Experimental measurement and modeling of the solubility and bubble pressure of nitrogen in white mineral oil

Before using oil-based drilling fluid (OBDF) in gas-lift dual gradient drilling (DGD), the pressure-volume-temperature (PVT) behavior of gas/OBDF mixture must be known. The main objective of this study is to figure out the PVT behavior of nitrogen and white mineral oil (#5) by experimental determination of such properties as the bubble pressure and solubility. These measurements were conducted in a window PVT cell apparatus by using constant composition expansion method. The conditions of experiment were planned for common riser conditions, pressure up to 3600 psi and temperature in the range of 68–176°F. Novel bubble pressure and solubility models were proposed. Moreover, these models were compared to the conventional black oil correlations.     

潍北高凝点原油降凝降黏剂的研制

实验室自制的三元共聚物AMV-22与EVA复配,添加SLA-107作助剂,制备适用于胜利油田潍北区块高凝点原油的降凝剂AMVES。实验考察了该降凝剂对原油的降凝降黏效果。DSC热分析结果表明,AMVES加量为1000 mg/L时,可使原油凝点从48℃降低到37℃,析蜡点降低2℃。流变性曲线表明原油的剪切稀释作用随温度升高显著增强,当剪切速率大于100 s^-1后黏度基本不变,降凝剂可以大幅降低启动原油的屈服应力。偏光显微镜图显示原油温度越低,蜡晶网状结构越致密,交联度强,黏度大,流动性差;加AMVES之后原油中蜡晶变为团簇状颗粒,原油的流动性增强。由此可见降凝剂AMVES作用于蜡晶使其三维网状结构破坏,从而有效降低原油凝点和黏度。     

The solubility of gas components and its importance in gas-condensate reservoir development

The authors investigated the solubility of the gas components in the natural gas-condensate systems and its importance in gas-condensate reservoir development. Also, they discuss some fundamental aspects of preferable methods for recovering trapped retrograde condensate in the formation that is left after primary production. Based on the obtained results from the constant composition expansion test of seven different gas-condensate systems provided a greater understanding of the occurrences and interchanges between liquid and gas phases in the recombined reservoir fluids. The correlation between amount of the dissolved gas in the liquid phase, the volume of vaporized condensate in the gas phase and retrograde condensation pressure was investigated. Analysis of this data identified that increasing dissolved gas in the liquid phase, increases vaporized condensate even in the same thermobaric condition and decreases the retrograde condensation pressure of the gas-condensate systems. It was determined that the solubility of gas components in the fluid should be considered when projecting the gas-condensate reservoirs development. As, improving the solubility of gas components in the condensate decreases the system fog up and retrograde condensation pressures and improves stability of aerosol condition of gas-condensate fluid, it influences on the reservoir condensate bearing to be increased. Therefore, injected gas for gas cycling or revaporization of accumulated condensate from the core can be controlled for the purpose of increasing its solubility and condensate bearing capability.     

凝析气露点压力的确定及影响因素

凝析气藏流体的露点压力受到许多因素的影响,如流体组分、气油比、多孔介质、非平衡效应等。不同组分对流体露点压力的影响程度不尽相同,其中C₃、C₄、H₂S等组分的影响很明显。气油比对露点压力具有双重效应,当气油比低于某一数值时,露点压力随气油比增大而增加;当高于此数值时,露点压力又随气油比增大而减小。关于多孔介质对流体露点压力的影响的认识还存在相互矛盾。流体的相态受到组分和组成的极大影响,在生产过程中,近井周围流体的组成在不断变化,从而导致近井周围出现复杂的相态变化。对凝析气露点压力的确定方法及其影响因素的深入研究,将有助于正确评价凝析气藏的生产动态特征。     

对氨基苯酚-乙醇/水复合溶剂体系饱和蒸汽压的测定和关联

在363～423 K条件下,采用静态法测定了质量分数为55%的乙醇-水复合溶剂（以下简称试样1）及质量分数为25%的对氨基苯酚-乙醇/水复合溶剂体系（以下简称试样2）的饱和蒸汽压。用Antoine方程对实验数据进行了非线性回归。结果表明,试样1的Antoine方程常数项A,B,C依次为16.042,-3 305.400,-64.496,相关系数为0.999 97。试样2的上述各值依次为10.525,-605.260,-269.020,0.999 94。试样1的计算值与实验值的平均偏差为0.60%,最大偏差为1.27%;试样2的分别为0.95%,2.30%。     

气藏平均地层压力跟踪计算新方法

平均地层压力是产能评价和动态分析的基础,准确、快速获取平均地层压力对高效开发气藏意义重大.基于地层压力随时间变化的规律,分析了平均地层压力的变化规律.研究结果表明:平均地层压力等效点仅随时间发生改变,平均地层压力的下降速率等于或者近似等于井底流压的下降速率.从封闭弹性驱动气藏的物质平衡方程出发,考虑偏差系数和井底流压随...     

微-纳米受限空间原油-天然气最小混相压力预测方法

微-纳米受限空间原油-天然气的最小混相压力(MMP)对致密/页岩油储层注天然气提高采收率参数优化、方案设计及产能预测至关重要,但至今尚缺少获取该参数的可靠方法。针对这一关键问题,提出一种微-纳米受限空间原油-天然气界面张力(IFT)计算方法,通过原油-天然气相平衡计算得到Parachor模型参数从而计算出IFT,并基于界面张力消失法(VIT)预测MMP。该方法改进了气液平衡计算及Peng-Robinson状态方程,考虑了毛细管压力并修正了流体的临界压力和临界温度,简化了传统计算方法,并将气/液相压力考虑到平衡常数K_i的迭代公式中。通过设计8组不同组分天然气并以长庆油田原油和拟注入天然气为实例,分别计算了孔隙半径r_p为5 000 nm、1 000 nm、500 nm、100 nm、10 nm时的IFT和MMP。计算结果表明,压力越高,IFT越小;在r_p为100~5 000 nm时,原油-天然气体系的IFT和MMP基本不受r_p的影响;当r_p≤100 nm时,IFT和MMP显著降低,MMP最大降幅达38.76%,说明致密/页岩油储层注天然气提高采收率相比常规储层注天然气更容易混相。原油-天然气体系的MMP与C₂—C₄含量呈现负相关性,且r_p越小,MMP递减速度越快,最大降幅达57.33%(r_p=10 nm,C₂—C₄摩尔分数增至40%)。将计算结果与文献报道数据进行对比,进一步验证了模型的可靠性。     

考虑毛细管压力影响的裂缝-孔隙性凝析气藏注气物质平衡方程的建立与应用

裂缝-孔隙性凝析气藏是塔里木油田近年来勘探开发的重点,已发现的气藏普遍具有裂缝发育、埋藏深、凝析油含量高、反凝析损失严重等特点,常规的物质平衡方程用于该类气藏的注气效果评价存在明显不足。为此,从基本相态理论出发,结合常规物质平衡方法,建立了考虑毛细管压力影响的裂缝-孔隙性注气凝析气藏物质平衡方程,可更加合理地预测裂缝-孔隙性凝析气藏注气效果。实例计算和现场应用结果表明：受毛细管压力的影响,储层中反凝析液饱和度将增大;考虑毛细管压力影响时,所计算的注气开发凝析油采收率要比常规计算结果更精确;所推导的物质平衡方程能简便、准确地预测该类凝析气藏的开发动态,定量说明毛细管压力对凝析气相态的影响程度。     

异常高压产水气井三项式方程推导及应用

异常高压气藏常具有压力高、产量大的特点,对其进行产能评价具有重要意义。 一些气井在生产过 程中由于工作制度不合理导致出水,使得气井的产量大幅度降低,因此准确预测异常高压产水气井产能, 确定合理的工作制度显得尤为重要。 在综合考虑了应力敏感、非达西流动、脉动效应及气井产水等因素 的基础上,推导出异常高压产水气井的三项式产能方程;采用多元线性回归和交会法求解气井的无阻流 量,并通过实例验证了其计算结果的可靠性;定量分析了渗透率敏感系数与水气质量比对气井产能的影 响。 计算结果表明：渗透率敏感系数对气井产能的影响要大于产水对气井产能的影响;在气藏产气量较 大的情况下,脉动流对气井无阻流量的影响不可忽略。 这些结论均对异常高压气藏的开采具有一定的借 鉴作用。     

中国、ISO和俄罗斯天然气水露点测定标准方法比对

水露点是天然气质量控制和管道安全运行的重要指标,也是进口俄罗斯天然气技术协议谈判中重点关注的指标。对中国、ISO和俄罗斯三方的天然气水露点测定标准方法开展了详细的比对,首先是标准文本的比对,其次是采用标准水露点发生器生成的气源,在实验室开展比对,最后是依据中国和俄罗斯两国标准,分别采用两国常用的水露点分析仪,在两国标准规定的不同吹扫条件下,在输气站现场开展了比对。通过比对,明确了三方标准最大的区别是吹扫方式;在无干扰情况下,中国和俄罗斯常用水露点分析仪检测结果准确可靠且相互吻合良好;在存在干扰情况下(可能是醇类或烃类),中国和俄罗斯常用水露点分析仪检测结果差异较大,最大差值达到6.1℃。比对结果为进口俄罗斯天然气技术谈判提供了支撑。     

基于CPA状态方程的高压含硫天然气压缩因子计算方法研究

对于压力高于70 MPa的含H_2S天然气,其分子之间间距缩小,极性H_2S分子之间缔合作用增强,传统SRK、PR状态方程计算高压含硫天然气的压缩因子准确性有待进一步改进。基于压力3.72～97.58 MPa、H_2S体积分数0%～70.03%的154组压缩因子修正CPA(Cubic-Plus-Association)状态方程中H_2S与CH_4、CO_2分子间二元交互作用系数,综合评价SRK、PR、CPA状态方程对压缩因子的计算精度。结果表明,对于中低压含硫天然气(p35 MPa),采用PR方程精度最高,平均相对偏差为1.12%;对于高压及超高压含硫天然气(p35 MPa),CPA方程精度最高,平均相对偏差为-1.46%。进一步采用法国ST抗硫高压PVT仪测试了4种含硫天然气在70～131 MPa条件下的138组压缩因子实测值,验证了采用CPA状态方程对于高压含硫天然气压缩因子的计算精度。     

高H_2S高CO_2高Cl~-天然气压力容器设计

介绍了三高气田(高H2S、高CO2、高Cl-)压力容器设计的基本作法,同时对制造检验过程中出现问题的处理和试运投产的基本情况作了说明,确保了压力容器的安全,装置一次投运成功,最终生产出合格的天然气、凝析油、相应附属产品。该压力容器突破了国内外大型气田的开发,在国外一次投产成功,为今后国外三高气田的开发走出了一条安全可靠、便利实施的新路,这些作法和处理意见为同行们今后的设计、施工提供了参考。     

低渗透砂岩油藏隔夹层注气突破压力及注气开发策略——以柴达木盆地尕斯库勒油田E31油藏为例

隔夹层发育的陆相低渗透砂岩油藏在水驱后面临亟需采用提高采收率接替技术的难题,综合运用岩心观察、薄片分析、扫描电镜、压汞及突破压力实验等方法,研究了柴达木盆地尕斯库勒油田E₃¹油藏隔夹层类型及特征,明确了注气突破压力规律,分析了隔夹层发育油藏注气提高采收率策略。研究结果表明,尕斯库勒油田E₃¹油藏主要发育泥质和钙质两类隔夹层,以泥质隔夹层为主,钙质隔夹层分布相对较少。隔夹层渗透率以小于0.01 mD为主,与储层相比其物性及孔隙结构极差,呈纳米级孔喉,渗流能力低。在同种饱和介质条件下,突破压力梯度与渗透率呈幂指数关系。隔夹层纵向封隔能力强,泥质隔夹层平均突破压力梯度为储层的103~491倍。气体易选择性驱替原油,同种岩心条件下饱和水后突破压力梯度最大,为饱和油后岩心突破压力梯度的2~4倍。隔夹层将储层分为多个流动单元,有效抑制气体超覆,扩大气体波及体积,有利于陆相低渗透砂岩油藏水驱后注气提高采收率。     

深层页岩气水平井“增净压、促缝网、保充填”压裂改造模式——以四川盆地东南部丁山地区为例

由于埋藏深、地质特征复杂,致使针对中浅层页岩气藏的压裂工艺不能完全满足四川盆地东南部丁山地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组深层页岩气储层改造的需要。为此,将地质与工程研究紧密结合,优选页岩气"地质与工程双甜点"区,开展深层页岩气水平井压裂技术攻关研究,对以往仅适用于中浅层页岩气储层的压裂模式进行改进,并将改进后的压裂模式与工艺应用于丁山地区3口深层页岩气井。研究结果表明:①该区西北部深层页岩气储层具备地质、工程"双甜点"特性,天然裂缝、层理缝发育为压裂后复杂缝网的形成创造了有利条件;②基于"双甜点"区域,研究形成了"前置酸+胶液+滑溜水+胶液"混合压裂模式,采用高黏滑溜水以提高液体携砂能力及造缝效果、"控近扩远"压裂工艺以提高远井地带有效改造体积、超高压装置以提高施工排量和缝内净压力;③3口深层页岩气井经过储层改造后,增产效果显著,测试页岩气产量介于10.50×10~4～20.56×10~4 m~3/d。结论认为,改进后的压裂模式与工艺可以为该区深层页岩气储层改造提供技术途径,为深层页岩气勘探开发取得突破提供支持。