凝析气藏合理生产压差的确定

鉴于反凝析油在近井地带的聚集引起产能损失的问题,在制定凝析气井工作制度时,通常以控制生产压差为主,往往忽略高速流动下凝析气液相变的非平衡特征与毛管数效应.为此,分析了凝析气非平衡相变与向井流规律,评价了凝析气在流动过程中的非平衡相变特征和毛管数效应,阐述了凝析液聚集的变化规律.结果表明,流体在高速流动条件下,增强高速流动效应有利于提高凝析气井产能.在对产能预测结果对比的基础上,提出了以凝析液饱和度分布控制为主的凝析气藏合理生产压差确定方法.     

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目前在研究凝析气的渗流和相态问题时，当地层压力降低到露点压力之后，采用的都是等温瞬时平衡的概念，而在凝析气井生产过程中，当近井带压力降至体系露点压力以下后，采用的都是等温瞬时平衡的概念，而在凝析气井生产过程中，当近井带压力降至体系露点以下，由于气相的高速流动，气液相并不充分接触，液相析出后运动滞后而逐渐沉积，部分液相组分会因高速气流夹带而呈气相运动一段距离后才变成液相析出，也就是说液相析出量的多少要受到平衡时间的影响。章从体系的强度性质出发，引往平衡时间因素建立非瞬时平衡相态描述方法。利用LHSS方程研究了凝析气井近井地带高速流动区在非瞬时相平衡条件下凝析液的析出和温降。结果表明，由于非瞬时平衡作用导致高速流动区液相析出量减少，近井带的凝析油动态饱和度比用瞬时平衡预测的低。     

凝析气非平衡相变模型研究

在凝析气井近井地带,由于高速流动使得凝析气液相变呈现非平衡特征,对凝析液聚集及产能均会产生影响.基于已有凝析气非平衡相变的研究成果,建立非平衡相变非线形模型,考虑了最小相平衡时间,更加符合客观实际规律.实例对比计算表明,常规的线形模型过大地估计了非平衡的影响.模型的建立有助于凝析气相变渗流与反凝析液聚集规律的研究,并且可以更好地指导凝析气相变实验.     

含水凝析气相态特征及非平衡压降过程产液特征

气态水的存在对凝析气藏相态特征的影响不容忽视,常规的相态测试过程无法模拟含水凝析气田开发过程中近井带的非平衡压降过程的实际产液特征。利用PVT筒开展了含气态水凝析油气体系相态特征实验,研究了气态水对凝析气相态特征的影响,并通过缩短凝析气体系定容衰竭过程的平衡时间,模拟含水凝析气田开发过程近井带的非平衡压降衰竭过程,对比分析了非平衡压降过程含水凝析气体系中凝析油、水的抽提蒸发效应。结果表明,气态水的存在引起了凝析油气体系中重质含量的增加,导致露点压力升高,反凝析提前,最大反凝析压力提高,反凝析液量增加。含水凝析油气体系在非平衡压降衰竭过程中,由于气液相体系未达平衡,导致液相滞后析出并随气相运动一起被采出,造成凝析油采出程度和产水量提高,且非平衡压降速度越大,凝析油采出程度越高。因此,凝析气田近井带的非平衡压降有利于凝析油的开采并缓解液锁的发生。     

考虑石蜡沉积的凝析气藏数值模拟

中国发现的大部分凝析气藏都处于深埋藏、低孔低渗储层,流体在该类储层条件下的流动往往不符合达西渗流,加上凝析气在开采时复杂的相变特征以及石蜡等有机固相的沉积,使得凝析气藏在地下的渗流动态尤为复杂.在黑油模型的基础上,考虑石蜡沉积和非达西渗流效应,建立了凝析气藏气-液-固三相渗流数学模型并进行了数值求解,编写了一套上机应用程序.根据柯克亚凝析气藏的实际数据计算,结果表明凝析气和石蜡的析出会造成近井地带的压力急剧降低,凝析油的饱和度呈"三区"分布特征,启动压力梯度越大,稳产时间越短.     

考虑非平衡效应的凝析气井井筒多相流模型

目前在模拟凝析气井筒相态变化和温度压力变化时，采用的都是等温瞬时平衡的概念。而在凝析气井生产过程中，由于气相的高速流动，气液相并不充分接触，液相析出后运动滞后而逐渐沉积，部分液相组分会因高速气流夹带而呈气相运动一段距离后才变成液相析出，也就是说液相析出量的多少要受到平衡时间的影响。在凝析气井井筒模拟中考虑非平衡时间的影响，基于质量、动量、能量守恒原理，导出了综合考虑井斜角、井筒和地层的热物理性质沿井深的变化，压力温度耦合以及非平衡气-水-油三相相变的井筒多相非平衡流模型（NM），通过对实例的计算验证，该模型能比较准确地反映了凝析气井的流动规律和动态，具有较好的工程应用价值。     

缓解凝析气井反凝析污染的非平衡压降法

凝析气藏衰竭开采出现反凝析污染,如果衰竭速度控制不当,将严重影响气井生产。采用非平衡压降"雾状"反凝析控制技术可以缓解这种影响。该技术利用凝析油析出之初、其呈雾状的非稳态状态时,通过提高天然气流速使反凝析油即时形成即时采出,实现地层压力低于露点压力时反凝析油始终无法形成连续相,保持高的凝析油传输能力,并通过延长雾状流压力窗口实现反凝析污染的有效控制。首先通过Мирзажанзаде的非平衡压降理论结合非平衡定容衰竭相态实验,揭示了衰竭速度与"雾状"反凝析的内在规律;然后开展不同压降速度（1 MPa/h、2 MPa/h、3 MPa/h和4 MPa/h）下的长岩心反凝析伤害实验及衰竭开采实验,综合分析不同衰竭速度下的雾状流压力窗口和反凝析控制效果。结果表明,压降速度越大,反凝析出的"雾状"凝析油颜色越深,在凝析气中悬浮时间越长,随高速气流产出量越多;当压降速度为4 MPa/h时,雾状流压力窗口为10.5 MPa （46.5~36.0 MPa）,储层反凝析污染改善效果最好,凝析油采收率最高,但对天然气采收率影响不明显。因此,综合考虑气井出砂和气窜情况,适当增大衰竭速度,有利于缓解近井地带反凝析污染,提高凝析油采收率。     

凝析气藏临界流动饱和度实验研究

一般认为,凝析气藏在衰竭开发过程中,当地层压力低于露点压力后,凝析油在地层中析出,当聚集到临界流动饱和度之后才会发生流动,但是,通过实验研究证实:当地层压力低于露点压力,凝析油析出后,在凝析油饱和度较低的情况下即可发生流动,且临界流动饱和度是在不断变化的.当凝析油饱和度达到临界流动饱和度以后,将有部分凝析油发生流动,但由于压力的衰竭,会有更多的凝析油析出,导致凝析油的饱和度仍会上升.而且,凝析油的流动与生产压差有关,当远离近井地带时,若生产压差较小,气相流速较小,即使凝析油饱和度达到临界流动饱和度,也不一定会发生流动,只有当生产压差达到一定值后,凝析油才会发生流动.研究结果可为凝析油提高采收率方案设计提供指导.     

高凝析油含量凝析气藏单井衰竭式开发动态预测

饱和凝析气藏在开发过程中,地层会出现反凝析现象,各相组份及物理化学特性也会有所改变。应用PR三参数平衡状态方程拟合了凝析气藏流体PVT实验数据,建立了单井径向非均匀网格系统,应用凝析气藏多组分渗流数学模型和组分模拟软件进行预测,得到近井地带压力分布特征和凝析油饱和度分布特征,体现了近井地带反凝析液增大了流体渗流阻力。通...     

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。     

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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。     

高含水致密凝析气藏特殊相态变化

高含水致密凝析气藏具有储层低孔、致密、含水饱和度高的特征，在其开发过程中，当压力降低至露点压力以下，流体会发生复杂的相态变化，析出凝析油，形成油、气、水三相渗流，导致渗流阻力进一步增大。与常规凝析气藏相比，高含水致密凝析气藏开发过程中相态变化具有特殊性：①储层含水饱和度较高，水相会影响流体的相态变化；②由于储层致密、流体复杂，井底附近渗流阻力较大，压降漏斗陡峭，流体相态表现出强非平衡相态变化特征，这与常规凝析气藏平衡相变特征存在明显差异。基于室内PVT筒实验、长岩心驱替实验及非平衡相态理论，系统研究了高含水致密凝析气藏的相态变化特殊规律。研究结果表明：①水相会降低凝析气藏的露点压力，增大反凝析油饱和度；②凝析气藏存在"凝析滞后"现象，非平衡相变效应可降低凝析油饱和度；③针对受地层水影响较小的气井可增大生产压差采出更多的凝析油。针对特殊相变特征，研究结果可以为高含水致密凝析气藏开发过程中制定合理的生产压差提供依据。     

确定凝析气井合理产能的新方法

在凝析气藏开发过程中，随着地层压力下降，反凝析油会在井底周围聚集，形成反凝析油污染，伤害地层渗透率。凝析气井合理产能是保障高效开发凝析气藏的重要参数。基于凝析油气体系在恒温条件下的反凝析渗流理论，考虑“地层——井筒——井口——地面定点”连续流动，研究了凝析气井在不同配产条件、不同生产时间下凝析油饱和度分布特征和多项渗流特征的计算分析方法。在综合分析凝析气井各种约束条件的基础上，建立了考虑凝析油污染条件下凝析气井动态优化配产理论与方法。大港油田某凝析气藏实例计算表明，采用考虑凝析油污染条件下凝析气井动态优化配产理论与方法确定出的凝析气井合理产量与实际气井产能基本一致，说明该方法具有可靠性和实用性。图3参7     

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文章在对气液两相渗流理论调研的基础上，考虑了凝析气藏反凝析和产水的三相流特点，从达西渗流定律入手，根据物质守恒原理，引入气、油、水多相流拟压力，建立了三相流产能方程，给出了无阻流量计算公式，详细描述了根据产能试井数据建立产能方程的步骤。文章提出的方法既适用于地层压力低于露点压力的反凝析气井两相流，也适用于产水凝析气井的三相流，目前气水或油气两相流产能方程只是新方程的特例。对某凝析气藏实际产能试井数据进行了分析计算，表明由于出水凝析气井不仅要克服凝析油的渗流阻力，还要克服水相渗流阻力，多相流产能远远低于单相流，对产水量较大的凝析气井而言，在流动压力大大低于露点压力时，不能采用单相流产能方程配产。实例中的多相流产能曲线表明：在同一井底流压下，随气水比的增加，气体产量将减少；在相同气产量下，随着水气比的增加，生产压差将增大。     

考虑相变的凝析气井产能方程

凝析气井生产过程中,出现反凝析后储层表现为油气多相渗流特征,单相气井的产能方程已不适应凝析气井。在凝析气藏稳态理论基础上,建立了考虑相态变化的凝析气井多相流产能方程,在产能方程中引入油气两相拟压力函数,并可以计算凝析气藏中压力剖面,从而计算随压力分布的合理储层参数。结果表明,随地层压力的不断降低,由于凝析油的析出,降低了气相渗透率。考虑相变的凝析气井产能方程的计算结果小于单相气井的产能方程,并且差值不断增大。     

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。     

深部凝析气井流入动态分析研究

根据天然气和反凝析流在地层中渗流特点，结合凝析气体系相态理论及闪蒸计算方法，运用状态方程进行模拟，考虑流体相态和组分的变化以及凝析及气井的表皮系数，引入稳态理论的两相似压力函数，建立适用凝析气流入动态预测的方法，并根据凝析汪的临界压力和临界饱和度渗流的关系，给出了预测凝析气井井底流压的数学模型；（1）井底压力高于露点压力时的渗流数学模型；（2）井底流压低于露点压力且凝析油饱和度小于临界和度时的渗流数学模型；（3）井底流压低于露点压力且凝析油饱和度大于临界饱和度时的渗流数学模型，根据这一思路编制了完整的计算软件，该方法适用于凝析气井流入动态预测。参9（喻西崇摘）。