富气处理和输送工艺技术

富气输送工艺不要求在矿场提取天然气凝析液成分 ,可以简化油田、凝析气田的气体处理工艺 ,节省天然气凝析液的储运费用。富气输送可采取传统压力下单相输送、高压密相输送、两相输送等 3种基本方式。对富气处理、各种富气输送方式的技术特点进行了讨论和比较 ,指出选择富气输送方式要考虑管道长度、输气量、富气组成 (气体处理工艺 )、边界压力限制等关键参数。与油气长距离混输方案相比 ,只要经过脱硫、脱水处理 ,富气的长距离输送是较稳妥的技术方案。     

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凝析气相是多元组分的气体混合物，以饱和烃组分为主，在输送过程中由于沿线温度、压力的变化引起的凝析和反凝析现象显著，这使凝析气的管道输送不同于气体或液体的单相输送，其管输方式可分为气液混输、气液分输。气液两相混输投资少、工期短，但要解决困凝析液的积聚而降低输送能力及液塞处置等技术问题；气液分输是先将凝析气分离，然后将天然气和凝析液分别输送，管内流体均为单相流动，气液分输又可分为双管输送和顺序输送。凝析气的气液混相输送是多相流输送的一种特例。针对东海平湖油气田海底输气管道采用多相流技术输送凝析气的实例，分析了凝析气混相输送管道压降、输量和持液率的关系，并指出了预测管路温度下降值是管路安全运行的必要条件。通过对平湖凝析气管道的运行分析，强调工艺配套是多相流技术成功应用的重要条件。     

注富烃气凝析/蒸发混相驱机理评价

基于状态方程和气液两相相平衡理论,建立了注气压力组成及多级接触实验相平衡的计算模型,再应用建立的计算模型,根据室内注气配套实验(压力组成实验、多级接触实验、细管实验)数据,模拟压力-组成相图、多级接触拟三元相图和细管特征曲线,评价注气驱混相能力及驱替机理。应用该方法对吐哈盆地丘陵油田注富烃气混相驱机理进行了评价,研究了该过程中油气两相中的C1、C2-C6和C7-组分、界面张力、密度与黏度等特性参数的变化规律,证实了注富烃气驱替过程中存在凝析和蒸发双重作用,因此在较低界面张力状态(即近混相)下采收率可以达到与混相驱接近的效果,认为凝析／蒸发混相就是近混相的提法不妥。图5表1参12     

克拉气田某处理厂干气烃露点问题的探讨

克拉气田某处理厂采用三甘醇脱水工艺对原料气进行脱水处理,脱水后的干气水露点合格,但烃露点较高。由于天然气具有反凝析现象,随着干气在输送过程中压力的降低,会有液态烃析出,从而对管道、设备、下游用户造成不同程度的危害。为了达到合格的烃露点,避免液态烃的析出,根据我国国家标准对烃露点的不同规定,提出了烃露点控制的改进流程及两种烃露点的控制方案。使用HYSYS软件进行模拟比较,确定采用GB 17820-2012《天然气》对天然气烃露点的控制要求,以保证处理厂至轮南首站的外输管线内无液态烃析出。同时,对气-气换热器和低温分离器进行初步选型,并提出了反凝析现象的控制措施。     

天然气富气输送工艺技术

随着天然气开发不断向自然条件恶劣的边远地区和海洋深处推进,天然气开发与输送成本不断增加。采用天然气富气输送工艺可大大简化开发现场的处理设施并提高管输效率,从而降低开发与输送成本。文章介绍了国内外富气输送及其工艺情况,分析了应用富气输送工艺时有关气体处理、输送相态以及输送方式等问题,并比较了富气输送相对于干气输送的特点,指出了确定富气输送方案需要考虑的一些问题。     

天然气相包线计算及其在烃露点控制领域的应用

天然气的相态特性参数是凝析气田开发、长输管网运营尤为关注的基础数据。基于立方形状态方程,建立了天然气临界参数、临界凝析压力、临界凝析温度,以及相包络曲线的计算方法。与天然气烃露点测试值的对比结果,验证了天然气相包络曲线计算方法的准确性。基于建立的计算方法,预测了满足不同烃露点指标要求的外输天然气相包络曲线,结果表明,在国内现行标准规定的烃露点指标下,天然气在长输管道上游交接点满足要求,不能规避其在中下游析出液烃的风险,不利于天然气输配系统的平稳高效运行;最后,建议以临界凝析温度为重要参考,明确量化天然气的烃露点指标要求。     

海上气田天然气露点控制工艺参数优化研究

在满足交接点处的露点要求下,为优化天然气露点控制系统能耗,采用HYSYS建立稳态模型,对影响露点的关键参数,包括原料气压力和温度、三甘醇循环量、重沸器温度、汽提气流量、J-T阀前温度进行敏感性分析,通过敏感性分析确定关键参数的取值范围。在此基础上,利用HYSYS优化器模块优化工艺参数,得到最优的工艺参数组合。考虑到天然气的反凝析现象,采用相包络图进行产品气输送过程露点校核。结果显示,管道沿程的压力-温度曲线在露点线右侧,证明该产品气始终以气相输送。     

多相混输技术在英买7凝析气田群应用探讨

多相混输技术是为降低油气田开发投资，于20世纪中期提出，目前已在国外广泛应用。塔里木油田的英买7凝析气田群包括英买7等8个中小型凝析气田，各凝析气田压力能充足，气油比高，气田地貌为戈壁或沙漠，环境恶劣，依托条件差，若应用混相集输工艺，可减少凝析油气集输的管线投资，降低气田群的运行管理费用。文章旨在对多相混输技术在英买7凝析气田群应用的可行性进行分析，为气田地面建设工程的集输方案确定提供参考。     

含水气贫凝析气体系的相态及渗流特征

常规凝析气体系的相态分析忽略了水气的影响，而在实际生产中发现水气对凝析气井的生产产生的影响已不可忽视。文章针对低含凝析油的凝析气体系，采用实验的方法对比研究了含水气体系和不含水气体系的相态特征，发现水气的存在使低含油的凝析气体系的相态发生较大变化，凝析液量的析出区间与常规相态分析不重合，存在较大的偏移。在此基础上，提出用水膜的形式来描述低渗凝析气藏的开发过程中凝析水对油气渗流影响，并给出了相应的数学模型；用一实际体系研究了凝析水析出对相渗曲线的影响，结果表明凝析水的析出改变了凝析油气的渗流，它使其相渗曲线发生偏移，加速了近井地带凝析油饱和度的聚集速度。研究认为，凝析气中水气的存在会加速重烃的凝析，改变凝析气的反凝析区间，渗流过程中水气形成的凝析水将加剧近井地带凝析油饱和度的聚集作用，大幅度降低低渗凝析气井的产能。     

渤海湾盆地黄骅坳陷古生界煤成凝析气藏特征、主控因素与发育模式

近年来,黄骅坳陷乌马营潜山二叠系碎屑岩和歧北潜山奥陶系碳酸盐岩取得高产煤成凝析气流,证实古生界潜山具有良好的凝析油气勘探潜力。系统分析了黄骅坳陷古生界凝析气藏的地质特征、流体性质、成藏主控因素等,剖析了典型古生界凝析气藏储-盖组合、煤系烃源岩生烃期次、油气充注期次及凝析气藏成因,明确了古生界煤成凝析气藏的发育模式。研究认为黄骅坳陷古生界发育多套优质储-盖组合,为凝析气藏的形成提供了优越的储集与保存条件。石炭系—二叠系煤系烃源岩于早白垩世、晚新生代两期生烃,具有"早油晚气、晚期为主"的生烃特点,是形成凝析气藏的关键因素。油气两期充注成藏,早期以原油充注为主,晚期以天然气充注为主,以晚期充注为主,晚期天然气对早期古油藏进行气侵改造,形成凝析气藏。建立了"两期生烃、早油晚气、气侵成藏"的成藏演化模式,构造稳定期与生烃高峰期相匹配,利于凝析气藏的大规模保存。黄骅坳陷古生界煤成凝析气藏的勘探发现与理论认识,对于渤海湾盆地石炭系—二叠系发育区开展凝析油气勘探具有重要指导与借鉴意义。     

塔里木盆地深层海相轻质油/凝析油的成因机制与控制因素

塔里木盆地是中国蕴含丰富海相凝析油的克拉通含油气盆地,目前已在塔北隆起、塔中隆起及其斜坡区的震旦系—三叠系发现6个大型海相凝析油气藏,这些油气藏呈现出轻质油、高含蜡凝析油气、干气—轻质油—挥发性油多种类型油气藏围绕烃源岩有序聚集的特点。基于烷烃损失量计算、凝析油中烃类分子成熟度参数和天然气同位素组成的分析,提出塔北隆起满深—顺北地区轻质油和塔中隆起西部地区凝析油气藏是烃源岩在高成熟度演化阶段的产物,明确轮古东—吉拉克—桑塔木地区和塔中东段凝析油气藏是气洗分馏作用的产物。多套烃源岩差异生烃形成多期油气充注是塔里木盆地海相凝析油气藏的物质基础;晚期天然气对早期油藏的改造,导致液态烃组分与天然气发生溶解-解溶作用;构造抬升或断裂活动导致的地层温度和压力条件改变,决定了油气藏的相态。叠合盆地的多期构造活动、多源灶的多阶段供烃以及盆地在晚期的持续深埋作用,共同控制了塔里木盆地海相轻质油和凝析油气藏的富集和分布。气洗分馏作用机制不仅可为叠合盆地拓展轻质油/凝析油勘探领域提供新思路,也有助于预测盆地深层斜坡区油气的物理性质、评价深层天然气的勘探潜力。     

凝析油气相渗曲线测试及对采收率的影响

相渗曲线是描述油气藏渗流中一个非常重要的参数,标准的测定方法是在室温低压下采用模拟油(精制油)模拟气(氮气或空气)来进行测试,未考虑地下高温高压及平衡油气渗流的实际情况。因此,研究高温高压下处于油气相平衡条件(可代表地下实际渗流情况)的两相渗流相渗曲线具有重要的理论和实际意义。本文建立了平衡油气相渗曲线的测试方法,测试了两类流体的平衡油气相渗及其标准油气相渗,并比较了两者之间的差别。将研究结果应用于长岩心定容衰竭实验模拟预测中,能更好地解释长岩心中富含凝析油型凝析气藏凝析油采收率比PVT筒中CVD测试高的实际原因。同时,还发现平衡凝析油气相渗的速敏性,从而说明了适当提高采气速度有利于提高凝析油采收率的观点,对开发技术政策的制订有重要指导意义。     

库车油气系统油气藏相态分布及其控制因素

根据库车油气系统80个油气藏地层流体的高温高压实验(PVT)结果和油气藏的油气物理和化学性质,可以清晰地认识该系统已发现油气藏的流体相态类型和分布特征,并可以比较深入地了解其主要的控制因素。库车油气系统为富气的地质单元,烃流体以气态烃为主,液态烃处于次要地位。库车油气系统的北带是干气和湿气集中分布的地带,并有少量凝析气藏,这些凝析气藏贫含凝析油;南带是以富―特富凝析气藏为主的地带,并有伴生油藏和挥发性油藏分布。库车油气系统的西段比较富油,油藏和富―特富凝析气藏比较集中的出现在西段的羊塔克地区、却勒地区和乌什地区。认为库车油气系统烃类成藏史的特点是:1早期是以富油的凝析气和正常原油成藏为主,主要成藏区分布在早期圈闭发育的南带;2晚期是干气、湿气和贫凝析气的充注和成藏时期,在北带晚期圈闭中形成了干气藏、湿气藏和贫凝析油的气藏,在南带晚期同样也有较干的天然气进入早期油气藏,并使南带早期油气藏中的烃体系发生混合和分异。     

雅轮凝析气藏一次完井新技术

雅轮凝析气田是一个富含凝析油的深层凝析气藏,为做好储层保护工作,同时节约时间和成本,通过优化研究,在完井时,采用油管传输负压射孔一次完井工艺。完井工艺的焦点集中在封隔器能否成功坐封、管柱伸长量多大以及液压坐封和打压射孔双重打压级别的严格设计,通过精密计算及现场实践证实了采用液压封隔器及负压射孔联作并采用先坐封后射孔这一完井新技术是可行性。该工艺的现场成功应用,对于在其它高压油气藏完井中推广该工艺具有借鉴意义。     

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近年在塔里木盆地北部相继发现了众多的凝析气藏,主要集中分布在轮台断隆和轮台低隆两大构造带。１９９８年又在南喀—英买力低隆第三系、白垩系发现了玉东２凝析气藏。塔北凝析气藏顶部埋深普遍超过４５００ｍ,属超深层凝析气藏。单相凝析气藏在塔北比较多见,其次是带油环的凝析气藏,再次是凝析气顶型油藏。从成因类型上可分为三种,即海相凝析气、陆相凝析气、海陆交互相凝析气。塔北凝析气藏具有三个特点：一是具有较高的气油比,区带不同差异较大;二是凝析油含量普遍较高,但异地或异层其差异较大;三是流体富轻组分、贫中间组分、微含或不含重组分。通过分析认为：轮南低隆凝析气藏的形成有两个阶段,第一阶段为海西晚期—印支期,第二阶段为喜山晚期。前者是在低压条件下,石油直接蒸发变为凝析气,后者是在异常高压条件下,石油溶解在压缩气中形成次生凝析气藏。轮台断隆凝析气藏是在下第三系沉积前后形成了现今构造格局,来自北面库车坳陷烃源岩排出的油气向南面隆起带上运移、聚集而形成现今的油气藏。     

致密多孔介质中凝析气定容衰竭实验及相态特征

凝析气藏衰竭开发方案的制定依赖于PVT相态实验,而常规PVT相态实验忽略了多孔介质对凝析气相态的影响,导致实验结果与实际存在偏差。基于常规PVT定容衰竭实验原理,建立了致密多孔介质中凝析气定容衰竭模拟装置及实验方法,模拟研究了凝析气在裂缝性致密储层中的衰竭开发动态,分析了衰竭速度及多孔介质的作用对凝析气藏开发效果的影响,明确了致密多孔介质中凝析气相态特征。研究结果表明,衰竭速度是影响凝析气藏开发的主要原因,天然气采收率随衰竭速度的增快而降低,但凝析油采收率则表现出相反规律;致密多孔介质中凝析气的露点压力比PVT筒中的测量值提高9.42%。此外,裂缝能够有效增大泄油面积,减小渗流阻力,提高天然气和凝析油采收率。     

致密多孔介质中凝析气定容衰竭实验及相态特征

凝析气藏衰竭开发方案的制定依赖于PVT相态实验,而常规PVT相态实验忽略了多孔介质对凝析气相态的影响,导致实验结果与实际存在偏差。基于常规PVT定容衰竭实验原理,建立了致密多孔介质中凝析气定容衰竭模拟装置及实验方法,模拟研究了凝析气在裂缝性致密储层中的衰竭开发动态,分析了衰竭速度及多孔介质的作用对凝析气藏开发效果的影响,明确了致密多孔介质中凝析气相态特征。研究结果表明,衰竭速度是影响凝析气藏开发的主要原因,天然气采收率随衰竭速度的增快而降低,但凝析油采收率则表现出相反规律;致密多孔介质中凝析气的露点压力比PVT筒中的测量值提高9.42%。此外,裂缝能够有效增大泄油面积,减小渗流阻力,提高天然气和凝析油采收率。     

富含凝析水的凝析油气体系相态研究

在传统的忽略地层水影响的烃类体系相态特征研究中,由于都是油或气态的烃类,所以在进行热力学性质的研究时,选择的热力学状态方程不需考虑强极性物质的影响,且形成的传统的无水烃类体系相态研究理论体系经过多年的发展已趋完善。但由于极性物质水的存在,在富含气态凝析水的凝析气藏油气体系相态特征研究的全过程中,油气藏的异常高温、高压状态直接影响到实验设备的选择、实验工艺流程的设计,况且传统的无水烃类相态研究的热力学模型也应该改进或提出新的热力学模型,其状态方程和对应混合规则的选择也要作出适当的改进。随着天然气勘探开发向地层的深部发展,一些特殊的(如异常高温、高压富含气态凝析水)的凝析气藏不断被发现,并且所占的比例越来越大,当温度较高时,地层束缚水、边底水和可动隙间水与烃类流体的互溶能力就较强,烃类流体中含水量就会增加,因此,再用传统的烃类流体相态研究方法去指导开发这些特殊的凝析气藏,就会使其在开发方式、油气藏工程设计和动态分析方面产生一定的误差。系统阐述了富含凝析水的凝析油气体系相态的研究方法和意义,并给出了适用于富含气态凝析水的烃类体系的气-液-液三相相平衡计算模型。     

多孔介质中凝析气液相变实验新方法研究

现有多孔介质相变实验方法的实验压力、实验温度偏低,不能反映油藏条件下凝析气的相变特点。根据凝析气组分随压力变化的原理,设计出研究油藏条件下凝析气相变的高温高压实验流程：采用气相色谱分析仪分析凝析气在岩心中发生反凝析相变后的流体组成,同时与该凝忻气在PVT筒的相态特征进行对比．认识多孔介质对凝析气相变的影响。用该实验流程研究的结果表明：随着压力的降低,岩心中的烃类气体作等温衰竭,当压力降至上露点时．开始有凝析液析出,凝析油气体系进入两相区;反凝析过程中随着压力降低．液相中重烃组分含量增加、轻烃组分减少．气相中则是轻烃组分增加、重烃组分减少;当压力继续降低时,对应的衰竭压力低于多孔介质中凝析油气体系的露点,且已经进入油气两相区．流体组成发生明显变化,气相中轻烃组分增加,液相中重烃组分增加;但是在PVT筒中则还处于单相气区．采出气体的组成未发生燹化。与现有相变实验方法相比．新方法具有可靠性高、精度高的特点。图3表l参6