凝析气流体的复杂相态

近几年国内外发现的深部凝析气藏往往含有许多重质组分，使流体出现复杂的气、液、固三相相变，巨厚的凝析气藏流体表现出近临界特征，甚至出现异常的流体分布状态。根据实验研究，如果凝析气流体含蜡量较高，可分为4个明显不同的相变区域：①低温高压时呈气、固两相状态；②高温高压时呈单相气体状态；③低温较低压时气、液、固三相共存；④高温较低压时气、液两相平衡。高温高压条件下的凝析气流体具有偏差系数很大、界面张力很低等特殊性质，而水在高温储集层中很容易以蒸汽状态存在于气体中，由于水的含量较大，会对流体的性质产生明显影响，影响凝析气藏的储量评价，如果凝析水遇到酸性气体成为酸性水，将严重腐蚀生产设备。参33     

富含凝析水的凝析气井产能分析新方法

常规凝析气井产能分析常沿用单相气井的产能分析进行经验性修正或在此基础上结合常规烃类流体相态研究方法建立的考虑地层油气两相相态变化的产能分析方法，没有考虑地层凝析水对产能的影响。随着天然气勘探开发向地层深部的发展，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涌现，并且所占的比例越来越大，当温度较高时，地层束缚水、边底水和可动间隙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，再用常规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，就致使凝析气藏在开发方式、油气藏工程设计和动态分析方面产生一定的误差。因此，有必要建立考虑多相流体复杂相态变化的凝析气井产能分析新方法，以便得到更为精确的凝析气井生产动态。文中结合气-液-液三相流体相平衡热力学闪蒸计算，建立了考虑近井地带反凝析液饱和度分布以及动态污染影响的凝析气井产能分析新方法。根据文中给出的凝析气井产能预测模型在数值求解的基础上，编制了相应的计算程序，可准确预测不同时期凝析气井的地层流入动态。     

特殊类型气井凝析气井井筒动态分析新方法

随着天然气勘探开发向地层深部的发展,一些特殊的如异常高温、高压富含气态凝析水、元素硫的气藏、凝析气藏不断涌现,并且所占的比例越来越大。对富含凝析水、元素硫的特殊类型气藏、凝析气藏,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,且随开采过程温度及压力的降低,元素硫会从烃类流体中析出,再用常规的烃类流体相态研究方法去指导开发这些特殊的气藏、凝析气藏,就致使该类气藏在开发方式、油气藏工程设计和动态分析方面产生一定的误差。在总结常规方法的基础上,综合利用垂直管流公式,结合气-液-液-固四相相平衡闪蒸计算,运用状态方程模拟,对其中的偏差因子、黏度等相关参数进行修正,建立了更为完善的气井井筒动态预测新方法;最后结合地层流入、井筒携液、携固模型,建立了更为综合、全面的气井生产动态分析新方法,该方法更适用于异常高温、高压富含凝析水、元素硫的特殊气井、凝析气井。根据文中建立的气井生产动态预测模型在数值求解的基础上,编制了相应的计算程序,可准确预测不同时期气井生产动态,改善数值模拟一体化动态分析效果,进行最优化生产。     

葡北油田石蜡沉积研究

注气提高原油采收率是目前国外的主流技术，近年来在国内也得到重视和应用。注气过程会改变原有体系的组成、温度等热力学条件，而诱发蜡质、沥青质等有机固相沉积问题，给生产带来严重的危害。激光测试方法能够测定高温、高压以及含气原油体系的固相沉积起始点温度、压力或组成，气—液—固三相相平衡热力学模型能够用于油气开采过程，以及注气过程中出现气—液—固三相相态转化时的固相沉积模拟研究，其结果能为最大限度地防止固相沉积对生产造成的危害提供依据和手段。     

三维四相多组分模型及其数值模拟应用

介绍 了考虑有机固相沉积的三维四相(油相、气相、水相和有机固相)多组分数学模型和三相相平衡热力学模.型。为检验和评估考虑有机固相沉积作用的三维四相(油相、气相、水相和有机固相)多组分模型,在完成油藏流体的高压PVT实验数据相态和沥青沉积实验的三相相平衡拟合计算以后,对一.组长岩心气水交替驱替实验数据进行了数值模拟对比研究工作。研究结果表明,一方面在注气提高原油采收率过程中,有机固相可能在地层中发生沉积,另一方面表明有机固相沉积将会对数值模拟计算结果产生负面影响。改进的多组分数值模拟软件能更好地描述注气过程中油藏流体在孔隙介质中渗流的力学特征和物理化学特征,从而能更准确地认识注气提高原油采收率过程中油藏的开发动态规律。     

凝析气井测试过程中反凝析现象分析

在短期测试时,地层深部流体不会有明显的相态变化,而井筒附近,由于井底压力低于露点而出现凝析液.由于井底附近有凝析液聚集,将使近井地区的表皮系数增加,从而使井底附近的渗透性变差,并直接影响测试产量.本文以塔里木凝析气井为例,对上述现象进行了定量分析研究.     

高含蜡凝析气相态特征研究

应用高压相态装置对高含蜡凝析气的相态进行了系列实验研究.结果发现,在高于露点压力时,高含蜡单相凝析气呈红棕色.在等组成压力温度相图中,高含蜡凝析气的露点压力随温度的降低而升高,未出现常见的临界凝析压力.等液量线与相包络线平行,在一定的温度压力条件下有固相出现.与蜡平衡的气相在低于露点压力时会出现反凝析,因而表现出气、液、固三相共存状态,且液相存在明显的分层现象.气油比降低使高含蜡凝析气泡点压力和露点压力减小.     

富含凝析水、元素硫的特殊油气体系相态研究

富含凝析水、元素硫的特殊类型气藏、凝析气藏,随着开采过程温度及压力的降低,凝析水和元素硫由烃类流体中析出,出现气-液-液-固四相共存现象.根据物质平衡方程组和热力学平衡方程组,建立了富含凝析水、元素硫的凝析油气体系相态研究方法及气-液-液-固四相相平衡计算模型.富含凝析水、元素硫的凝析油气体系相态研究将对提高气井采收率、完善气井生产动态分析和气藏工程设计等具有重要的指导作用.     

异常高压凝析气藏的压降特征

异常高压凝析气藏具有储层物性变化幅度大和反凝析的特点，压降曲线特征比较复杂。在考虑储层孔隙及地层水压缩系数随压力变化大的特点基础上，基于储层流体摩尔守恒建立了异常高压凝析气藏的物质平衡方程，同时研究了岩石和地层水膨胀以及反凝析现象等对凝析气藏压降曲线的影响。通过实验实测数据和计算结果对比，表明该方程较好地反应了异常高压凝析气藏的特点，可以用于气藏的储量计算和动态预测。     

现代试井分析在牙哈凝析气田的应用

牙哈凝析气田是目前全国最大的采用高压循环注气开发的整装凝析气田。凝析气藏是一种特殊、复杂的气藏,在开采过程中凝析油气体系在地层中的渗流伴随着复杂的相变。与一般气藏相比,凝析气藏中具有许多影响凝析油气渗流的特殊因素,如地层和井简中的流体相变以及地层中油气两相渗流等。因此,凝析气井试井分析有显著的特殊性。围绕凝析气井试井分析的特殊表观现象,以相关基础理论为基础,以解决实际问题的应用研究为目标,在牙哈凝析气田成功地应用了较为完备的凝析气井试井分析技术体系。同时,利用近三年来的多种试井解释成果资料,对该凝析气田的储集层参数、边界识别、气井产能、反凝析的污染效应等进行了分析研究,正确认识了凝析气井及气藏的生产动.态,也为气田下一步开发政策的制定提供了科学依据。     

CO2泡沫压裂井筒气-液-固三相流动模型

CO₂泡沫压裂技术具有低伤害、易返排、节约水资源等优点,已被广泛应用于非常规油气开采,但目前CO₂泡沫压裂液井筒流动模型大多只考虑气、液两相,忽略了支撑剂固相对CO₂泡沫压裂液流动性的影响。通过体积平均法将支撑剂固相与CO₂泡沫耦合建立气-液-固三相CO₂泡沫压裂液井筒流动计算模型,并与现场压裂井实测温度数据对比,温度平均误差仅为2.7%,验证了模型的正确性。实例计算表明:支撑剂固相会使CO₂泡沫压裂液井筒压力升高,井筒内温度和压力随支撑剂体积浓度的增加而增大,体积分数从0增加到0.3,井底压力增大9.0 MPa;泡沫质量增加会明显增大井筒内CO₂泡沫压裂液温度;增大质量流量会导致温度和压力降低,质量流量增加10 kg/s,井底压力降低5 MPa、温度降低0.4℃。研究成果可以实现CO₂泡沫压裂井筒气-液-固三相流动温度和压力等参数耦合计算。     

高密度水基钻井液高温高压流变性研究

高密度水基钻井液属于较稠的胶体-悬浮体分散体系,固相含量大,固相颗粒分散程度高,自由水量少,在深井高温高压条件下流变性容易失控。以室内研制的抗高温高密度淡水基和盐水基钻井液为基础,采用Fann50SL高温高压流变仪对钻井液在不同温度下的流变性进行了测试。结果表明,温度是影响高密度水基钻井液流变性的主要因素。随着温度升高,淡水基钻井液的表观黏度和塑性黏度都出现降低趋势;而盐水基钻井液的塑性黏度在150℃达到最低值,然后升高,表观黏度呈降低趋势。利用测试数据,运用宾汉、幂律、卡森和赫 巴4种流变模式进行线性拟合发现,无论是淡水基还是盐水基钻井液,赫-巴模式最佳,幂律模式最差。建立了预测淡水基钻井液表观黏度与温度、压力关系的数学模型,实测数据验证表明,该模型可以应用于生产实际。     

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天然气水合物是一种赋存于低温和高压条件下的新型清洁能源，被喻为潜在的常规能源的替代品。文章首先介绍了天然气水合物勘探现状，进而以维持天然气水合物相态平衡的分解抑制法为基础，介绍了维持水合物相态平衡的低温钻井液体系的应用情况，分析了钻井液在低温条件下的性能，提出在进行天然气水合物勘探的低温钻井液体系研究时，务必要注意对有机高分子聚合物和无机盐添加剂的选用，使钻井液体系具有良好的流变性能和稳定性。     

高温高压耦合条件下油基钻井液的流变特性规律及其数学模型

为了探究高温、高压耦合条件下温度、压力对油基钻井液流变性能的影响规律,利用超高密度高温高压钻井液流变仪Fann iX77分别测试了各个高温、高压耦合条件下密度为1.4、1.8、2.2、2.4 g/cm3的抗高温油基钻井液体系的流变特性。结果显示,油基钻井液表观黏度和塑性黏度随温度的升高而逐渐降低,随压力的增大而逐渐增大;动切力随温度的升高表现出先增高后降低的趋势;当温度超过一定值时（160 ℃左右）,高温作用对各个高密度油基钻井液流变性的影响都将大大减弱。将所测得的各个高温、高压耦合节点条件下的流变参数进一步分析后得到油基钻井液的温度、压力二元数学模型,误差分析结果显示,该模型对各密度体系的实验测量数据均具有良好的拟合性,可决系数R均大于0.96,因此该数学模型能够较为精确地预测出各个温度、压力耦合条件下油基钻井液的流变性能。      

超高温地热井泡沫钻井井筒压力剖面计算方法

肯尼亚OLKARI地区地热井地层温度高达350 ℃,主要采用泡沫钻井,然而其低压和超高温的特点可能造成泡沫流体相态变化,目前尚没有针对相变条件下泡沫钻井井筒压力剖面的计算方法。为此,利用流体高压物性分析仪,绘制出泡沫钻井液“p - T"相图,并指出了钻井液相态变化的规律。进而应用现有的欠平衡钻井流体流动模型,建立了一套适应相变的钻井工况参数计算模型。最后,利用OLKARI地区某地热井的温度、压力资料,计算了该口井的流体流动参数,得到了该井井筒中的泡沫相态分布规律。通过井筒内流体压力的计算,可以更准确地了解工作液的工作状态,为预防井下复杂事故的发生提供了理论依据。     

国外保护油气层技术新进展--关于暂堵机理和方法的研究

针对近年来国外在钻井液、完井液中通过加入暂堵剂对储层进行有效保护的研究进展进行了综述，重点介绍了实施暂堵的原理和一些新的方法，即（1）碱溶性微米级纤维素暂堵技术，这种暂堵剂能够对井壁进行快速封堵，减少钻井液中的固相和滤液侵入储层；（2）固相颗粒多组分滤失模型，利用该模型，可分别预测储层岩心受钻井液污染和反排后的损害深度及对渗透率的损害程度，又可用于对钻井液中固相的粒度分布状况进行优化设计，减轻固相对储层的损害；（3）反排时泥饼的清除机理，用初始流动压力的数学模型计算，初始流动压力随渗透率下降而增大，并随损害深度增加而增大，同时初始流动压力与反排速度呈线形增长的关系；（4）孔喉网络模型，可用于模拟微粒运移、沉积及发生堵塞的过程，并可优选暂堵剂尺寸，虽天然的多孔介质并不具有规则的结构，但可通过一个网络结构代替；（5）高渗储层暂堵技术，高渗储层的主要损害因素是固相侵入，因此需使用暂堵剂来形成低渗透泥饼，以防止固相和滤液进一步侵入。总之，油气层保护技术还需要进一步向前发展。     

井眼条件下钻井液对油层损害的室内试验研究

模拟井眼条件研究了不同剪切速梯、温度、压差条件下钻井液对油层的损害程度。结果表明,钻井液中的固相粒子在级配合理的情况下,对高渗透率的岩心损害深度浅,反排易于解除损害;而对透渗率的岩尽,细微粒子和液相进入油层深部后不易用反排方式解除,损害较严重;速梯增加以中高也会加大损害程度;随压差的增大,岩心渗透率值没有一定的规律。用动失水法评价钻井液对油层的损「害半 ,更接近于井下实际情况。     

可降解甲酸盐钻井液的研究与应用

大邑构造位于四川盆地龙门山冲断推覆构造带,主力气藏为须家河组二段,是一个低孔、低渗、常压、非均质极强、裂缝发育的致密砂岩储集层,并含有泥页岩夹层,储层保护工作难度大。针对常规钻井液固相多、抑制性差等特点,室内通过配方优化,研制出一套满足须二储层钻井施工及储层保护的甲酸盐无固相钻井液体系。经过性能评价,该体系具有优良的固相容纳能力和润滑能力,抗温达130℃,降解恢复率达94.49%。在DY6井、DY5井进行了现场应用,结果表明,可降解甲酸盐钻井液具有较好的气层保护性能,解决了井壁稳定问题,适合小井眼钻井,是适合大邑构造须家河组二段储层保护的一项新技术。     

油基钻井液高温高压流变参数预测模型

在高温高压深井中,钻井液流变性受温度和压力的影响较大。研究油基钻井液的高温高压流变特性,建立宾汉流体的流变参数预测模型,对于现场及时调整钻井液性能、精确计算环空压降、实现高温高压井当量循环密度的精确预测及合理控制井底压力具有重要意义。对具有典型配方的油基钻井液在高温高压下的流变特性进行了研究,通过对实验数据进行多元非线性回归分析,建立了预测高温高压条件下油基钻井液表观黏度、塑性黏度和动切力的数学模型。由模型得到的预测值与实测值具有较好的吻合性,相关系数均在0.98以上。该模型可用于深部井段流变参数的预测和现场水力参数的精确计算。