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凝析气井产能主要受近井区域的渗流动态控制。在近井区域，压力损耗较高，凝析气的流动压力常常会低于露点压力而导致凝析油在此区域逐渐累积；该区域明显地呈低压、高凝析油饱和度、高界面张力和高流速的特征；常规理论过高估计了高凝析油饱和度带来的堵塞效应，却忽视了高流速对凝析油的剥离效应，研究发现高速流动对近井油气相对渗透率的影响并非象常规理解那样简单，而是呈现出综合效应；如何准确理解高速效应的影响，对于凝析气藏渗流动态分析以及生产动态预测有很重要的意义。文章建立了油气两相渗流的定解问题，得到了拟稳态形式的流入动态方程，在三区渗流机理上首次综合考虑了毛管数和非达西效应对相对渗透率的影响，揭示了高速流动下油气相对渗透率变化及油气分布状态新特征，对不同流入动态模型的对比分析表明，该方法较之现有方法更有助于正确预测生产动态，评估气井产能。     

凝析气藏的试井解释

以往在凝析气藏压力下降到露点以下时，试井分析一般采用双带径向复合模型。双带分别是近井凝析油析出区域和远离井筒的原始凝析气赋存区域。但室内实验研究发现，可能存在三个不同的流度带：(1)远离井筒的外带，具原始凝析液饱和度；(2)离井筒较近的中间带，凝析油饱和度增大，天然气流度较低；(3)近井的内带，毛细管数很高，增大了气的相对渗透率，从而使因凝析油堵塞而损失的天然气流度大都得以恢复。文中研究了试井数据中该近井带存在的证据。介绍了一个试井分析事例，该事例表明，由于多数情况下压力恢复和(或)压降都主要受井筒相态重新分布效应的影响，识别近井带比较困难。在可以识别出这三个带的情况下，采用三带径向复合模型对试井数据进行分析，对近井筒效应进行全面描述，尤其是了解总表皮效应的不同组成：机械表皮效应、取决于流速的两相表皮效应和由凝析油堵塞造成的表皮效应。若相对渗透率取决于毛细管数，则组分模拟模型可证实这三个带的存在和这些分析结果。     

凝析油气低界面张力对凝析油流动的影响

通过组分模型模拟实际凝析气藏恒容衰竭过程，研究在低界面张力作用下近井区域凝析油的流动性。储集层平均渗透率和孔隙度分别为０．０５２７μｍ２ 和０ ．１０７３，凝析气流体富含凝析油，最大反凝析液量约为２２％ 。尽管模拟油气的界面张力常常比实际凝析油气高数十倍，但预测凝析气藏动态时仍常常采用从模拟油气测得的相对渗透率。由于低界面张力会明显影响油气相对渗透率，因此，对模拟油气相对渗透率进行了校正。校正后油气相对渗透率增大，特别是凝析油的相对渗透率明显增加。通过近井区域凝析油饱和度、日产油量、累积产油量随生产时间的变化分析了凝析油的动态特征。结果表明，在生产初期，近井地带凝析油迅速积聚，很快达到最大饱和度，并随井继续生产而逐渐减小。分析相对渗透率校正前、后的结果发现，由于凝析油气界面张力低改善了凝析油流动性，所以校正后近井区域凝析油饱和度大大低于校正前，且校正后日产油量、累积产油量均高于校正前。研究结果同时表明，正确的相对渗透率曲线对于描述凝析油气生产动态具有重要意义。     

凝析气藏近井地层油气产状及渗流特征

提出了孔隙介质条件下凝析油气相态特征预测的相平衡模拟方法。将该方法应用于牙哈等凝析气藏的露点、反凝析油饱和度等相态特征研究,取得了令人满意的结果。将孔隙介质条件下凝析油气体系相平衡计算方法引入凝析油气渗流理论,得到了考虑吸附和毛管凝聚作用影响的凝析油气体系物化渗流模型,给出了考虑界面现象影响的凝析气井产能方程及描述凝析气藏近井地层反凝析油饱和度分布规律、气相相对渗透率分布规律、压降漏斗分布规律的数学模型。通过牙哈凝析气藏气井产能、反凝析油饱和度分布规律以及气相相对渗透率分布规律的预测计算,表明多孔介质界面现象的作用会加剧地层反凝析现象,产生附加的反凝析动态地层伤害,引起凝析气井气相相对渗透率和产能降低。     

注干气吞吐提高凝析气井产能研究

注气吞吐是解除凝析气井单井反凝析油堵塞问题的有效方法之一。利用组分模拟器,以一口凝析气井的流体和地质参数为基础,建立了单井径向数值模拟模型。研究了凝析气井衰竭式生产过程中,反凝析油饱和度和气相相对渗透率的变化规律;同时研究了注干气吞吐后反凝析油饱和度和气相相对渗透率沿径向的变化规律,对比了注气吞吐前后归一化的采气指数变化。结果表明,井底流压低于露点压力后在近井带5m范围形成反凝析油带,导致气井产能急剧下降;注气吞吐能有效降低近井带反凝析油饱和度,从而解除堵塞提高气井产能;注气量越多,吞吐效果越好,但存在一个最优的注气量,实例的最优注入量为200×104m3,超过该注入量后气相相对渗透率增加幅度降低。     

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由于缺乏精确测量临界凝析油饱和度测试技术，我国凝析气藏油气相对渗透率均使用常规油气进行测试,采用真实平衡凝析油气体系对凝析气藏相对渗透率曲线进行岩心驱替测试还无先例。文章选用牙哈凝析气藏真实岩样进行了两组驱替实验,第一组是向岩样注入煤油-氮气采用非稳态法，第二组是注入平衡凝析油气采用稳态法。此外，研究了两种测试系统下油气相对渗透率对凝析气藏开发动态的影响,得出以下结论：①凝析油气系统的相对渗透率曲线整体向右移动，气相对渗透率下降非常快，油气相对渗透率高于煤油-氮气系统的油气相对渗透率；②凝析油气系统的临界凝析油饱和度比煤油—氮气系统的凝析油临界饱和度约低20%；③煤油-氮气系统预测的气体产能、气油比、凝析油气采收率比凝析油气系统预测的结果低得多，但气藏压力下降较慢；④凝析油气系统与煤油-氮气系统近井地带析出凝析油饱和度分布存在显著差别。     

考虑毛管数和非达西效应的凝析气液两相流入动态

近期的大量理论和实验研究发现,高速流动导致的毛管数和非达西效应对近井油气相对渗透率有显著影响,而目前仅仅考虑非达西效应无法准确描述油气真实渗流状态。如何准确理解并考虑这两种效应的影响对于凝析气藏渗流动态分析以及生产动态预测有很重要的意义。本文建立了油气两相渗流的定解问题,得到了拟稳态形式的流入动态方程。在三区渗流机理上,首次综合考虑了毛管数和非达西效应对相对渗透率的影响。实例分析揭示了高速流动下油气相对渗透率变化及油气分布状态新特征。对不同流入动态模型的对比分析表明,本文方法较之现有方法更有助于正确预测生产动态,评估气井产能。     

凝析气藏考虑毛管数和非达西效应的渗流特征

近期的大量理论和试验研究发现,高速流动导致的毛管数和非达西效应对近井油气相对渗透率有显著影响,仅考虑非达西效应无法准确描述油气真实渗流状态。准确理解并考虑这2种效应的影响对凝析气藏渗流动态分析以及生产动态预测有很重要的意义。建立了油气两相渗流的定解问题,得到了拟稳态形式的流入动态方程。在三区渗流机理上,首次综合考虑了毛管数和非达西效应对相对渗透率的影响。实例分析揭示了高速流动下油气相对渗透率变化及油气分布状态新特征。对不同流入动态模型的对比分析表明,本方法比现有方法更有助于正确预测生产动态,评估气井产能。     

凝析气藏井的产能

随着气藏衰竭生产时,中富气／凝析气藏井的产能先快速下降,然后再逐渐增大。组分模型模拟表明,在生产初期,当近井地带压力降至低于露点压力,井筒周围会形成凝析油带。凝析油带的凝析油饱和度高,使气相有效渗透率急剧降低,导致气产量下降,当整个气藏压力低于露点压力后,将在整个气藏中析出凝析油,而流入凝析油带的气相会越来越贫,从而凝析油带的凝析油会越来越少,致使气相的产能提高。     

边水凝析气藏高产井见水时间预测新模型

凝析气藏见水时间预测模型考虑反凝析作用，但忽略了高产井近井区域非达西效应的影响，造成见水时间预测产生偏差。针对该问题，运用气水两相渗流力学理论，综合考虑气相非达西效应和反凝析作用的影响，得到边水凝析气藏高产井见水时间预测新模型。研究结果表明：预测边水凝析气藏高产井见水时间需考虑气相非达西效应和反凝析作用的影响，两者均会导致气体流速增大，见水时间变早。将新模型应用于A气田S45、AT11-6H、AT11-4井和AT11-2井，其计算结果相对误差小于8%，相比常用计算模型，精度提高了18.10%~39.34%，计算结果与现场实际数据吻合度高。研究成果对深入分析反凝析作用和气相非达西效应对凝析气藏边水推进的影响，预测边水凝析气藏的见水时间有重要的指导意义。     

The Effect of Water Vaporization on the Well Productivity of Gas Condensate Reservoirs

Well productivity is a crucial concern in predicting the performance of many gas condensate reservoirs. Accurate forecasting of gas-condensate well productivity usually requires fine-grid simulation to model the formation of the liquid bank and to account for high-velocity phenomena and changes in relative permeability at high capillary numbers. At early stages of production, the pressure drop in the near-wellbore region builds up the molar content of water in gas. This, in turn, results in water vaporization, and hence a drop in the connate water saturation. When water vaporization occurs, pores that were formerly filled by connate water now becomes occupied by gas and condensate only. This causes a change in gas and condensate saturations near the wellbore that can affect the well productivity. No lucid numerical simulation approach considering this effect is suggested in the literature. The authors investigated the effects of water vaporization on the near-wellbore region by compositional simulator of GEM. Enhancement of gas well productivity is observed.     

Investigating the Effect of Capillary Number on Performance Prediction of an Iranian Fractured Gas Condensate Reservoir

Abstract

Gas condensate reservoirs are one of the most complicated reservoirs in which the special thermodynamic behavior of reservoir fluid leads to condensate buildup instead of gas expansion, when the reservoir pressure drops below dew point pressure. To justify the phase behavior of such reservoirs, several models have been proposed. One of the models is a capillary number model that has a considerable effect on the shape of relative permeability curves. Taking account of capillary number is shown to improve the performance prediction of gas condensate reservoirs that otherwise is poorly predicted. In pressures below dew point pressure, velocity and surface tension between gas and oil increases more rapidly in the vicinity of the well compared with other parts of the reservoir, which results in condensate saturation reduction and gas relative permeability improvement. The authors model a fractured gas condensate reservoir with and without taking capillary number into consideration; the performance prediction results are compared to the actual results. The model with capillary number included is shown to be able to predict the performance with a greater accuracy than the case without capillary number.     

变形介质凝析气藏油气相态特征研究

变形介质凝析气藏因储层岩石颗粒细、孔隙小，储层界面效应极为突出。同时，降压开采过程中储层变形作用明显，因而其相态特征不同于常规凝析气藏。考虑吸附、毛细凝聚和毛细管力等界面效应和储层变形作用对油气体系相态特征的影响，建立了变形介质凝析气藏油气体系真实露点预测模型和衰竭开采过程中气藏的反凝析液饱和度预测模型。将该模型用于Q69井的露点和反凝析油饱和度的预测，其计算结果表明孔隙介质界面现象和储层变形作用不仅会导致气藏的露点升高，而且会加剧地层反凝析作用。考虑孔隙介质界面效应和储层变形作用影响后，地层反凝析油饱和度比常规模拟方法的预测结果更大，并且储层渗透率越低、变形作用越大，地层反凝析油饱和度增加就越显著。因此，与常规凝析气藏相比，变形介质凝析气藏在衰竭开采过程中反凝析现象将提前，反凝析污染也将更加严重。     

考虑高速非达西效应的油水相对渗透率计算模型

油水相对渗透率是描述储层多孔介质油水渗流的重要参数,高产的高孔高渗油藏在近井地带可能会发生单相或两相的非达西渗流,以致于在常规条件下得出的相渗曲线并不能准确地表达该类油藏的渗流特征,导致产能评价及预测不合理。通过考虑高孔高渗储层多孔介质的油水渗流特征,建立了考虑高速非达西效应的高孔高渗油藏非稳态油水相对渗透率计算模型,进行了非稳态油水相对渗透率实验,计算了不同油相或水相非达西系数对油水相对渗透率曲线的影响,最后数模分析了高速非达西效应对高孔高渗油藏的影响。研究表明,水相对油水相对渗透率曲线的影响较为显著,非达西效应的影响在油水相渗曲线的两端更为明显。两相高速非达西效应虽然降低了油藏的总体产液量,但是抑制了产水,增加了产油量,与单相高速非达西效应相比,两相高速非达西效应对油田生产并不一定具有负面作用。     

考虑凝析气藏相变作用的数学模型

凝析气藏作为一种特殊的复杂气藏,在开采过程中,凝析油气体系在地层渗流过程中伴随着复杂的相变。凝析气藏的相变特性会导致储层内油气饱和度的变化,从而影响和改变气体渗流的特性。在前人研究的基础上,认真分析各区渗流特点,考虑“凝析气、液相变作用、非达西效应、热交换、相速度及流体性质”等因素,引入非达西因子及由于相变产生的毛管力、表面张力,提出了表征凝析气藏多相高速流相变渗流特征模型方程,同时考虑汽化潜热及流固热耦合,推导出流-固-热耦合能量方程,建立了多孔介质中考虑凝析气藏相变作用的渗流数学模型。     

The Effects of Richness,Relative Permeability Curves,and Skin in Well Test Analysis of Gas Condensate Reservoirs

Abstract

Gas condensate reservoirs have more complicated performance than other categories because possessing intermediate compositions leads to more complex thermodynamic and phase behavior. When the well bottom hole flowing pressure falls below the dew point, condensate liquid builds up around the wellbore, causing a reduction in gas permeability and well productivity. Well test analysis is now commonly used to identify and quantify near-wellbore effects, reservoir behavior quantifying the skin and reservoir boundaries. Finding all this information from well tests in gas condensate reservoirs, however, is challenging. The present article demonstrates the effect of the richness, relative permeability curves, and skin in well test analysis of gas condensate reservoirs.     

变形介质中毛细凝聚对凝析气藏露点的影响研究

在凝析油气储层中，毛细凝聚作用会影响凝析气的露点，孔隙越细小，毛细凝聚作用越强。低渗凝析气藏在开采过程中，储层要发生变形，平均孔隙半径会随有效应力的增大而减小，毛细凝聚作用会增强。对此，首先建立了平均孔隙半径随有效应力变化的动态模型；接着基于常规相平衡理论和Kelvin方程，建立了同时考虑毛细凝聚和介质变形的露点压力预测模型；最后作了实例分析，得出了相应的结论：变形介质中毛细凝聚作用对露点的影响比在无变形的介质中强，对低渗透变形介质而言，毛细凝聚作用对上露点压力的影响很小，可忽略不计，而对下露点压力的影响较显著，应当考虑。