基于凝析气相变的凝析油聚集规律

正确认识凝析气藏开采过程中近井带凝析油聚集规律以及压力分布和饱和度分布特征是评价凝析气井产能的基础。依据物质平衡和渗流力学原理,从理论上对凝析气藏衰竭开发过程中三区凝析油聚集变化规律进行了推导,得到凝析气藏衰竭开发过程的三区凝析油聚集规律。实例计算表明,该新模型能够预测三区凝析油聚集规律,对于正确评价凝析气井的产能具有指导意义。     

凝析气液变相态微观渗流机理研究

在深层高压凝析气藏衰竭开发过程中,当压力低于露点压力时,反凝析油会在井筒附近聚集,堵塞凝析气的渗流通道,降低凝析气相对效渗透率;当压力低于析蜡点压力时,蜡的析出会堵塞孔隙喉道使流动阻力增大损耗能量,降低产能。从实验和渗流理论上对凝析气藏衰竭开发时反凝析过程中气液固的渗流机理进行了研究,通过高温高压条件仿真微观可视化模型模拟了地层凝析气液固流动,直接观测了凝析油气流动特征,研究了凝析油气运移机理和流动方式,揭示了凝析油充填孔隙角隅和孔道、小孔隙充满连续流动、大孔道为溪状流以及凝析液为贴壁流和溪流的规律。     

具有蜡沉积的凝析气藏气液固微尺度变相渗流动力学模型研究

在深层高压凝析气藏衰竭式开发过程中,当压力低于析蜡点和露点压力时,蜡和凝析油会在井筒附近聚集,堵塞凝析气的渗流通道,降低凝析气相有效渗透率;当压力低于析蜡点压力时,蜡的析出会堵塞孔隙喉道,使流动阻力增大而损耗能量、降低产能。从实验和微观动力学理论角度研究了凝析气藏衰竭式开发时的反凝析过程中气液固的流动特征。通过高温高压条件仿真微观可视化模型模拟地层凝析气液固流动来直接观测凝析油、蜡流动特征。阐述了蜡沉积运移规律和凝析油气固变化特征和输运规律。揭示了凝析油充填孔隙角隅和孔道(小孔隙充满连续流动、大孔道为溪状流)、凝析液为贴壁流和溪流的规律和凝析气液固渗流过程中蜡沉积吸附在多孔介质表面、蜡沉积随气相悬浮流动和推移流动、蜡沉积在凝析液中随凝析液流动的规律。建立了变相微尺度动力学模型方程。     

凝析气藏产能评价方法研究

该文从凝析气藏渗流与油气分布“三区”特征出发,建立了更符合实际渗流特征的凝析气藏产能预测方程。首先将凝析油气分布分为单相气无凝析油区、单相气凝析油不流动区及凝析油气两相渗流区,并建立了相对应的渗透率模型。在此基础上考虑了自由凝析气、自由凝析油、溶解凝析气、溶解凝析油的影响,建立了不同区域凝析气藏产能预测方程。最后,结合等组分膨胀试验以及渗流特征,求解两相拟压力,两相高速非达西系数以及平均自由油气比,得到两相产能方程系数,实现对产能方程求解。研究不同凝析油含量下的产能特征发现,与低凝析油含量相比,高凝析油含量下的拟压力小、高速非达西系数大、IPR曲线有明显的拐点,气井无阻流量显著减少。实例证实近井地层凝析油析出对气井产能有巨大影响,即使少量的凝析油析出,也会造成产能方程系数增大,并大幅度减少产能。该文的研究对凝析气藏的产能评价有指导意义。     

凝析气藏水平井井底压力动态分析

根据凝析气在多孔介质中渗流时的相变特征，建立凝析油-气两相渗流方程。通过引入凝析油-气两相拟压力函数，将渗流方程线性化，得出适合于凝析气藏水平井实际情况的三区油气渗流模型，并求出凝析油-气拟压力分布的解析解。考虑不同水平和顶底边界情况，并对井底压力动态变化及影响因素进行分析和讨论。该方法更符合凝析气藏水平井开采过程的真实情况，对凝析气藏开采具有指导意义。     

凝析液析出对凝析气藏产能的影响

凝析气藏的开发过程中,当凝析气并并筒压力降低到露点压力以下,会出现凝析液的析出,进而影响到凝析气井的产能.探讨了凝析液析出液膜厚度对多孔介质孔隙度、渗透率的影响,建立了耦合产能方程,就各参数对产能的影响进行了分析.研究发现三区渗流模型较单区模型或双区模型更合理,能准确描述不同渗流区的流动特征,更加适用于凝析气藏试井分析;两相流动区流动半径和气相渗透率等因素对凝析气井产能有重要影响.     

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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。     

凝析气藏三区渗流模型及试井分析研究

根据凝析气在多孔介质中渗流时的相变特征,建立了凝析油-气在多孔介质中的渗流方程,并引入凝析油-气两相拟压力函数使渗流方程线性化;建立了适合于凝析气藏实际情况的三区油气渗流新模型,并求出了凝析气藏油-气拟压力分布的解析解,确立了凝析气井压力恢复试井资料的解释方法;通过某凝析气井的压力恢复实际资料的应用,证明了该模型在凝析气田开发中的实际应用价值。     

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对凝析气藏开发动态和经济效益的正确预测需要正确模拟这类气藏的液态和相态。模拟流态最重要的是获取有代表性的凝析油气相对渗透率曲线，它是数模和试井分析中最常用的基础曲线，目前通常采用模拟油和模拟气相渗曲线来替代凝析油气相渗曲线。但低界面张力的传统油气在多孔介质中的流动规律并不同于凝析油气的流动规律，凝析油气物性非常接近，凝析油在水与凝析气之间形成一个水动力连续的夹膜，它随着凝析气一起流动。同时多孔介质特性、原生水、润湿性、重力、界面张力、粘滞力、流速等因素对凝析油气流动规律的影响作用也不同于对传统油气流动的影响作用。由于微观渗流规律不同，凝析油气相对渗透率的变化规律不同于传统油气相渗，不能用低界面张力油气体系相渗来代替凝析油气相渗，进而确定了实验实测相渗曲线的重要性和今后的研究方向。     

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中原油田白庙凝析气藏具有埋藏深，构造复杂，储层物性差，凝析油含量高的特点。采用衰竭式开发时，储层压力衰竭较快，当降到露点压力以下时，由于近井地带反凝析液的堵塞作用，凝析气有效渗透率降低，严重损害了凝析气井的产能。若采用循环注气开采，也难以获得经济效益。因此，根据白庙深层低渗透凝析气藏的地质特点，文章提出了以复杂结构井为主导的新型开发模式。数值模拟结果表明：利用复杂结构井开发深层低渗透高含凝析油的凝析气藏，不仅可以提高天然气采收率，同时还能有效控制储层中凝析气的反凝析进程，提高凝析油的最终采收率。     

凝析油-气不稳态渗流问题及其压降曲线

根据凝析气相态特征,采用凝析气田的原始相态资料,研究了凝析气在相态转换过程中储层内气体中可凝缩液体的体积分数、质量分数与气藏压力的关系及具体计算方法,建立了凝析油-气在多孔介质中的渗流方程.在考虑到井筒内存在凝析油-气相态重分布的情况下,建立了凝析气在复杂气藏内油-气两相不稳态渗流问题的新模型,求出了3种典型气藏外边界条件下的凝析油-气两相拟压力分布解析解,并绘出了井底压降曲线,给出了应用实例.     

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     

凝析油可采储量计算经验公式

在凝析气藏的降压开采过程中，当地层压力低于露点压力后，地层中将出现气、液两相。对于中高凝析油含量的中高渗砂岩凝析气藏，在消耗式开发方式下，凝析油采收率分别与原始凝析油含量、原始气油比、天然气采收率以及初期凝析气井米采气指数(反映储集层物性)之间的相关性良好。根据对大港油田凝析气藏矿场资料的研究，得出4种计算凝析油采收率的经验公式，为计算凝析气藏的凝析油可采储量提供了便捷有效的方法。图4表1参10     

多层凝析气藏渗流模型及其在试井分析中的应用

建立了凝析气在多层气藏中的不稳定渗流模型,用差分解法求出了三层气藏井底压力的数值解,绘制了试井理论图版及各种气藏边界条件的试井理论曲线,为多层气藏的试井分析提供了理论基础,并解决了目前凝析气藏开发的实际问题,通过多层凝析气藏试井解释可为气藏开发提供可靠的动态参数,最后给出了应用实例。     

凝析气藏水平井产能计算模型及方法研究

凝析气井的产能在沿用单相气井的产能分析方法时会产生较大的误差。该文根据凝析气藏稳态理论，求解了气液多相流动产能方程。在比较了适合于油藏水平井产能计算公式的基础上，提出了凝析气藏水平井产能计算方法，通过实例计算，正确率较高。     

凝析气藏开发方式浅析

凝析气藏的开发不同于一般气藏,除了要考虑天然气采收率外,更重要的还需要考虑提高凝析油采收率的问题。针对衰竭式、保持压力和部分保持压力3种开发方式,研究了纯凝析气藏和带油环凝析气藏开发方式的选择,并进行举例论证。     

深层低渗凝析气藏试井解释方法及其应用探讨

针对中原油田濮67、白庙、桥口等深层低渗凝析气藏的相态变化和渗流特征,综合运用考虑孔隙介质吸附、毛细凝聚等物理化学界面效应影响的凝析油气体系相平衡计算方法和凝析油气两相渗流方程,以及通过引入凝析油-气两相拟压力函数和渗流方程线性化处理所得到的均质凝析气藏试井解释方法,探索了适合于中原濮67、白庙、桥口等深层低渗凝析气藏试井资料的常规及现代试井解释方法。经实例分析,证实了孔隙介质吸附及毛细凝聚对试井解释结果有较大影响,一是储层有效渗透率降低;二是表皮系数增大。     

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。     

凝析气井井筒压力计算

准确计算凝析气井井底压力是正确预测产能、合理制订生产方案的关键,近年来凝析气井压力计算重点考虑黑油模型和组分模型的差异,而对优选气液两相管流压降模型的重要性却认识不足。为此,采用Govier-Fogarasi公开发表的94口凝析气井实验数据对工程常用的无滑脱模型、HagedornBrown、Orkiszewski、Gray、MukherjeeBrill、HasanKabir分别按黑油模型和组分模型预测井筒压力。井底流压和压降梯度统计评价结果表明:两相流模型的选择对凝析气井井筒压力预测结果影响较大,而组分模型和黑油模型对部分两相流模型在一定条件下对凝析气井井筒压力计算产生影响;推荐使用Gray模型+黑油模型和HagedornBrown模型+组分模型来预测凝析气井压力剖面,并给出了无滑脱模型的适用条件(液气比为0.5~5m3/104 m3、产气量大于5×104 m3/d);最后指出,采用组分数据计算凝析气井压力剖面时,其数据选择尤为重要,否则预测的误差会增大。该研究成果对于凝析气藏的高效开采具有重要的意义。     

反凝析对凝析气井产能的影响研究

反凝析污染对凝析气井的伤害是凝析气藏开发中遇到的一个非常重要的问题,它不但降低了近井地带的渗流能力,造成所求的产能偏小,且有时会使产能指示曲线出现斜率为负的异常情况。针对反凝析带来的一系列问题,结合某凝析气田实际情况,应用数值模拟技术系统分析了反凝析存在对凝析气井产能的影响,并定量给出了反凝析对产能的影响程度,为探索凝析气井的合理产能方程提供了指导作用。研究结果表明,反凝析对气井产能的影响严重,主要体现在三个方面:一是大大地消耗了地层能量,使储层产能降低;二是使用二项式产能方程求取的产能比实际的储层产能偏小,甚至有时相差会达到31%;三是有时会出现二项式产能方程指数曲线的斜率为负值的异常现象。