一种二氧化碳共存条件下的硫沉积治理评价方法

本发明属于含硫储层治理评价，涉及一种二氧化碳共存条件下的硫沉积治理评价方法。

背景技术：

1、在高含硫气藏开发过程中，地层压力下降会导致元素硫以液态或固态形式析出并沉积，显著降低储层孔隙度和渗透率，严重影响气藏开采效率。硫的相态变化与沉积作用机理，尤其是硫在中小孔内的优先聚集特征，是决定储层伤害程度的核心因素；解决硫沉积引发的储层伤害问题亟需新的技术手段，co2因对硫具有较强的溶解能力，被视为一种潜在的硫沉积治理介质，其不仅可以维持地层压力，在超临界状态下还具备低黏度、高扩散的特性；关键在于，二氧化碳对单质硫具有较强的溶解能力，已有研究证实硫溶解能力排序为：硫化氢＞二氧化碳＞甲烷，说明其能够有效溶解、运移沉积硫，进而实现储层渗透率的修复；该技术还可实现协同效益，将碳捕集、利用与封存（ccus）技术与气藏高效开发相结合；

2、传统硫沉积治理评价方法多依赖化学分析与宏观物性测试，这些方法难以精准判别 co2在岩样孔隙内的具体治理位置，制约了 co2治理机理的深入解析与防控策略的优化；伴随现代表征技术的发展，核磁共振与 ct 扫描技术为硫沉积治理评价提供了全新技术路径；其中，核磁共振具备高精度微观表征能力，可实现纳米级孔隙结构精细刻画，灵敏捕捉孔隙分布、连通性及流体赋存状态的细微变化；ct 扫描能够直观呈现岩样孔隙三维结构与孔喉形状因子；将二者有机耦合，可显著提升 co2在岩样孔隙内硫沉积治理位置与赋存形态的判别精度；

3、因此，本发明提出了一种新的二氧化碳共存条件下硫沉积治理的评价方法，旨在通过核磁共振、ct扫描等多种技术，实现co2对硫沉积治理的效果评价及微观作用机理分析，为识别二氧化碳生产条件下储层中硫沉积伤害及作用位置变化提供了可能性。

技术实现思路

1、针对现有技术和方法中存在的不足，本发明提供了一种二氧化碳共存条件下硫沉积治理评价方法，不仅能够评价co2治理后孔渗的恢复程度，还可以评价co2在岩样孔隙中的治理硫沉积的位置及其分布特征；

2、本发明采用下述的技术方案：

3、步骤s1、选取柱塞岩样，对岩样进行洗油、洗硫和烘干，然后测量岩样的干重m0、长度l、直径r和岩样孔隙度

φhe，并对岩样进行标定后开展ct扫描测试，获取氮气、硫沉积治理实验前的孔喉形状因子fr；

4、步骤s2、将经步骤s1处理后的岩样置于中间容器中抽真空4h并加压饱和蒸馏水48h后，测量饱和水岩样的质量记录为

m1，并根据式（1）计算岩样的绝对孔隙度

φa，当岩样的绝对孔隙度

φa与氦孔隙度

φhe的相对误差小于2%时，则岩样饱和完成，否则按上述步骤重新饱和；待完全饱和后，获取岩样的核磁共振

t2谱曲线，仪器参数设置为：脉冲间隔tau=80us、采样间隔dw=1.00us、采集回波个数nech=1024、扫描次数scan=64、等待时间rd=5000ms、射频强度rfa0=35；

5、（1）；

6、（2）；

7、式中

：va为绝对孔隙体积，cm3；

8、

m1为硫沉积治理实验前岩样完全饱和水的质量，g；

9、

m0为硫沉积治理实验前干岩样重量，g；

10、

ρ为用于饱和流体的密度，g/cm3；

11、

φa为绝对孔隙度，小数；

12、

φhe为绝对孔隙度，小数；

13、

vb为岩样的总体积，cm3；

14、

r为岩样的直径，cm；

15、步骤s3、氮气吹扫，并检查气密性，将岩心放入岩心夹持器中，设置相应围压后，使用加热套将夹持器加热到地层温度(100℃)，稳定后并打开对应的阀门开始室内模拟实验，实验中分别进行不同co2注入速度、不同注入压力、不同注入量的驱替实验及不同注入压力下的吞吐实验，当实验岩样渗透率不再发生变化，结束实验并排出实验系统中的实验气体；

16、步骤s4、将实验后的岩样取出，对岩样进行烘干，并测量实验后岩样的干重和孔隙度，分别记录为m2、φ1he；将岩样放入中间容器中，抽真空并加压饱和蒸馏水48小时后，测量获取岩样饱和水的核磁共振t2谱曲线，并根据公式（3）计算硫沉积治理实验前后岩样在完全饱和水状态下的渗透率，并利用公式（4）计算出硫沉积治理实验后岩样孔渗恢复率；

17、（3）；

18、（4）；

19、式中：

φnmr为老化后岩样核磁共振孔隙度；

20、

p1

为微小孔所占的比例；

21、

p2 为中孔所占的比例；

22、

p

3 为大孔所占的比例；

23、

t2igm为核磁共振

t2谱曲线的几何平均值；

24、

d，

e，

f，

g，

h，

i为拟合参数；

25、

k0 为治理后岩心的渗透率，md；

26、

k2 为治理后岩心的渗透率，md；

27、

k1 为治理前岩心的渗透率，md；

28、

k0 为岩心的初始渗透率，md；

29、

m 为恢复率，%；

30、步骤s5、采用ct扫描获取实验后岩样的孔喉形状因子，结合核磁共振

t2谱数据，利用公式（5）-公式（9）将核磁共振横向弛豫信号转化为对应孔喉半径，得到硫沉积治理实验前后的孔喉半径分布曲线；

31、（5）；

32、（6）；

33、（7）；

34、（8）；

35、（9）；

36、式中：

k为岩样渗透率，md；

37、

t2gm为完全饱和水状态下几何平均值，ms；

38、

t2

i为完全饱和水状态下横向弛豫时间，ms；

39、

φ为岩样绝对孔隙度，小数；

40、

φ

i为岩样横向弛豫时间对于的孔隙度分量，小数；

41、

ρ2为表面弛豫率，μm/ms；

42、

s为岩样孔隙内表面积，μm2；

43、

v为岩样孔隙体积，μm3；

44、

fr为孔喉形状因子；

45、

r为孔喉半径，μm；

46、步骤s6、计算硫沉积治理实验前后孔喉半径分布曲线偏移程度确定co2在岩样不同大小孔隙的治理硫沉积位置；

47、进一步地，所诉二氧化碳共存条件下的硫沉积治理评价方法，其特征在于：所述步骤s1中标准直径柱塞岩样长度为5cm，直径为2.5cm，属于被硫沉积伤害后的岩样；

48、进一步地，所诉二氧化碳共存条件下的硫沉积治理评价方法，其特征在于：所述步骤s2中抽真空至压力133pa，饱和压力为20mpa，饱和溶液为蒸馏水；

49、进一步地，所诉的二氧化碳共存条件下的硫沉积治理评价方法，其特征在于：所述步骤s3中导入co2气体应当恒压或恒速导入，co2为超临界状态，并保持其他实验条件不变；

50、进一步地，所诉的二氧化碳共存条件下的硫沉积治理评价方法，其特征在于：所述步骤s3中驱替实验的co2注入速度为0.2ml/min、0.5ml/min、0.7ml/min、1ml/min、1.2ml/min，co2注入压力为10mpa、20mpa、30mpa、35mpa，co2注入量为0.2pv、0.5pv、1pv、2pv、3pv、4pv；吞吐实验的co2注入压力为10mpa、15mpa、20mpa、25mpa、30mpa、35mpa；

51、进一步地，所诉二氧化碳共存条件下的硫沉积治理评价方法，其特征在于：所述步骤s4中k0为岩心初始渗透率（无硫沉积），k1为产生硫沉积后的岩心渗透率；

52、进一步地，所诉的二氧化碳共存条件下的硫沉积治理评价方法，其特征在于：所述步骤s4 中治理效果分级标准为：恢复率≤10% 为无；10%~30% 为弱；30%~50% 为中等偏弱；50%~70% 为中等偏强；＞70% 为强；

53、进一步地，所诉二氧化碳共存条件下的硫沉积治理评价方法，其特征在于：所述步骤s4中硫沉积被治理判别条件为，若co2注入实验后，岩样干重减少，核磁共振t2谱曲线向右向上发生偏移，则证明实验后有硫沉积减少，反之则无；

54、本发明的有益效果在于：提供了一种二氧化碳共存条件下硫沉积治理评价方法，通过核磁共振、ct扫描等现代分析技术，该方法不仅评价了co2治理硫沉积的效果，还克服了传统评价方法难以确定co2在岩样孔隙中具体治理位置的局限性；此外，该方法能够定量地分析co2治理硫沉积对岩样孔隙结构的影响，有助于深入理解co2治理硫沉积机理，并为制定有效的防控策略提供了科学依据；这对于高含硫气藏的开发具有重要意义，有助于提高油气田的开采效率，降低生产成本，同时也有助于保障生产安全和环境保护。