考虑相态变化的CO2气藏物质平衡方程

在CO₂气藏束缚水、入侵水、产出水中都溶解有CO₂,以摩尔守恒为理论基础,建立了CO₂气藏的物质平衡方程。CO₂的相态及物性变化与气藏压力、温度条件密切相关,同时考虑地层水矿化度对CO₂溶解度的影响,利用牛顿均差插值方法编程计算气藏任意条件下的物性参数。利用物质平衡方程结合CO₂ 的高压物性随压力、温度的变化关系,可以计算CO₂气藏的地质储量和不同采出程度下的平均地层压力,并确定开发过程中的CO₂相态变化。实例验证计算误差为0.131%,说明计算方法切实可行。     

致密砂岩气藏注CO2提高天然气采收率微观机理

中国致密砂岩气藏资源储量丰富,复杂的气水渗流关系和气水同产特征制约了单井产能的发挥和天然气采收率提高,注CO₂是提高气藏采收率(EGR)和实现碳埋存的双赢途径。为明确致密砂岩气藏CO₂驱替微观渗流和提高天然气采收率机理,指导致密砂岩气藏CO₂-EGR方案设计,基于格子玻尔兹曼方法(LBM)建立了孔隙尺度多相多组分流动模型,揭示了致密砂岩气藏储层微观气水分布特征和CO₂-EGR的微观渗流机理,并明确了CO₂-EGR的主控因素。研究结果表明：(1)驱动压差显著影响了致密砂岩气藏的气水微观分布和水锁程度,使得气水流动能力和气水相对渗透率特征不同;(2) CO₂-EGR微观渗流过程包括气水两相的非混相驱替和CO₂-CH₄的混相驱替,对应EGR机理为分别受生产压差和地层压力控制的黏性驱替和混相扩散;(3)注入的CO₂可有效缓解水锁现象和贾敏效应,与CH₄良好的混相能力能促进沟通分...     

底水砂岩气藏注CO2驱气提高采收率机理及埋存效果

注CO₂已被广泛应用于提高油气藏采收率,但有关底水砂岩气藏注CO₂驱及CO₂埋存协同开发的研究较少,气态CO₂和超临界态CO₂驱替天然气的机理和差异尚不明确。为了改善底水砂岩气藏水侵情况和明确气态与超临界态CO₂驱提高采收率及CO₂埋存机理,以X底水砂岩气藏为例,开展了注CO₂驱适宜度评价,提出了X气藏CO₂驱最优开发方案,并对比了气态和超临界态CO₂驱提采机理和效果,最后对注CO₂驱最优方案开展了生产及埋存预测。研究结果表明：(1) X气藏适合进行注CO₂驱,注CO₂提高采收率的最优方案即注采井网为低注高采、关井时机为采出气CO₂浓度达10%～20%、转注时机为地层压力7.5 MPa、压力恢复水平为地层压力7.5 MPa、注气速度为3.5×10⁴ m^...     

徐深气田含二氧化碳深层气井防腐技术

松辽盆地徐深气田所产天然气普遍含有CO₂,气井具有井深、温度高、不同井区CO₂含量变化较大等特点,导致气井CO₂腐蚀情况较为复杂,气井腐蚀非常严重。为此,分析了徐深气田CO₂腐蚀环境特点和因素,评价了各种防腐技术在深层气井中的适用性,开展了4种管材、4种缓蚀剂的优选评价,完成了完井管柱设计以及工艺优化,确实了合理产能的范围,为不同类型含CO₂深层气井防腐方案的制订提供了技术支撑。对类似含CO₂腐蚀气井开发提供了借鉴。     

不关井条件下求气井单井控制储量和泄流半径

气田生产管理中,气井单井控制储量和泄流半径是两个重要决策参数。对于这两个参数的求解,通常采用传统的物质平衡方法和试井方法,结果不易获得或存在误差。对于干气藏、少量产水或低凝油含量气藏,在不关井条件下,将井口压力换算成井底压力后,以Palacio-Blasingame方法为理论基础,以常用的EXCEL办公软件为计算工具,逐步计算得到气井单井井控储量和泄流半径。该计算方法实用、准确,具有较大的推广价值。     

长庆气区低渗透非均质气藏可动储量评价技术

气藏可动储量是指在现有工艺技术和现有井网开采方式不变的条件下,已开发地质储量中投入生产直至天然气产量和波及范围内的地层压力降为零时,可以从气藏中流出的天然气总量。开展气藏可动储量评价,落实开发基础,是气田后期开发调整的重要依据。长庆气区储层渗透率低、非均质性强,加之气井排水采气、冬季用气高峰期提产等因素,导致利用常规方法评价气井可动储量存在地层压力测试点少、气井工作制度不稳定等难点。针对上述问题,充分应用气藏生产动态资料,通过重整压力和流量将气井变压力、变流量生产数据转换为等效恒压力或恒流量数据等途径,在常规压降法评价的基础上,形成了产量不稳定分析法、流动物质平衡法、优化拟合法等气井可动储量评价方法。应用上述方法全面追踪评价了长庆气区靖边、榆林等气田单井可动储量及其变化,为气田加密井部署、工作制度优化、储层二次改造井优选等提供了依据,进一步提高了气田储量动用程度。     

新场气田沙二段低渗透气藏水平气井控制储量计算

新场气田沙二段气藏属低渗、低水干气气藏,该气藏水平井单井控制储量计算难度大,在理论研究、方法学习、现场验证和结果对比分析的基础上,利用动态监测资料计算水平井单井动态储量.主要利用产量递减法、流压法和产量不稳定法、历史拟合分析法计算动态储量.分析认为,产量不稳定法和历史拟合法计算结果较为可靠,实际应用中可综合利用这4种方法进行沙二段气藏动态储量计算.单井控制储量的计算为沙二段气藏气井的合理生产提供了依据.     

CO2压裂后近缝带烃类的相态特征

CO₂压裂与常规水力压裂相比，除具有滤失小、易返排、低伤害等常规优点外，还能降低烃类的露点压力，对易凝析的中间组分产生很强的抽提作用，有效解除了由于温度压力的变化所造成的近缝带凝析油污染。这为提高凝析气藏采收率、制定合理有效的开发手段提供了新的途径。以中原油田白庙凝析气田为例，建立了数值计算模型，研究了CO₂压裂停泵时刻其CO₂量不同时的凝析气藏近缝带烃类的相态变化及各点凝析油饱和度的变化情况。研究结果表明：CO₂气体对凝析气藏烃类的相态影响是CO₂压裂优于常规水力压裂的重要原因，且CO₂量不同时对烃类相态的影响程度存在显著差异。这为现场实际结果的解释及优化凝析气藏CO₂压裂的气体用量和压裂规模提供了理论依据。     

渗透率对低渗气藏单井控制储量的影响

在低渗气田开发中,单井控制储量的计算是一个不可缺少的部分,关系着对气藏的客观综合评价、开发方案的设计和调整.控制储量的大小往往受到储层物性及流体性质的影响,而气体的有效渗透率又是一个与储层物性及流体性质相关的参数,并且实验已证实低渗透气藏也存在的启动压力,且梯度值也与气体有效渗透率相关.所以,探讨渗透率与气井的控制储量之间有何影响是必须的.为此,通过建立考虑启动压力梯度的产能方程来计算低渗气藏单井控制储量,并分析了渗透率的变化对低渗气井控制储量的影响,最后通过实例加以论证.     

低渗废弃气藏注超临界CO2采热发电技术及经济性分析

高温废弃气田埋藏深、渗透率低、地热能丰富,适合循环注采CO₂开发。为实现CO₂现场应用及地热高效开发,可在地热开采前注入CO₂提高天然气采收率并恢复气藏压力。但对地下CO₂采热过程还缺少系统研究,利用地面CO₂发电热力循环过程也未见相关报道,CO₂采热发电的经济性更需详细分析。为此,首先基于典型高温废弃气田建立了地热开发模型,全过程分析了地下CO₂采热各阶段储层温压变化和采热速率;随后提出了有机朗肯循环和CO₂直接循环发电方式,对发电热力循环过程进行了优化计算;最后采用平准化发电成本计算方法,对CO₂采热发电成本进行了评价。研究结果表明,对于120℃、1 500 m×1 000 m×50 m的废弃气藏,提高采收率和压力恢复阶段可埋存CO₂ 11.75×10⁸m³;CO₂注采方式对地热阶段CO₂埋存量影响较大,但30年内CO₂采热速率均可维持在约10 MW;有机朗肯循环系统发电速率最高为132.7 kW,而CO₂直接循环系统可达718.5 kW;CO₂购买费用对发电成本影响较大,价格低于7~10美元/t时,低渗废弃气藏注CO₂采热发电成本与现有煤电成本持平。     

柴达木盆地涩北气田地质储量和水侵量计算

地质储量和水侵量是确定气藏开发规模及开发设计的重要参数。传统的视地层压力识别法是判别 气藏驱动类型的常用方法,但对于柴达木盆地涩北气田水驱作用不强的气藏,其早期的压降曲线为一条 直线,容易被误判为定容无水驱气藏,所计算的储量要比采用水驱气藏计算出的储量高。以涩北二号 气田A 气藏为例,应用视地质储量法,在不需要知道水侵量大小的情况下直接应用生产动态数据,绘制出 气藏视地质储量变化曲线,这样就可以计算出地质储量,再把计算得到的地质储量代入视地质储量计算 公式即可反求出水侵量的大小。该方法简便、实用,对指导气田的后期开发具有借鉴作用。     

毛坝场构造二叠系长兴组气藏特征

通过对川东北达县-宣汉区块毛坝场构造二叠系长兴组构造、断裂、储层沉积相、储层四性、 天然气组分、储量计算、气藏类型等特征的分析,认为二叠系长兴组构造落实、可靠,储层为生物礁。储层发育主要受沉积相、成岩作用、构造作用等因素控制。根据气体组分分析及储量计算,认为毛坝场构造二叠系长兴组为富含CH4、高含H2 S、低温、高压、超深层、中产、低丰度、中-小型气藏。     

基于竞争吸附的页岩气藏提高采收率机理

为研究注CO₂提高页岩气藏采收率的机理以及确定合理的注入参数,以页岩吸附解吸实验为基础,对比了页岩自然降压开采和在不同注入压力、注入速率下注CO₂开采页岩气藏的实验结果,研究了降压开采和注CO₂开采2种方式下CH₄的采气速率和采收率的变化。结果表明,在相同实验条件下,CO₂吸附能力最强,CH₄次之,N₂最弱,N₂解吸能力最强,CH₄次之,CO₂最弱;3种气体的等温解吸曲线相对于等温吸附曲线均存在一定的滞后,CO₂的滞后现象最为明显;降压开采的采收率较低,注CO₂可以有效提高CH₄的采气速率,延长稳产时间,使累计产气量快速增长;在一定注入压力和注入速率范围内,CH₄采收率随着CO₂注入压力和注入速率的增加而增加,但其增加幅度因岩心孔隙度和渗透率的不同而有所不同。     

改进定容含硫气藏储量计算方法

气藏物质平衡方程式可以确定气藏的原始地质储量,是气藏工程中计算储量的重要方法。由于含硫气藏的特殊性,如硫析出形成硫沉积等,而目前在用物质平衡方程计算定容含硫气藏原始储量时,仍然采用原有的定容气藏物质平衡方程,因而忽略了硫沉积造成的差异,会对计算结果造成一定的影响。本文针对含硫气藏的特殊性,如硫析出形成硫沉积等问题,基于物质平衡原理,考虑硫沉积造成的差异,建立起新的定容含硫气藏物质平衡方程。并应用于定容含硫气藏储量计算,计算结果表明新方程计算结果更加可靠。     

CO2的埋存与提高天然气采收率的相行为

CO₂捕集与埋存可实现大气中CO₂的有效降低,但成本高昂,而处于特定温度压力范围的气藏可保证超临界CO₂的稳定埋存,是其理想的埋存靶场。研究认为：气藏中所储存的具有开发潜力的天然气会挤占超临界CO₂的地层空间,影响其稳定埋存;选择适合的超临界CO₂稳定埋存深度,在埋存的同时利用CO₂驱替开采天然气,有利于CO₂埋存并降低成本;在向气藏注入CO₂提高天然气采收率的过程中,CO₂驱替地层天然气的过程是“混相驱替”。根据PY干气藏温度、压力条件,在CO₂与天然气混合体系PVT相态特性实验测试基础上,运用状态方程模拟方法,分析了3种不同流体带特别是超临界CO₂天然气过渡带的偏差系数、地下体积比、密度、黏度的变化,明确了利用气藏实施超临界CO₂稳定埋存与注CO₂提高天然气采收率相互配套的必要性和可行性,并据此给出PY气藏在实施注入CO₂提高天然气采收率技术时,超临界CO₂可行的注入深度和采气压力范围。     

低渗透油藏CO2混相驱注采耦合波及特征及气窜阶段定量划分方法

针对CO₂混相驱注采耦合波及特征认识不清,气窜阶段无法定量识别的问题,运用数值模拟方法,分析CO₂混相驱注采耦合波及特征,明确气窜程度表征指标和划分标准。结果表明:与CO₂连续气驱相比,注采耦合开发通过增压储能、放压释能过程,地下渗流场不断变化,扩大气驱波及面积,延迟气窜时间,提高油藏最终采出程度;新方法计算的气窜阶段划分结果与矿场监测数据吻合,可作为矿场气窜阶段识别的依据;储层孔隙度越大,注采耦合开发无气采油阶段变长,气窜发育阶段推迟;生产井离注气井越近,气体突破时间越早,反九点法井网、排状井网、五点法井网进入完全气窜时间分别为3 148、4 120、5 610 d。研究成果可为低渗透油藏CO₂混相驱注采耦合开发提高采收率提供理论指导。     

玛湖凹陷致密砾岩油藏CO2异步吞吐提高采收率

CO2具有增能和降黏的特性,CO2异步吞吐是提高致密油藏采收率的有效途径之一,通过注气井组"注—采—焖"相互配合,可提高井间储量动用程度,有望成为准噶尔盆地玛湖凹陷致密砾岩油藏提高采收率的接替技术.综合考虑地层压力、饱和压力及最小混相压力,设计双岩心并联的CO2异步吞吐实验,以明确储集层物性、注采压差和吞吐时机对开发效...     

重力分异和非均质性对天然气藏CO2埋存的影响——以中国南方ＸＣ气藏为例

在含CO₂的天然气藏中实施CO₂长期稳定埋存并提高天然气采收率,实现CO₂的规模化综合利用,具有重大的现实意义。为此,以一个真实的含CO₂浅层废弃气藏为埋存靶场,运用数值模拟方法,设计了纵向非均质气藏剖面模型,用于研究气藏储层在正韵律、反韵律以及复合韵律条件下气体运移对超临界CO₂稳定埋存的影响,并重点研究了重力分异和地层非均质性条件下的流体运移规律。结果表明：不同韵律剖面模型在注超临界CO₂埋存及开采剩余天然气过程中,作为反韵律的目标气藏注超临界CO₂埋存过程在生产井突破最晚,吸入的超临界CO₂量最大,天然气累计采出量最多,其超临界CO₂埋存潜力相对最大;重力分异可引起超临界CO₂与天然气之间产生非平衡态相的分离,天然气向气藏高部位运移,CO₂最终趋向于形成“超临界CO₂垫气”,可以很稳定地沉积在气藏下部形成“垫气”埋存。该成果为实现CO₂减排、降低CO₂捕集与埋存技术（ＣＣＳ）成本提供了技术支撑。