简单分子三元混合物汽液平衡的分子模拟计算

采用Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ分子模拟及Ｇｉｂｂｓ系统方法计算了用于天然气工业的两个三元体系（Ｎ２－ＣＯ－ＣＨ４、２２０Ｋ、６ＭＰａ和ＣＨ４－Ｃ２Ｈ６－ＣＯ２、２３３Ｋ、４ＭＰａ）的汽液平衡。乙烷当作两个ＣＨ３基因组成的线性分子，其它组分均当作异向同性的球形分子。获得了两相平衡组成、共存相密度、构型位能和压缩因子。分子模拟的结果与文献中的实验数据能很好地吻合。     

分区物质平衡法在边水气藏动态预测与优化布井中的应用

为了克服传统物质平衡法及数值模拟法研究气藏动态过程中存在的缺陷，将气藏分区物质平衡法推广应用到边水气藏被划分成任意区块的情形，该方法考虑了气藏的区域非均质性，所需资料水平与拥有资料相一致。基于分区物质平衡法研制出的MMBS软件可快速获得最优区块布井方案，有利于发挥高产区块的产能，减少低产井。计算实例说明，区块问的补给量占单井产量的比例相当大，必须充分认识和利用区块问的补给流动。     

煤层气静态与流动物质平衡法研究及应用

煤储层产水气规律不同于常规含水气藏,含气量变化受Langmuir压力及解吸速度的影响,给储层评价带来了难度。通过文献调研发现物质平衡方法在常规油气藏中应用较为广泛,而在非常规储层应用研究较少。在前人的研究基础上根据煤储层流体产出规律,划分煤层气典型生产阶段并建立对应产量预测模型;推导建立静态与流动物质平衡模型,考虑煤储层吸附解吸特征的影响,利用井底流压、累积产量等生产数据确定单井控制储量和储层渗透率。研究结果表明:煤储层孔隙割理自生水量有限,初期高,中后期减弱;煤层物性在生产过程中呈现先下降后上升的特征,受到应力敏感和基质收缩效应的双重影响;静态与流动物质平衡方法均可计算单井动态控制储量,但流动物质平衡方法避免了关井测压对储层产能恢复的伤害,且可得到储层动态渗透率。静态与流动物质平衡方法相比,计算结果较为相近,可为控制储量计算及物性评价提供依据。     

煤在热演化过程中结构变化的核磁共振波谱

对塔里木盆地库车坳陷侏罗系阳霞组煤中的可溶有机质采用不同的抽提方法得到干酪根,并对干酪根在不同热模拟温度下的结构组成变化特征进行测定,得到核磁共振的相关数据。研究结果表明,干酪根的结构主要由三部分组成：脂族结构、芳香结构和含氧官能团。随热演化进行,脂族结构和含氧官能团不断脱落,芳香结构不断发生缩合。通过对三个系列的比较,可以得出不同的抽提方法,导致了初始状态烃类含量的不同,进而参数的变化趋势也有所不同。在热模拟过程中,随温度升高,脂族结构不断发生脱落,含氧集团因活化能较低而发生断裂,分解脱氧生成CO2和H2O,而芳核本身的性质与数量并无太大变化。     

页岩凝析气藏物质平衡方程及储量计算方法

页岩气藏的特点是无机基质孔隙、有机基质孔隙、天然裂缝孔隙、水力裂缝孔隙和吸附相孔隙并存。实验室和数学研究表明页岩气藏可以由五种孔隙度模型和干酪根溶解气储集机制来描述。基于Orozco和Aguilera方程,考虑页岩吸附气量和溶解气量随地层压力的变化以及两者对游离气储集空间的影响,建立页岩凝析气藏物质平衡方程。以Orozco和Aguilera文中的页岩凝析气藏为例,首先进行储量回归得到基质和裂缝游离气储量,再计算吸附气和溶解气储量以及总储量,然后根据各个储量所占比例计算一系列G_(pt)值(总的累计产气量),作p/Z_2(压力/两相气体偏差因子)和G_(pt)的关系曲线,与生产历史数据拟合较好。与Orozco和Aguilera的结果相比,总储量相差3%,各个储量所占比例也不尽相同。     

裂缝气藏物质平衡方程

在均质气藏物质平衡方程的推导过程中，假设之一是气藏的储层物性和流体物性是均匀分布的，对于基质和裂缝具有相似的储集能力的裂缝气藏，这个假设不再成立，由于裂缝的压缩性比基质要高，裂缝和基质的孔隙度值随压力的变化不相同，裂缝和基质中的束缚水饱和度也不相同，所以在裂缝气藏的物质平衡方程的建立过程中，必须考虑双孔隙系统，分别考虑裂缝和基质的储层物性和流体物性。据此推导了一种新的裂缝性气藏物质平衡方程，实例计算表明，采用该方程可有效计算气田储量，方法简单易行。     

广义物质平衡计算在凝析气藏开采动态预测中的应用

从经济的角度考虑，对小型凝析气藏衰竭式开采动态的预测往往不必或不值得进行数值模拟研究。常规物质平衡（黑油）计算方法只局限于黑油和干气藏，挥发油气藏和凝析气藏在内的所有油气藏，中将一个小型凝析气藏衰竭式开采动态的数值模拟结果与广义物质平衡计算结果进行了对比。结果表明，Walsh方法简便，应用更广泛，可用于规模较小，不适合进行数值模拟研究的凝析气藏的现场开发优化。     

新型页岩气藏物质平衡方程

页岩气主要以吸附气的形式吸附在基质微孔隙表面,以游离气的形式存在于基质孔隙和裂缝孔隙中,不考虑基质、裂缝双重孔隙介质的页岩气藏物质平衡方程不能准确地计算储量。文中从质量守恒的角度建立了同时考虑吸附相密度、吸附相视孔隙度、吸附气解吸对固相变形的影响,以及基质和裂缝孔隙体积随压力变化的新型物质平衡方程。通过实例计算可知:游离气主要存在于裂缝孔隙中,吸附气储量占据总储量的52.15%,基质中游离气储量、裂缝中游离气储量、基质中吸附气的储量的计算结果与基质孔隙度、裂缝压缩系数和吸附相密度密切相关。因此,在进行储量计算时需要考虑基质和裂缝双重孔隙介质,并应加强对基质孔隙度、裂缝压缩系数和吸附相密度的研究,以获取更加准确的参数。     

广义物质平衡计算在凝析气藏开采动态预测中的应用

从经济的角度考虑 ,对小型凝析气藏衰竭式开采动态的预测往往不必或不值得进行数值模拟研究。常规物质平衡 (黑油 )计算方法只局限于黑油和干气藏 ,应用于凝析气藏则存在很大的误差。Walsh提出的广义物质平衡计算方法 ,可用于包括黑油、干气藏、挥发油气藏和凝析气藏在内的所有油气藏。文中将一个小型凝析气藏衰竭式开采动态的数值模拟结果与广义物质平衡计算结果进行了对比 ,结果表明 ,Walsh方法简便、应用更广泛 ,可用于规模较小、不适合进行数值模拟研究的凝析气藏的现场开发优化。     

利用物质平衡法分析小层注水量

北部湾海域油田注水井笼统注水居多,且复杂断块油田纵向多层,层间干扰作用较强。为精确掌握油田注水井对各个层位的注水情况,对物质平衡方程式作了深入研究。该文利用物质平衡方法劈分小层注水量,有效提高了注水井不同层位注水量的劈分精度。该方法动静结合,具有阶段性,解决了传统方法劈分误差较大的问题,为开展注水受效性分析、注水调配和潜力分析提供重要基础。     

考虑封闭气的水驱气藏物质平衡方程

针对现有水侵模型均为理论推导所得,假设条件多,实际应用效果不理想的现状,通过对定容封闭气藏衰竭开采及水驱气藏定量开采的物理模拟试验,研究了气藏开发过程中的物质平衡和水侵规律。定容封闭气藏衰竭开采模拟试验表明,压力与累计产气量呈线性关系,与理论公式完全吻合,可见模拟试验系统能够模拟实际气藏的开发。水驱气藏模拟试验结果代入物质平衡方程,计算等式两端的结果有所差别,且随着水侵量的增加,这种差别越来越显著,原因在于水驱气藏物质平衡方程未能考虑水体侵入对气藏形成圈闭产生封闭气所带来的影响。通过分析试验数据,在原有水驱气藏物质平衡方程中添加一修正项(即考虑水体侵入产生封闭气的影响),再次代入试验数据,物质平衡方程等式两边比较吻合,可见添加修正项后的物质平衡方程可以有效描述水体侵入对气藏产生封闭气的程度,对水驱气藏水侵量计算和开发动态预测有重要的意义,使物质平衡方程进一步得到完善。      

考虑水侵的异常高压气藏流动物质平衡

异常高压气藏开发早期难以及时评价水侵量大小,会导致对气藏水体能量认识滞后和开发技术对策不清等一系列问题。文中通过对气井产水后产能方程修正,并与异常高压气藏产能方程和物质平衡方程联合求解,建立了考虑水侵的异常高压气藏流动物质平衡理论,且将气井生产划分为未水侵阶段、水侵早期以及产水阶段,绘制流动物质平衡法水侵诊断图,提出通过拟合未水侵阶段的水侵动态诊断点,对水侵早期以及产水阶段的水侵量进行定量评价,使得压力测试资料短缺不再成为水侵量计算的瓶颈。该方法已在国内安岳气田磨溪区块龙王庙组气藏进行了应用,应用结果符合气藏地质特征和生产动态认识,验证了其可靠性。     

物质平衡法分区计算定容气藏动储量和压力

定容气藏的动态储量和地层压力获取方法尽管很多。但要在油田紧张的生产情况下准确计算却并不容易，尤其在测试地层压力时要求全区整体关井，并达到一定的时间，测试点尽量多的情况下。利用物质平衡法分区计算了定容气藏动态储量，并结合弹性二相法联立计算了不关井条件下的地层压力。现场数据说明，按照压力系统和非均质性分区计算动态储量比全区整体计算更接近真实的结果，误差更小；用物质平衡方法计算不关井条件下的地层压力，误差较小，比较实用。     

基于流压速率的水驱油藏物质平衡方法

应用常规物质平衡方法进行石油地质储量计算需要可靠的平均地层压力资料,而实际注水开发的多井油藏中,要获得可靠油藏平均地层压力非常困难.将物质平衡方程与拟稳态理论相结合,建立了一套基于流压速率确定水驱油藏石油地质储量的物质平衡方法,解决了考虑产水和注水油藏的基于流压速率的物质平衡计算问题.将该方法应用于塔河油田2区313缝洞单元,计算得到研究区的石油地质储量为530.64×104t,与递减法推算出的石油地质储量比较,它更接近塔河油田的真实情况.     

有限水侵页岩气藏物质平衡方程及储量计算

页岩气主要以吸附状态和游离状态两种形式赋存于发育大量微裂缝的页岩中,仅少量以溶解状态存在。为此,分别考虑基质和裂缝系统的流体性质、储层性质并全面考虑天然气膨胀、裂缝和基质收缩、流体膨胀、水侵、吸附气解吸以及吸附相体积变化等各种驱动形式的影响,建立了有限水侵页岩气藏物质平衡方程。实例计算表明,该方程可有效计算页岩气藏储量,驱动形式的忽略会导致储量计算结果不准确,忽略吸附相体积变化所得储量结果偏小;忽略基质孔隙以及水的膨胀性会使基质系统游离气储量偏小,裂缝系统游离气储量偏大,总储量偏小。     

流动物质平衡法计算低渗透气藏单井动态储量

气井动态储量的确定是单井合理配产和开发方案制订的重要依据,但对低渗透气藏,由于地层的低渗透性及强非均质性特征,很难准确计算出气井的动态储量。针对此问题,结合低渗透气藏单井的动态生产数据,统计分析了大量气井生产指示曲线,将其划分为3种类型,即标准型、波动型、分段型,并描述了不同类型气井生产指示曲线的表现特征及形成的原因,最终提出了正确利用流动物质平衡法计算气井动态储量的方法。实例分析表明,利用流动物质平衡法计算低渗透气藏单井动态储量所需数据量少,计算结果合理、可信,可为低渗透气藏单井动态储量的确定起到一定的指导作用。     

修正岩石压缩系数的页岩气藏物质平衡方程及储量计算

由于页岩气藏孔隙度变化与常规气藏孔隙度变化不一样,受有效应力和基质收缩的耦合作用,前者使孔隙度减小,后者使孔隙度增加,因此建立页岩气藏物质平衡方程时必须考虑二者的综合作用。从物质平衡原理出发,运用Bangham固体变形理论、Langmuir等温吸附模型,推导出了修正岩石压缩系数的页岩气藏物质平衡方程,并对方程线性化,得到只含有原始游离气和原始吸附气的直线方程。代入实际生产数据,求得关于线性方程的数据点,并对数据点线性拟合,其拟合方程的斜率是原始游离气的含量,截距是原始吸附气的含量,两者相加求得页岩气藏的原始地质储量。实例分析表明,考虑基质收缩效应,使得页岩压缩系数前期不断减小,后期趋于稳定;由于压缩系数的改变,使得页岩气藏储层孔隙度的变化比常规气藏缓慢;通过对页岩气藏岩石压缩系数的修正以及实际生产数据点的线性拟合,求得页岩气藏中吸附气的含量增加,游离气的含量减少,页岩气藏总地质储量增大,且与实际储量更加接近。     

弹性驱低渗透油气藏的分区物质平衡方法

研究表明,流体在低渗透介质中的渗流需要启动压力梯度,即只有当流体的驱动压力大于低渗透介质的门槛压力,流体才能流动。这种渗流特性致使低渗透油气藏中与井底距离不同的地方,其地层压力降往往差异较大,因而不能近似地认为地层的各处压力降相同。然而在传统物质平衡方法应用过程中,却将地层压力降处理成同一个值。针对上述问题,提出了分区物质平衡方法用于确定低渗透油气藏的弹性驱采收率。介绍了该方法的基本原理、具体实现过程和矿场应用实例。该方法的计算结果更符合低渗透油气藏的实际情况。