统一函数关系的凝析气井流入动态模型

凝析气井流入动态曲线反映了凝析气藏向生产井供液的能力,研究凝析气藏的流入动态曲线,可以更好地进行生产参数优化设计,提高凝析气藏的最终采收率。针对不同井底流压下凝析气藏三区渗流的特点,推导建立了统一函数关系的凝析气井流入动态数学模型,并编制了相关的计算程序,进行了实例计算和流入动态曲线特性分析。研究结果表明,不同井底流压下的凝析气井流入动态曲线方程是一个以地层原始压力、露点压力、临界流动压力为端点的连续性函数,在充分考虑相关影响因素后,所推导建立的数学模型更接近实际情况。     

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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。     

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文章在对气液两相渗流理论调研的基础上，考虑了凝析气藏反凝析和产水的三相流特点，从达西渗流定律入手，根据物质守恒原理，引入气、油、水多相流拟压力，建立了三相流产能方程，给出了无阻流量计算公式，详细描述了根据产能试井数据建立产能方程的步骤。文章提出的方法既适用于地层压力低于露点压力的反凝析气井两相流，也适用于产水凝析气井的三相流，目前气水或油气两相流产能方程只是新方程的特例。对某凝析气藏实际产能试井数据进行了分析计算，表明由于出水凝析气井不仅要克服凝析油的渗流阻力，还要克服水相渗流阻力，多相流产能远远低于单相流，对产水量较大的凝析气井而言，在流动压力大大低于露点压力时，不能采用单相流产能方程配产。实例中的多相流产能曲线表明：在同一井底流压下，随气水比的增加，气体产量将减少；在相同气产量下，随着水气比的增加，生产压差将增大。     

凝析气藏近井地层油气产状及渗流特征

提出了孔隙介质条件下凝析油气相态特征预测的相平衡模拟方法。将该方法应用于牙哈等凝析气藏的露点、反凝析油饱和度等相态特征研究,取得了令人满意的结果。将孔隙介质条件下凝析油气体系相平衡计算方法引入凝析油气渗流理论,得到了考虑吸附和毛管凝聚作用影响的凝析油气体系物化渗流模型,给出了考虑界面现象影响的凝析气井产能方程及描述凝析气藏近井地层反凝析油饱和度分布规律、气相相对渗透率分布规律、压降漏斗分布规律的数学模型。通过牙哈凝析气藏气井产能、反凝析油饱和度分布规律以及气相相对渗透率分布规律的预测计算,表明多孔介质界面现象的作用会加剧地层反凝析现象,产生附加的反凝析动态地层伤害,引起凝析气井气相相对渗透率和产能降低。     

产水凝析气井流入动态研究

长期生产实践发现，单相气体产能方程不能适用于油、气、水三相渗流的研究。因此，在气液两相渗流理论研究的基础上，根据凝析气藏相态特征，考虑凝析气藏反凝析和气井生产过程中产层出水时形成的三相流的特点，引入油、气、水三相拟压力函数，建立了产水凝析气井流入动态方程。该方法考虑了地层中流体相态变化和凝析液流动对气井产能的影响，而不是将凝析油产量折算成气量，该计算方法可以使结果更客观、准确、合理。     

凝析气井流入动态预测方法

根据天然气和反凝析液在地层中的渗流特征, 结合凝析油气体系相态理论及闪蒸计算方法, 考虑流体相态和组分变化, 引入稳态理论计算的两相拟压力函数, 建立了凝析气井油、气两相均服从达西渗流的产能方程和气相服从非达西渗流、油相服从达西渗流的产能方程以及油、气两相均服从非达西渗流的产能方程。通过实例得到: ①考虑相态变化的产能方程所得的流入动态曲线在井底压力为露点压力处均有一拐点, 符合凝析气井的特点; ②凝析气井流入动态预测应采用气服从非达西渗流、油服从达西渗流的产能方程。     

致密凝析气井多相流不稳定产量预测方法

考虑凝析气藏相态变化、储集层中油气两相线性渗流和边界控制流,提出了致密凝析气井全路径油相饱和度与压力关系的预测方法,建立了致密凝析气井多相流不稳定产量预测模型。研究表明：凝析油饱和度和压力关系曲线是计算拟压力的关键,在生产初期或离井底较远地层压力较高区域,可利用实际生产井前期的生产动态数据,采用物质平衡模型进行计算;生产后期或离井底较近地层压力较低区域,可采用等组分膨胀实验数据进行计算;生产中期或地层压力位于中间水平时,则可根据前两段计算所得数据插值求得,形成完整的全路径油相饱和度和压力关系曲线。经模拟对比与矿场实例的验证,新方法具有较好的可靠性和实用性,可用于致密凝析气井生产中、晚期产量预测和单井可采储量的评估。     

确定凝析气藏相态特征和气井产量预测的方法

根据凝析气藏相态特征,建立了一种确定凝析气藏储层凝析油分布规律和预测凝析气井合理产量的方法。首先根据凝析气渗流特点建立并详细地推导了不稳定渗流方程,运用凝析油气两相拟压力函数,推导出三种典型边界,即无限大外边界,有界封闭边界和有界定压边界的压力分布公式;建立了压力与拟压力间的相互关系和气井生产时储层内凝析油分布规律。利用凝析气藏等温衰竭过程中凝析油含量与随压力变化的数据确定出开采过程中储层内凝析油含量的分布特征。考虑到所绘制的凝析气井流人动态曲线——IPR曲线的可靠性,采用气井稳定测试资料来确定其中的重要参数;按气井IPR曲线及储层凝析油含量分布状况优选得出气井合理产量,通过实例Y井结合文中提出的理论与方法,系统提供了确定凝析气井IPR曲线与合理产量的方法。     

高含水致密凝析气藏特殊相态变化

高含水致密凝析气藏具有储层低孔、致密、含水饱和度高的特征,在其开发过程中,当压力降低至露点压力以下,流体会发生复杂的相态变化,析出凝析油,形成油、气、水三相渗流,导致渗流阻力进一步增大。与常规凝析气藏相比,高含水致密凝析气藏开发过程中相态变化具有特殊性:(1)储层含水饱和度较高,水相会影响流体的相态变化;(2)由于储层致密、流体复杂,井底附近渗流阻力较大,压降漏斗陡峭,流体相态表现出强非平衡相态变化特征,这与常规凝析气藏平衡相变特征存在明显差异。基于室内PVT筒实验、长岩心驱替实验及非平衡相态理论,系统研究了高含水致密凝析气藏的相态变化特殊规律。研究结果表明:(1)水相会降低凝析气藏的露点压力,增大反凝析油饱和度;(2)凝析气藏存在"凝析滞后"现象,非平衡相变效应可降低凝析油饱和度;(3)针对受地层水影响较小的气井可增大生产压差采出更多的凝析油。针对特殊相变特征,研究结果可以为高含水致密凝析气藏开发过程中制定合理的生产压差提供依据。     

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凝析气藏是最复杂、最特殊的一类油藏，生产过程中随着地层压力的下降会引起重烃相间传质、相态变化，使得研究与认识凝析气藏压裂井产能更加复杂化。文章假设储层内烃的流动为等温的达西渗流,且组成油气烃类的各个组分在渗流过程中相间传质及相态变化是在瞬间完成的；应用物质平衡原理和运动方程建立了总烃和第i组分烃的渗流方程，结合相平衡计算理论、初始条件和定压边界条件，提出了预测压裂后凝析气井生产动态的数学模型；分析了凝析气藏可能存在的不同渗流区域与相应的渗流特征，应用隐式压力显式饱和度（IMPES）方法分别进行有限差分数值计算，给出了压裂后凝析气井凝析液、天然气产量动态，不同时刻地层中的凝析液饱和度分布曲线。由于凝析气藏与常规油气藏的性质差异，其生产动态也明显不同，这为准确进行优化压裂设计提供了计算分析方法。     

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。     

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。     

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。     

气液两相状态下的凝析气井产能评价新方法

凝析气藏地层中产生油气两相渗流后,对气井的产能测试数据进行分析时,常出现二项式产能方程的系数B为负数的异常情况,难以有效评价气井的产能,进而影响对气井生产动态的准确预测。为此,基于拟单相渗流方程和油气两相渗流方程,在气井的流动达到拟稳定阶段后,建立了拟单相稳定点产能评价方法(以下简称为拟单相法)和气液两相稳定点产能评价方法(以下简称为气液两相法);采用塔里木盆地牙哈气田的基础参数,应用新建立的产能评价方法计算气井在生产气油比相同、地层压力在露点压力以上及以下时的无阻流量;针对牙哈、塔中Ⅰ号、千米桥潜山、迪那2等4个凝析气田,应用新建立的产能评价方法计算凝析气井在不同生产气油比情形下的无阻流量,并选取典型井进行对比分析。结果表明:(1)采用新建立的产能评价方法可以避免因地层中油气两相流的产生导致经典产能评价方法无法计算凝析气井无阻流量的情况;(2)当地层压力高于露点压力时,地层流体以单相流体为主,可以采用拟单相法;(3)当地层压力低于露点压力,地层中出现油气两相流动时,应采用气液两相法;(4)随着生产气油比增大,采用拟单相法和气液两相法计算的无阻流量的差异逐渐减小;(5)对于凝析油含量较高、生产气油比较低的凝析气井而言,采用气液两相法计算的无阻流量更加可靠。     

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     

低渗多孔介质低含凝析油型凝析气衰竭开发饱和度研究

常规PVT筒衰竭中没有考虑多孔介质和束缚水的影响，文章采用超声波测饱和度测试技术，对桥白低渗低含凝析油型凝析气藏在衰竭开采中凝析油饱和度变化进行测试。实验研究表明，在岩心中随压力降低凝析油饱和度增大,但凝析油饱和度未能达到临界流动值，而在PVT筒中衰竭, 露点压力以下凝析油饱和度值是先增加后降低；３块实验岩心中最大油饱和度均比PVT中最大油饱和度大；无束缚水岩心的凝析油饱和度比有束缚水岩心中的凝析油饱和度大得多；在衰竭开发中，多孔介质、束缚水对凝析油饱和度的影响不容忽视。     

丘东气田反凝析污染评价及解除方法研究

凝析气藏开发过程中,地层压力降低到露点压力以后,不可避免发生反凝析现象.凝析液在井筒附近产生附加表皮系数,增加地层中液相的饱和度,降低气相渗透率,造成反凝析污染,从而使气井产能下降,影响凝析油、天然气的采收率.定量评价近井地带反凝析污染对气井产能的影响,对消除近井地带反凝析污染的方法进行了探讨.针对吐哈低渗凝析气藏开发特点,现阶段采用水力压裂可以有效解除丘东气田反凝析伤害.