凝析气藏临界流动饱和度研究综述

在凝析气藏的开发过程中,随着地层压力的不断下降,在地层中会凝析出凝析油,形成气、液两相.只有当凝析油饱和度达到临界流动饱和度后,凝析油才开始流动.所以凝析油临界流动饱和度是反映凝析油流动能力的重要参数,它对凝析油的采收率、气井的产能和稳产期均存在重大影响.因此,凝析油临界流动饱和度一直是国内外研究的热点问题.从实验和理论方面综述了凝析气藏临界流动饱和度的确定方法,并综合分析了临界流动饱和度的影响因素.准确确定凝析油临界流动饱和度对凝析气藏的高效开发具有重要的指导意义.     

低渗凝析气藏凝析油临界流动饱和度实验研究

凝析油临界流动饱和度是近年研究的热点问题，但目前国内外还没有采用真实岩样和流体研究低渗凝析气藏凝析油临界流动饱和度的成果报道。文章介绍了采用超声波测试技术研究低渗凝析气藏凝析油临界流动饱和度的方法，选取Q75井的真实岩样和流体，通过长岩心衰竭实验测试了凝析油临界流动饱和度。将测试结果与国内外其它中高渗凝析气藏的凝析油临界流动饱和度进行了对比研究，分析了低渗凝析气藏凝析油饱和度较低的原因。研究结果表明：①超声波测试技术对研究深层高温高压低渗凝析气藏的凝析油临界流动饱和度具有较好的适应性；②桥口低渗凝析气藏的凝析油临界流动饱和度要比国内外其它中高渗凝析气藏的低得多；③较高的束缚水饱和度是导致低渗凝析气藏凝析油临界流动饱和度较低的主要原因，而高温高压低渗凝析气藏更低的油气界面张力也是重要的影响因素。此外，实验所用岩心的长度对凝析油临界流动饱和度的大小也会产生一定的影响。     

凝析油临界流动饱和度确定新方法

凝析油临界流动饱和度是反映凝析油流动能力的重要参数,它对凝析油的采收率、气井的产能和稳产期均存在重大的影响,因此凝析油临界流动饱和度一直是国内外研究的热点问题。建立了利用长岩心驱替装置和色谱仪确定凝析油临界流动饱和度的方法,运用该方法对某实际凝析气藏真实岩心和C₁~C₅混合物流体进行了两组实验,测定的临界流动饱和度分别为3.04%和4.66%。凝析油的流动特征分析结果表明,凝析油的临界流动饱和度很低。两组实验的对比结果表明,多孔介质会导致流体露点压力升高,束缚水和增大压差都有利于凝析油的流动。最后,通过数值模拟研究验证了凝析油的临界流动,饱和度较低。     

反凝析油临界流动饱和度的长岩心实验测定方法

目前，反凝析油临界流动饱和度（S_oc）大小存在争论。文章建立了利用HYCAL长岩心驱替实验设备测试和计算反凝析油临界流动饱和度的方法。实验采用两个回压阀控制长岩心前后压力，动态建立凝析气藏反凝析时的凝析油饱和度，岩心出口使用毛细管观察反凝析油的临界流动；利用基于状态方程、考虑相间传质的物质平衡方法计算反凝析油临界流动饱和度大小。应用该方法对某实例凝析气藏真实岩心和地层流体进行了两组长岩心实验，计算结果显示S_oc为8.19%和9.7%，这进一步验证了反凝析油临界流动饱和度可以很低的事实。综合文章和部分文献的S_oc结果分析认为：水湿且含较高束缚水饱和度时凝析油的临界流动饱和度可能很低；束缚水饱和度、润湿性、储层孔隙大小及其分布会影响S_oc的大小，这也是S_oc大小存在争议的原因。     

束缚水和衰竭速度对凝析油临界流动饱和度的影响

近年来国内外对凝析油临界流动饱和度进行了大量的研究,研究方法和手段的差异造成研究结果存在很大的差异,甚至相反。利用自行建立的超声波测试系统进行了5次凝析油临界流动饱和度测试,包括两组考虑束缚水影响的对比实验和一组考虑衰竭速度影响的对比实验。实验结果显示,凝析油临界流动饱和度比较低,大约在百分之十左右;高的衰竭速度测得的凝析油临界流动饱和度比低衰竭速度低,这表明高的衰竭速度有利于地层凝析油的流动;束缚水的存在降低了凝析油临界流动饱和度。     

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凝析油临界流动饱和度是指凝析油能流动的最小饱和度,即凝析油气相渗曲线的端点,长期以来,由于技术条件的限制,均采用模拟油和模拟气对其进行测试,真实凝析油临界流动饱和度是目前国外研究的热点问题,对此,不同的学者以不同体系考虑不同束缚水大小,得到的结果不同,有的甚至结果相反,笔者首次建立了超声波测试高温高压岩心流条件下凝析油临界流动和度的直接测试方法,在人造岩心中测试了两个真实多组分凝析气定容衰竭临界流动饱和度,根据两个凝析气样品在人造岩心中的测试结果得出凝析油的临界流动饱和度分别为15％和18％,为超声波在室内岩心流动实验测试中的应用开辟了新途径。     

多孔介质中束缚水对凝析油饱和度的影响

为了更好地开发含水凝析气藏，必须研究在凝析气藏开发过程中束缚水对凝析油饱和度的影响，为此建立了超声波测试高温高压岩心中凝析油饱和度的直接测试和软件模拟方法。对于同样一块岩心在相同压力条件下，采用相同的凝析气样品来进行衰竭实验，多孔介质中凝析油饱和度随束缚水增加而降低；得到衰竭至大气压时残余油饱和度也随束缚水的增加而变小，且两者呈很好的线性关系。理论及实验表明，束缚水对凝析气藏开发的影响不可忽视。     

深层低渗变形介质凝析气藏流体相态研究

以中原油田的深层低渗变形介质凝析气藏为研究对象,采用实验测试和理论研究相结合的方法,研究了气态地层水、界面效应和储层变形作用综合影响下气藏流体的真实相态特征.研究结果表明,气态地层水、界面效应和储层变形作用将导致深层低渗凝析气藏中流体露点压力升高,反凝析过程提前,反凝析油饱和度增加,反凝析污染加重.研究结果对合理编制气田开发方案,提高气田开发水平具有指导意义.     

含水饱和度和衰竭速度对凝析气藏油气采收率的影响

通过建立不同的衰竭速度和初始含水饱和度,设计了7组凝析气在多孔介质中的衰竭实验、相态分析实验和超声波露点检测实验,研究了油气采收率、气油比、凝析油临界流动饱和度和临界流动压力的变化规律。结果表明：随着衰竭速度增大,油气采收率下降但幅度不大,而凝析油临界流动饱和度增加,临界流动压力降低。当初始含水饱和度低于岩心束缚水饱和度时,随着初始含水饱和度增加,凝析油采收率明显增大,天然气采收率基本不变;反之,随着初始含水饱和度增加,天然气采收率增加,凝析油采收率下降但幅度不大。对于底水能量较大的凝析气藏,采气速度不宜过高,可在有效保持地层压力的前提下,在水区及时采取堵水排水措施。     

凝析气藏反凝析伤害研究

凝析气藏的反凝析污染对凝析气井生产与提高气藏采收率等产生严重影响，因此研究解除凝析气藏近井地层反凝析地层伤害，对改进提高凝析气井产能的技术方法具有重要意义。在研究大量国内外文献的基础上，详细阐述了反凝析伤害机理与各种影响反凝析伤害的因素，对各种解除凝析气藏近井地层反凝析伤害的方法进行了对比研究，并以雅克拉气田YK2井为例采用数值模拟对单井注气吞吐解除凝析气井近并地层反凝析伤害的效果进行了分析评价。     

大涝坝凝析气藏循环注气量预测

大涝坝凝析气田属于深层高温高压、高含蜡、高含凝析油的边水凝析气藏。衰竭式开发过程中,受反凝析和水侵的双重影响,产能快速下降,为提高采收率,开展循环注气开发。由于大涝坝气藏属于开发中后期开展循环注气,为确保循环注气采收率及经济效益,通过模拟方法,针对大涝坝水驱凝析气藏,开展注气后凝析油含量变化与累产油、气关系曲线的研究,确定在2029年凝析油的含量降为100 g/m³,此时累计注气量为24.65×10⁸ m³,可采地质储量在经济条件下达到最优,从而保证循环注气开发效果。     

高含蜡凝析气井石蜡沉积实验研究

国内外研究学者在石蜡沉积研究中对石蜡沉积机理及沉积模型模拟预测等方面进行了大量研究。为了研究某高含蜡气井的析蜡条件及预防措施,针对高含蜡凝析气井的脱气油,进行了石蜡沉积实验研究,发现在模拟研究井筒中油气多次接触过程中,脱气油的析蜡点和溶蜡点以及石蜡的沉积量随着接触次数的增加呈现先下降后上升的趋势。沉积点的测定研究能判断井筒是否结蜡,沉积量的测定研究能够预测井筒析蜡状况,以保证气井正常生产。研究表明该井在地层中不会出现石蜡沉积,同时,井口的温度应不低于42℃,井筒中也不会出现石蜡沉积。     

迪那2气藏凝析水结垢规律实验研究

针对目前国内外对凝析水结垢规律认识不清的问题,采用自研的高温高压凝析水结垢量测试实验装置,通过正交实验方法,测试了高温高压条件下凝析水发生结垢反应前后成垢离子含量变化,研究了地层条件下凝析水离子变化规律以及CO2对凝析水结垢的影响.实验结果表明:凝析水的蒸发导致凝析水中离子含量总体上升,随温度升高,非成垢离子含量升高,...     

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.     

纳米颗粒改善凝析气藏反凝析伤害实验

改变凝析气井近井储层润湿性是减少凝析油堵塞的有效方法。在人工合成聚噻吩包裹的Fe ₃ O₄纳米颗粒（Fe ₃ O₄-PT）基础上,采用共沉淀方法对Fe ₃ O₄-PT纳米颗粒的晶体结构、表面官能团、表面形态和粒径尺寸进行表征。通过开展静态润湿接触角测定实验、静态渗吸实验、单相渗流和两相渗流实验,研究纳米颗粒处理前后岩石的润湿性变化、水油渗吸和单相渗流变化以及气油两相相对渗透率曲线的变化特征,综合评价Fe ₃ O₄-PT纳米颗粒改善反凝析堵塞的可行性。实验结果表明,聚噻吩涂层不但不会改变Fe ₃ O₄纳米颗粒的原有结构,还会增强原有衍射峰强度,Fe ₃ O₄-PT 纳米颗粒平均粒径为17.2 nm。经过纳米流体处理后的岩石,润湿性由液体润湿变为气体润湿或中性润湿,水和凝析油在岩石表面的接触角随纳米颗粒质量分数的增加先增加后降低,随温度的升高而增加,但受压力影响很小,随盐水浓度的增加而减小。水和凝析油渗吸量的降幅分别达69.2%和64.3%。单相水驱或油驱过程中最大压差降幅分别为28.9%和46.7%,两相渗流中,气油两相共渗区变宽,等渗点向左上方偏移,束缚水饱和度和剩余油饱和度减小,两相相对渗透率大幅增加。Fe ₃ O₄-PT纳米颗粒能够降低水油渗吸效率、减小水油渗流阻力,增加凝析油流动性,提高气/油产量,有效改善反凝析伤害。     

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。     

凝析气液复杂渗流数学模型

为真实反映凝析气藏相变过程中流体的流动情况，需要考虑气、液相变作用及流-固热耦合对凝析气藏渗流规律的影响。引入相变产生的毛管力、界面阻力及非达西因子，建立表征凝析气藏多相高速流动相变特征的渗流方程，同时考虑气化潜热及流-固热耦合，推导出流-固热耦合能量方程，结合凝析气藏相变特征的传输方程，对速度场、温度场进行量化计算，从而合理描述流体渗流的特性和过程。利用该模型进行凝析气井复杂渗流规律研究，结果认为：凝析气相变对凝析气渗流的影响显著；流体与岩石颗粒温度在相变区都是先升后降，最终低于气藏原始温度，但岩石颗粒温度变化有滞后趋势；模型考虑界面张力、毛管力时预测的凝析气产能低，凝析油产能高。     

凝析天然气两相流不分离测量技术

由于组成和流态的复杂性,凝析天然气测量属于多相流测量范畴中的特例,准确测量各相流量的大小具有较大难度,现有测量技术无法满足凝析天然气测量对测量范围、测量精度和实时性的需求。为此,开发了一种基于内锥与文丘里组合的新型双节流多级差压凝析天然气测量技术,该技术考虑了内锥边壁收缩与文丘里中心收缩的特性,将两者上下游串联,形成双差压测量信息,通过虚高模型差异性,满足了较高的测量精度。实验室性能验证和工业现场性能验证结果表明,该技术的气相测量误差在±2%以内,液相测量误差在±10%以内,测量精度指标达到甚至超过了国外同类产品的技术水平。