用相平衡理论评价注气吞吐消除凝析气井反凝析污染机理

为了评价注气吞吐消除凝析气井近井带反凝析污染的相态机理，文章基于油气两相相平衡热力学理论和PR状态方程，建立了静态零维组分模型。运用该模型，对一个实例凝析气井注气吞吐的相态机理进行了评价，研究了注入气组成、气藏衰竭压力水平以及注气量对消除凝析气井近井带反凝析污染的影响规律。结果显示：在最大反凝析压力之前注气效果更好；注气量越大效果越好，注气量过小反而将增大反凝析损失；注入气降低反凝析液量和露点压力有利于成功的注气吞吐，在相同注入条件下，不同气体吞吐效果为C₃>C₂>CO₂>烟道气>C₁>N₂。     

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。     

安岳须二低渗凝析气藏岳101井干气吞吐参数优化设计（修改）

利用单井吞吐注气技术,解决衰竭式开发低渗气藏反凝析污染问题。以安岳气藏岳101 井为研究对象,运用数值模拟方法,以吞吐注气前后开采效果为评价标准,优选该井吞吐注气最优参数。研究表明注入气体对油相“抽提”作用及“气驱油”效应是解除低渗凝析气藏反凝析污染的重要机理;以最优参数注气,可使天然气采出程度增加 2.794%、凝析油采出程度增加 0.468%。研究成果对高效开发此类凝析气藏有重要的借鉴意义。     

安岳低渗凝析气藏单井干气吞吐参数优化

利用单井吞吐注气技术,解决衰竭式开发低渗气藏反凝析污染问题。以安岳气藏岳101井为研究对象,运用数值模拟方法,以吞吐注气前后开采效果为评价标准,优选该井吞吐注气最优参数。研究表明注入气体对油相“抽提”作用及“气驱油”效应是解除低渗凝析气藏反凝析污染的重要机理;以最优参数注气,可使天然气采出程度增加2.794%、凝析油采出程度增加0.468%。研究成果对高效开发此类凝析气藏有重要的借鉴意义。     

凝析气藏开发中后期注气提高采收率

柯克亚凝析气田目前地层压力已经大幅下降,基本接近甚至低于最大反凝析压力,使得井筒周围析出的凝析油增多,渗流阻力增大致使多井无法正常生产。通过调研类比以及室内凝析油注干气抽提相态实验和长岩心驱替实验,结合现场试注结果,评价分析凝析气藏开发中后期注气提压、提高采收率的可行性。研究表明,随注气量增加,注入气对凝析油的抽提作用明显加强,同时凝析油注气膨胀后流动性能明显改善;在地层压力高于最大反凝析压力时注气,可提高凝析油采收率10%～25%,但地层压力若低于最大反凝析压力时注气,采收率增幅十分有限。柯克亚凝析气田部分砂体封闭性好,规模有限,地层压力接近最大反凝析压力,结合矿场情况优化注采参数,采用控制注采比,注气逐步增压,可以有效避免气窜,提高气藏开发效果。     

低渗富含凝析油凝析气藏气井干气吞吐效果评价

为了研究低渗富含凝析油凝析气藏开发中后期干气吞吐效果,在相态拟合基础上选择实际开展过单井吞吐的气井(柯克亚凝析气田西四二—西五一区块K233井、K416井)建立单井模型,开展注气历史拟合并对单井储量进行校正,然后在停喷井底压力基础上研究单井吞吐的效果,并对吞吐方式进行优化。研究表明,注气速度、焖井时间、焖井结束后的采气速度对油气采收率影响不大;封闭气井模拟预测表明,随注入气量增加,凝析油采出程度增幅较小,天然气采出程度增幅几乎不变,注气目的主要是解堵,气井压力不会上升很多。现场开展了3次单井吞吐试验,其试验效果与理论计算结果较为一致:单井注气吞吐可以实现反凝析污染气井解堵,大幅度地提高天然气采出程度,降低气藏废弃压力,但对提高凝析油采收率贡献不大。表5参12     

压裂缝对低渗致密凝析气藏单井干气吞吐效果的影响

针对低渗致密凝析气藏反凝析污染的问题,通常采用CO2吞吐注气技术来解决,而注烃类气解决反凝析污染的成果很少。文中以安岳须二气藏岳101井为对象,在考虑压裂缝的基础上,采用数值模拟方法,以注干气吞吐开发前后凝析油和天然气的采出程度为标准,研究了裂缝长度、宽度、高度和条数对注气吞吐效果的影响。结果表明:相对于长裂缝,近井区域若存在微裂缝,可以提高凝析油和天然气的产量;裂缝宽度达到5 cm以上时,注入干气的效果更好;裂缝高度对干气吞吐效果的影响较小;在相同的裂缝长度下,共轭缝的干气吞吐效果较差。研究成果对类似凝析气藏开发具有指导作用。     

牙哈凝析气藏注气开发过程反蒸发动态相态特征

针对牙哈凝析气藏出现的反凝析问题,利用油气相平衡理论,在对典型气井YH301井地层流体相态实验拟合的基础上,模拟研究了该凝析气藏的反凝析相态特征和组分变化特征,同时分析了注入气与地层剩余凝析油和剩余井流物的反蒸发相态变化特征。结果表明：①随着地层压力的降低,凝析气中C1含量逐渐增加,C₁₀⁺的含量逐渐降低,反之也成立;②加载不同比例注入气后,随着注入气比例从20%增加到80%,地层反凝析油的ｐ-T相图临界点从右向左偏移,当注入气摩尔含量超过40%后,整个体系在地层温度134 ℃下已经变成露点状态;③地下剩余流体注气后混合物体系反凝析液量降低,注入气所占摩尔含量越高,反凝析液量降低越多;④注入气摩尔含量大于40%有利于降低体系露点压力和反凝析液量,使凝析气不会再显著发生反凝析损失,反凝析饱和度明显降低,有利于牙哈凝析气藏开发中后期进一步提高凝析油的采收率。     

凝析气藏合理注气时机研究

凝析气藏的开发方式主要分为压力衰竭式和注气保压式,而目前对于后者合理注气时机的研究甚少,不清楚什么时候注气最有利于凝析气藏的开发:若过早注气,注气量较大,经济效益较低;而过晚注气,则有可能导致凝析油污染严重,产能及采收率均较低。为此,选取某凝析气井的真实岩心,利用长岩心驱替实验研究其合理的注气时机;并在此基础上,运用响应曲面法和数值模拟的方法来综合评价合理的注气时间。研究结果表明:①对于凝析油含量较高的凝析气藏,应在地层压力降低至露点压力附近时进行注气,即可避免析出大量凝析油而导致气井产能和采收率大幅降低;②对于凝析油含量较低的凝析气藏,合理的注气时机为地层压力低于露点压力且高于最大反凝析压力区域,这样既能获得相对较高的凝析油采收率,又具有较高的经济效益。结论认为:对于凝析气藏的开发,注气越早开发效果越好,但不一定都能获得较高的经济效益。     

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凝析气藏循环注气开发注干气受气源及天然气价格因素影响较大；注氮气则可以节省宝贵的天然气资源，但会引起凝析气藏露点压力升高而造成一定量的凝析油损失。文章以实际凝析气藏为例，提出干气—氮气交替注入方法开发凝析气藏的方法，可发挥干气对析出凝析油的反蒸发作用，而将氮气作为一种单纯的驱替介质，减小因氮气与凝析气接触后导致露点压力升高而引起的凝析油损失。文章还利用数值模拟方法研究注气时机、储层非均质、段塞尺寸等因素对开发效果的影响，结果表明利用干气—氮气交替注入开发凝析气藏，其凝析油采收率分别比枯竭式和注氮气高31.8%和2.8%，同时可以减少50%的干气回注量，极大地提高了凝析气藏开发的经济效益。     

考虑地层水的凝析气井注CO2相态机理评价

为评价含水凝析气井注CO2消除近井带反凝析污染的相态机理,基于气液液三相相平衡热力学理论,并结合PR状态方程、HV混合规则和活度系数模型,建立CO2-烃-水相平衡热力学计算模型及评价方法。并对一个实际含水凝析气井注CO2吞吐的相态机理进行评价,研究CO2注入时机对反凝析液饱和度、采收率曲线和CO2注入量对反凝析液饱和度、采收率、露点压力及凝析液储量的影响规律。研究表明：最大反凝析压力之前CO2吞吐效果更好,注入量越多效果越好;不同注入时机,凝析液采收率曲线都会出现中间相交,都会降低反凝析液量和露点压力;相同注入量时,随注入时机的推迟,凝析液储量增加。     

裂缝-孔洞型凝析气藏不同开发方式的长岩心实验

柴达木盆地塔中Ⅰ号气田裂缝-孔洞型碳酸盐岩储层表现出“双孔双渗”特征,凝析油反蒸发机理不同于砂岩凝析气藏,国内外对如何提高裂缝-孔洞型凝析气藏采收率的研究还比较少。为此,首先取得无裂缝的碳酸盐岩岩心进行孔隙度和渗透率测试（平均孔隙度6.5%,平均渗透率1 mD）,然后进行造缝（裂缝渗透率5~10 mD）,并将岩心组合成长岩心（105.8 cm）,最后采用塔中Ⅰ号气田凝析气（凝析油含量533 g/m³）进行了注气、吞吐和脉冲注气实验,优选出提高凝析油采收率的开发方式。实验结果表明：露点压力以上注气凝析油采收率最高,其次是最大凝析油饱和度下注气或脉冲注气;与低渗透砂岩凝析气藏不一样,注气吞吐提高凝析油采收率效果最差。该实验对裂缝-孔洞型储层高含凝析油型的凝析气藏的合理开发提供了技术支撑。     

新疆柯克亚西42-西52凝析气藏单井注气吞吐解堵技术

新疆柯克亚凝析气田勘探初期遭受了3口喷井的破坏和其后近20年的衰竭式开采,地层压力大幅度下降,地层反凝析现象严重,特别是近井地带压降漏斗的存在,析出的凝析油更多,严重污染了井筒周围的储层,造成渗流阻力增大,致使多口气井停产或无法正常生产,影响气藏的整体开发效果.文章应用多组分数值模拟技术,计算不同天然气注入量对反凝析液的"反蒸发"和驱扫效果,模拟结果表明注气量越多,越能有效地解除近井地带的反凝析污染.经矿场实验,注气量在100×104～150×104m3时,单井吞吐注气解堵效果较好,同时,也可明显地改善地层的渗流性能和提高气藏的储量动用程度.     

低渗透凝析气藏反凝析水锁伤害解除方法现状

低渗透凝析气藏的反凝析污染、水锁伤害对气井生产、气藏采收率等产生严重影响,因此研究解除凝析气藏近井地层反凝析、反渗吸地层伤害,提高气井产能的技术方法,具有重要的实际意义。调研了国内外文献,详细阐述了反凝析和水锁效应机理,提出了各种解除此两种伤害的方法,并提出在注气吞吐之前先注入一个有限尺寸的甲醇溶液前置段塞来解除反凝析油和水锁产生的地层堵塞,以改善注气吞吐,提高凝析气井产能的效果,该方法在现场得到了成功应用。     

凝析油地下反蒸发的实验研究

针对一富凝析气藏,在有介质和无介质、保持压力和部分保持压力条件下进行了一系列注气实验。实验结果表明,注入气体与原始凝析气藏流体进行组分交换使凝析现象明显,注入干气不仅能在地下反蒸发凝析油中的中间烃类,而且也能有效蒸发C₂₀+以上的重烃。作者首次采用实际凝析气藏流体和岩心进行长岩心注气实验,研究凝析油地下反蒸发的情况,对富含凝析油气田开发方式的优选,具有实际的指导意义。     

牙哈凝析气藏二次注气抑制反凝析机理及相态特征

为解决凝析气藏天然气回注率不足,地层压力低于露点压力而出现的反凝析损失等问题,以塔里木盆地牙哈凝析气藏反凝析损失监测井地层流体取样器(MDT)取样为基础,运用高温高压PVT相态实验测试和模拟技术,建立了牙哈凝析气藏二次循环注气抑制反凝析损失机理的相态特征研究方法,对提高牙哈凝析气藏凝析油采出程度的可行性和有效性做出了评价。通过目前地层压力下反凝析油和剩余凝析气体系的实验室再现,分别测定了其色谱组成、相态特征和p-丁相态图;分别针对反凝析油和地层剩余凝析气,开展了注气增溶膨胀实验、多次接触抽提实验和注气抽提实验,对地层剩余平衡凝析气还开展了加注干气传质扩散过程非平衡相态行为实验;分析了二次循环注气抑制反凝析损失、降低其反凝析油饱和度、使凝析油产生相态反转的相行为机理;给出了二次循环注气开发时应尽量使其注气压力高于露点压力的建议,当注入0.82 PV时,凝析油累积采出程度将提高13.55%。该研究成果为牙哈凝析气藏的增产提供了重要技术支撑。     

丰深1 低渗透凝析气藏反凝析污染特征及解除措施实验

丰深1 低渗透凝析气藏具有低渗透、易出砂、特高含凝析油等复杂地质和相态特征，开发过程中反凝析污染不可避免，明确反凝析污染特征和建立污染解除措施十分重要。为此，开展了反凝析污染特征及解除措施实验。结果表明：当最大反凝析压力为19 MPa 时，长岩心气相有效渗透率降幅为90%以上，压裂能提高长岩心气相有效渗透率，但反凝析污染程度尚未明显改善。对于单一注入介质，注CO₂ 解除反凝析污染效果明显优于注甲醇和伴生气；甲醇与CO₂ 等比例混合介质解除反凝析污染效果好于单一注入介质，是最优注入介质。对于注入时机，在19 MPa 时注CO₂ 后裂缝长岩心渗透率恢复程度最高达61.18%，进一步衰竭至废弃压力时凝析油最终采收率可达36.2%，较5 MPa 时提高4.9%，较衰竭过程提高7.8%，是相对最优注入时机。     

凝析气井气窜后的产能变化特征及调整效果

在凝析气藏循环注气驱替过程中,受储集层非均质性影响,注入干气易于流过高渗透带或天然裂缝而发生过早气窜.在简要介绍了凝析气井气窜的四类判别方法的基础上,通过分析牙哈凝析气田循环注气开发的现场资料,结合数值模拟方法,阐述了注入气突破至采气井井底后,采气井井流物组分及相态的变化规律,并研究了气窜发生后凝析气井产能的变化特征,总结了凝析气井气窜后的治理措施及措施效果.实例研究结果表明,采气井发生气窜后,其井流物相态特征变化显著,注气驱替效率不断下降,气井产能逐渐降低;对发生气窜的井组及时调整注、采量可有效减缓气窜的加剧程度;通过调整注采井网,可提高注气驱替效率,进一步提高凝析油采收率.     

海上特殊凝析气藏流体相态及混相特征

随着海上油气勘探不断向深层拓展，以近临界态近饱和、高含凝析油为特征的特殊凝析气藏越来越多，但目前对海上该类凝析气藏的高压物性及注气混相机理仍认识不清，有待进一步深入研究。以渤海特殊凝析气藏流体高压物性测试（PVT）为基础，通过开展室内注气膨胀、多次接触及长细管最低混相压力实验分析，结合注气相态数值模拟方法，模拟从油气层上、中、下部不同深度进行伴生气注入，明确了海上特殊凝析气藏的相态特征，并探索了伴生气与地层剩余油气体系的配伍性及混相机理。结果表明：海上特殊凝析气藏一旦发生压降，地层中会产生大量的反凝析液，形成带气顶的挥发油藏，恒质膨胀过程中会发生乳光效应及轻烃抽提分层现象；伴生气对降低顶部凝析气体系的反凝析伤害作用不大，降低反凝析液量小于1%，中部轻烃凝析油体系与伴生气的多次接触混相压力为26.80 MPa，伴生气与底部凝析油体系通过溶解作用存在凝析气驱混相机理的同时，通过抽提作用存在蒸发气驱混相机理，最低混相压力为41.58 MPa，亦低于地层压力，能够达到很好的混相效果。研究成果对海上特殊凝析气藏注气提高采收率意义重大，为中后期气藏高效开发设计提供了坚实可靠的理论依据。     

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凝析气井开采过程中，当地层压力小于露点压力时，将在地层中发生反凝析现象，凝析液在井筒附近产生附加表皮系数，导致产气量下降。对反凝析污染进行评价，可以为不同开发时期产能的合理调整提供依据，有效提高气田的开发效益。文章应用气藏工程和数值模拟方法对丘东凝析气藏不同开采时期及整个开采过程的反凝析污染进行了评价，并优选出消除丘东气田近井带反凝析污染的注气气源、注气量和注气时效。计算结果表明，丘东气田气井投产第二年出现近井带反凝析污染，污染主要发生在距井筒10 m以内；考虑到丘东气田的地面建设以及吐哈油田天然气开发的实际特点，采用间歇注气来解除反凝析污染；丘陵LPG干气作为间歇注气消除近井带凝析污染的首选气源，合理的注入气量为4.5×１０４ｍ３，气田从第三年末开始注气，每半年注一次，连续注9 ａ，可以获得较高的累积采气量。