硫沉積正向井筒深部及儲層擴展，氣井穩(wěn)產(chǎn)及氣藏采收率提高將面臨新的挑戰(zhàn)。為了保障氣井正常生產(chǎn)，必須攻克井筒-地層硫沉積一體化預測及防治技術難題。但目前對井筒深部及地層硫沉積的規(guī)律認識不清，難以提前預警和及時制訂防控及治理對策。針對井筒深部及儲層硫沉積規(guī)律及防治，需加強以下5個方面的研究：1）進一步擴充和完善硫溶解度實驗數(shù)據(jù)，明確不同組分、溫壓條件下硫溶解度變化規(guī)律，以及水-液硫、氣-液硫兩相滲流規(guī)律和硫析出對儲層的傷害；2）利用分子模擬與實驗結合，開展硫溶解度預測及三相滲流相互作用參數(shù)的獲?。?）基于實驗和分子模擬結果，建立新的硫溶解度預測模型、考慮化學反應的三相相平衡模型以及氣-水-液硫三相相對滲透率模型；4）開展井筒深部及儲層硫沉積數(shù)值模擬，預測硫沉積分布及其對氣井產(chǎn)能的影響；5）攻關形成儲層-井筒硫沉積一體化防治對策及工藝技術，為高含硫氣田長期穩(wěn)產(chǎn)及提高采收率提供新的技術手段。

5 結論

1）硫溶解度實驗為硫溶解度模型提供了基礎數(shù)據(jù)，但硫溶解度數(shù)值小、測試易受干擾，使得實驗測得的數(shù)據(jù)精度受限。應借助分子模擬手段，提高硫溶解度計算精度和彌補實驗數(shù)據(jù)的不足，進一步明確不同組分、不同溫壓條件下硫溶解度變化規(guī)律及影響因素。

2）高含硫氣體相態(tài)測試實驗可準確測得地層中硫析出產(chǎn)狀，并確定PVT相圖，但地層條件下多相相平衡研究很少，需進一步開展高溫高壓條件下多硫化氫和硫組分變化實驗，建立高含硫氣體多相相平衡預測模型。

3）液硫多相驅替實驗及固態(tài)硫傷害實驗是模擬地層硫沉積規(guī)律的有效手段，應加強水-液硫、氣-液硫兩相滲流實驗。聯(lián)合分子模擬等手段，獲取三相流體之間相互作用參數(shù)，為開展氣-水-液硫三相流動模擬奠定理論基礎。

4）以普光、元壩為代表的高含硫氣田，隨著地層壓力逐步下降至硫析出的臨界壓力以下，應加強儲層-井筒硫沉積規(guī)律、一體化防治對策以及工藝技術研究，為防硫控硫和高含硫氣藏采收率的提高提供技術支撐。