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。     

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。     

综合高速效应的凝析气藏流入动态

当井底压力低于露点压力时,凝析液在近井地带开始析出并不断聚集产生凝析油堵塞现象。因此,在制定凝析气井工作制度时,通常以控制生产压差为指导思想,往往忽略高速流动下凝析气液相变的非平衡特征。对于凝析气体系,当外界温压变化速度超过凝析气液的相平衡速度时,凝析气体系相变滞后,开始呈现非平衡特征,即凝析液的析出量随着压降速度的增加而减小。凝析气在向井筒流动的过程中,近井区高速流动使凝析气产生非平衡相变,凝析气在比较高的压降速度下流入井筒,使得凝析液来不及析出。在分析非平衡相变规律与近井地带凝析气渗流参数分布的基础上,评价凝析气液流动过程中的非平衡特征,给出了考虑非平衡相变的凝析液饱和度分布计算公式,并进行了产能预测结果对比。实例分析表明,可以通过适当放大生产压差,增加凝析气液相变非平衡特征,减小井筒附近的凝析液饱和度,提高气井产能与气藏开发效果。     

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通过对凝析气井产能分析方法以及流体相态、组分变化、渗流特征的研究，结合状态方程理论及相平衡闪蒸计算方法，引入反映地层中凝析油气体系变化的两相拟压力函数，提出了考虑近井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。通过实例计算认为该产能计算方法能较好地反映近井带地层凝析油析出时造成的动态表皮伤害对产能的影响；当地层压力高于露点压力时，预测方法所得的流入动态曲线在井底压力为露点压力处有一拐点，这与实际情况符合，反映了凝析液析出对气井产能的影响。     

相态变化影响下的凝析气井井筒压力变化计算分析

凝析气井在开发生产过程中具有特殊的相态变化特性,当井筒中整个流体体系压力达到露点压力以后,凝析液不断析出导致液相含量不断增加。以往对凝析气井井筒动态模拟过程中几乎没有考虑到,这样难以保证模拟的精确度。因此,建立了凝析井井筒压力、流体相态变化计算的分析模型,计算和分析了井筒中气液两相中组分含量不断变化的过程,考虑到了相态变化对井筒压力分布的影响。引入气油比增量比的一种新参数,对井筒中不同井段凝析油的析出程度进行了直观描述。并改变重组分含量进行不同组分下气、液两相的相态变化计算。综合分析了不同组分对井筒压力梯度的动态影响,使得模拟和计算更加接近于真实情况。     

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.     

凝析气井流入动态模型研究

相态变化对凝析油气体系在多孔介质中的流动有较大影响。根据相态分布特征，将凝析气井中从地层到井筒的径向渗流划分为三个区域：无凝析油析出的单相气区，凝析油析出但不流动的过渡区，近井地带凝析油气两相区。分别考虑三个区域的相态特征及过渡区和两相区中凝析油析出对流体流动的影响，建立了凝析气井的流入动态预测的改进模型。结果对比表明，本文考虑过渡区的方法比通常使用的二项式模型和不考虑过渡区的两区模型结果更加合理。     

凝析气藏井的产能

随着气藏衰竭生产时,中富气／凝析气藏井的产能先快速下降,然后再逐渐增大。组分模型模拟表明,在生产初期,当近井地带压力降至低于露点压力,井筒周围会形成凝析油带。凝析油带的凝析油饱和度高,使气相有效渗透率急剧降低,导致气产量下降,当整个气藏压力低于露点压力后,将在整个气藏中析出凝析油,而流入凝析油带的气相会越来越贫,从而凝析油带的凝析油会越来越少,致使气相的产能提高。     

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。     

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。     

多孔介质中凝析气液相变实验新方法研究

现有多孔介质相变实验方法的实验压力、实验温度偏低,不能反映油藏条件下凝析气的相变特点。根据凝析气组分随压力变化的原理,设计出研究油藏条件下凝析气相变的高温高压实验流程：采用气相色谱分析仪分析凝析气在岩心中发生反凝析相变后的流体组成,同时与该凝忻气在PVT筒的相态特征进行对比．认识多孔介质对凝析气相变的影响。用该实验流程研究的结果表明：随着压力的降低,岩心中的烃类气体作等温衰竭,当压力降至上露点时．开始有凝析液析出,凝析油气体系进入两相区;反凝析过程中随着压力降低．液相中重烃组分含量增加、轻烃组分减少．气相中则是轻烃组分增加、重烃组分减少;当压力继续降低时,对应的衰竭压力低于多孔介质中凝析油气体系的露点,且已经进入油气两相区．流体组成发生明显变化,气相中轻烃组分增加,液相中重烃组分增加;但是在PVT筒中则还处于单相气区．采出气体的组成未发生燹化。与现有相变实验方法相比．新方法具有可靠性高、精度高的特点。图3表l参6     

凝析气藏压力恢复试井分析的新认识

低于露点压力的凝析气藏的压力恢复曲线特征不同于高于露点压力的凝析气藏，文中根据三区域径向复合模型，将低于露点压力的凝析气藏压力恢复曲线的上翘解释为地层流体凝析饱和度的变化，内区为低凝析饱和度区，外区为原始流体凝析饱和度区，中间过渡带为高凝析饱和度区，而非传统的储层物性变化或部分渗透断层的影响，并结合矿场实例，说明其适用性。     

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凝析气井在生产中常常会出现反凝析液析出的特殊现象，单井生产系统因而表现出与常规气井不同的生产特性。凝析气井生产系统优化分析的关键问题在于如何将反凝析特性反映进生产优化过程。文章提出了以防止储层出现反凝析液析出并避免气井积液为凝析气井生产优化目标，认为生产系统优化应根据井底流动状态分别考虑;引入了两相拟压力函数来建立气液两相流入动态方程，能够准确地描述凝析液对储层渗流的动态影响，而常规单相气或修正方法往往是高估或低估了气井无阻流量;在井筒流动模型中考虑了凝析气相态变化影响，与常规多相流或拟单相流模型进行了对比分析，结果表明考虑气液相变的多相流模型有助于正确分析井筒流动状态。利用提出的优化分析方法进行了程序设计，并对两口凝析气井进行了实例分析,结果表明文章提出的优化分析方法有助于正确制定凝析气井合理工作制度，从而确保单井在最佳状态下生产。     

板桥地区凝析油气藏气液两相渗流机理及水驱特征

板桥地区板2油组为典型的凝析油气藏,其流体渗流机理及水驱特征复杂,致使开发调整工作难度较大。通过开展气液两相渗流实验,认为伴有相变过程的气液两相流体随着流动状态和压力的变化而发生相变和相间质量传递,流体的挥发与气液流动速度、状态以及压力有一定的关系,压力降低有利于液体挥发产生气体。实验表明降压注水开采过程中,当压力低于临界饱和压力时,气泡成为原油流动的阻力,合适的注水时机为压力降到泡点压力的87%以上。此外,气体作用的强弱对剩余油的形成与分布具有明显的影响。     

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鄂尔多斯盆地苏里格气田是我国陆上发现的较大气田之一 ,目前对该气田分析的 5口气井的气油比为 15 .9× 10 4～ 98.9× 10 4m3 /m3 ,是个湿气田或干气田 ,然而初步的实验研究结论恰恰相反 ,该气田确是一个凝析气田。气藏类型经验判断表明 ,该气田可能是“常规干气田” ,也可能是“无油环凝析气田” ,处于干气藏和凝析气藏的过度带 ,没有统一的结论。相态实验研究表明 ,该气田为特低含凝析油的凝析气田。实验还发现 ,退泵降压观测到的露点压力与进泵升压观测到的雾和油花消失的压力不相同 ,后者大于前者 ,而且相差很大 ,说明该气田凝析油一旦析出 ,就较难气化。气油比改变露点压力也相应改变 ,气油比升高 ,露点压力降低 ,说明高气油比井的气含量大、油含量少 ,使油完全溶解在气中的压力就低。定容衰竭预测结果表明 ,该气田的反凝析油量很低 ,但是如果气井在井底压力低于露点压力下经过长时间生产 ,井底周围地层中仍然会有凝析油聚集 ,造成反凝析油动态污染     

蜡沉积对凝析气田开发动态和生产的影响

由于蜡的沉积和运移使凝析气-液流动更加复杂化，而相变特性会导致储层内油气饱和度的变化，蜡沉积在多孔介质表面引起孔隙性质改变，气、液、固在储集层中的微观空间分布会影响凝析气的流动特征。在蜡沉积变相态渗流实验和凝析气液渗流理论的研究基础上，引入气液固PVT相态模型、蜡沉积数学模型和考虑蜡沉积对渗透率的影响模型等，建立了相应的多孔介质中气液固变相态多相流-固耦合渗流数学模型，揭示了凝析气液固复杂流动规律和对生产开发动态的影响。     

毛细管压力对凝析气相态的影响

凝析油气体系和储层多孔介质是一个相互作用的系统,考虑多孔介质界面现象对凝析气相态规律和渗流规律的影响,能更真实地反映凝析气在储层多孔介质中的相态特征和渗流特征,特别是低渗透凝析气藏,更不能忽略毛细管压力对凝析气相态的影响。建立了考虑毛管力的凝析气相态计算模型,利用SPE 21428的流体组成研究了毛管力对凝析气露点及反凝析进程的影响。研究认为,毛管力和界面张力决定毛管力对凝析气相态影响的强弱,当孔隙半径达到10-8m数量级时,毛管力对凝析气露点及反凝析进程的影响十分显著。     

Application of ultrasonic irradiation for well deliverability improvement in gas-condensate reservoirs

In gas condensate reservoirs the process of condensation around the wellbore, when the pressure falls below the dewpoint, creates a condensate bank that can drastically reduce well productivity, requiring additional expensive wells to maintain the production level. Conventional remedial methods relying on removing the condensate bank are not generally long lasting, requiring repeated treatment.In this paper we present results of a study on the feasibility of using ultrasonic energy to alleviate the above problem by reducing the flow resistance in this region. Ultrasonic excitation of gas condensate systems was visually examined using high-pressure glass capillary tubes and micromodels with realistic pore patterns, simulating pores of a reservoir rock.Capillary tube experiments demonstrated that ultrasound radiation caused the gas-condensate interface to oscillate. In addition to destabilising the static equilibrium position of the interface, this oscillation also causes local mixing effects at the interface, lowering the effective liquid/gas interfacial tension. Results of our flow experiments in high-pressure glass micromodels showed that a significant amount of condensate was mobilised and recovered as a result of the application of ultrasound energy. We also show theoretically, that the radiation pressure caused by ultrasound waves exerts a net force on a fluid/fluid interface placed along the line of propagation of the wave. This force is a function of the phase difference between the applied acoustic field and the oscillation of the interface with the force being maximum at the resonance frequency.