凝析气藏循环注气三元开发机理与提高凝析油采收率新技术

塔里木盆地牙哈凝析气藏2000年开始采用循环注气开发技术提高凝析油采收率。但随着注气时间的延长,气油比受气窜的影响呈快速上升趋势。气藏历年的动态监测显示,注入的干气与地下凝析气并不能完全混相。室内多相流体PVT实验证实,干气与凝析气存在明显的界面,明确了驱替作用下干气和凝析气的非混相特征。基于瞬时平衡假设的相态和渗流理论无法准确描述其运动规律。熵增数学模型确定了不同储层物性特征对不同性质流体达到相平衡的影响;微元数学模型确定了重力作用对干气和凝析气渗流规律的显著作用;二维机理模型明确了3种作用力在注气井和采气井之间的作用范围。现场试验数据反映了气藏尺度的干气—凝析气运动规律,室内实验数据与数学模型分析反映了孔隙尺度和岩心尺度的开发机理,从而揭示了凝析气藏循环注气"扩散—驱替—重力分异"三元开发机理,明确了重力分异作用是影响循环注气效果的主要因素。基于循环注气三元开发机理,建立考虑扩散、重力分异与储层结构等多因素耦合的非平衡渗流数学模型,提高了循环注气开发过程中的流体分布预测精度,并建立了凝析气藏注气重力辅助立体驱替提高采收率新方法。该技术在塔里木盆地牙哈凝析气田得到了成功应用。     

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。     

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。     

注气吞吐解除近井地层反凝析的可行性

衰竭式开发凝析气藏,当井底流压低于露点压力之后,会发生反凝析油的析出,这将导致气井产能的急剧下降.近井带反凝析污染比地层中的反凝析污染早得多,严重得多.利用相平衡理论,通过实验研究、模型的建立及数值模拟,研究了大涝坝凝析气藏单位注气吞吐解除反凝析污染的可行性,给出了凝析气藏衰竭开发的一种技术思路.     

缝洞型碳酸盐岩凝析气藏提高采收率关键技术

中国海相碳酸盐岩资源丰富,主要以缝洞型碳酸盐岩油气藏为主,占天然气探明储量的2/3以上。其中塔里木盆地缝洞型碳酸盐岩凝析气藏埋深达4 500～7 000 m,储层非均质性极强、储集渗流介质复杂多样、流体性质复杂、气藏静态描述工作难度非常大,为储量评价、开发方案设计及开发动态分析带来了诸多挑战。为此,为了进一步提高该类型油气藏的采收率,以动态补静态,采用静态与动态紧密结合的方式提高气藏描述精度,并在多年的动静态研究和开发实践基础上,创新形成了缝洞型碳酸盐岩凝析气藏提高采收率关键技术。研究结果表明：(1)基于地震反演信息、以三维数值试井为核心的沙漠强衰减区高精度缝洞体动静迭代动态描述技术;(2)缝洞型凝析气藏一井多靶点立体开发提高储量动用技术;(3)缝洞型凝析气藏气举降压提高采收率技术。结论认为,形成的技术体系较好解决了缝洞体精细描述、提高储量动用、降低废弃压力等开发方面的关键难题,实现了对断裂带及羽状破碎带储层的精细描述与开发关键指标的准确预测,有效井及高效井的部署成功率比规模建产初期提高了26%,为缝洞型碳酸盐岩凝析气藏的科学有效开发提供了有力的技术支撑和经验借鉴。     

缝洞碳酸盐岩凝析气藏注水替凝析油实验

缝洞型碳酸盐岩油气藏是一种复杂、特殊类型的油气藏,其储层以缝洞和裂缝-孔洞为主,具有双孔隙网络特征及较强的非均质性,渗流规律复杂,实现该类油气藏的高效开发是诸多石油工作者关心并一直致力于研究的问题.借鉴在缝洞型碳酸盐油藏中应用效果较好的“注水替油”方法,建立了缝洞型碳酸盐岩凝析气藏“多级压力注水替凝析油”方法,并以高含凝析油的TZ86井为例,采用露头碳酸盐岩经过人工造缝造洞技术制成全直径缝洞型岩心,在原始地层条件(140.6℃,58 MPa)下进行了多级注水替凝析油物理模拟实验,结果表明采用多级注水替凝析油方式开发缝洞型碳酸盐岩凝析气藏可取得较好效果.     

桥口气藏凝析油采收率研究

采用实际凝析气体系分别在PVT筒和实际岩心中进行了衰竭实验。研究结果表明,PVT筒比岩心中衰竭实验凝析油采收率低得多。为了探讨造成凝析油采收率差别的原因,首先测试了临界流动饱和度,继而做出了标准常规相渗曲线(氮气驱煤油)以及平衡油和平衡气在高温高压下相渗曲线。利用两种相渗曲线及GEM油藏模拟软件分别对实验结果进行了预测。结果表明,采用常规相渗曲线所预测的凝析油采收率与PVT中凝析油采收率相近,采用平衡油气相渗曲线所预测的凝析油采收率与用岩心衰竭实验测试的凝析油采收率相近,这表明平衡相渗曲线能够较好地反映实际岩心条件下油气的渗流状况。     

带油环凝析气藏注气吞吐采出流体特征

凝析气藏注气吞吐可提高采收率,但凝析气藏注气吞吐实验一般多研究注气量、注气速度及采收率的变化,而缺乏对注气后采出流体组分变化规律的研究.在建立带油环凝析气藏多次注气吞吐室内物理模拟评价方法的基础上,开展了带油环凝析气藏衰竭式开采后注气吞吐开采实验.结果表明:凝析气注气吞吐开采过程中,随注气吞吐次数增多,产出流体N2+C...     

构造倾角对凝析气藏注气效果的影响

构造倾角是影响注气开发效果的关键因素。不同构造倾角的凝析气藏具有不同油气水渗流规律和开采特点,开发策略和措施不同。以大涝坝2号构造凝析气藏流体相态数据为基础,利用数值模拟方法,对比不同构造倾角对注气开采效果的影响,探究凝析气藏凝析油采收率的变化规律。建议在凝析气藏开发过程中,在构造高部位多布注入井,在构造低部位多布生产井,将更有利于提高凝析气藏循环注气的总体开发效果。     

丰深1 低渗透凝析气藏反凝析污染特征及解除措施实验

丰深1 低渗透凝析气藏具有低渗透、易出砂、特高含凝析油等复杂地质和相态特征,开发过程中反凝析污染不可避免,明确反凝析污染特征和建立污染解除措施十分重要。为此,开展了反凝析污染特征及解除措施实验。结果表明：当最大反凝析压力为19 MPa 时,长岩心气相有效渗透率降幅为90%以上,压裂能提高长岩心气相有效渗透率,但反凝析污染程度尚未明显改善。对于单一注入介质,注CO₂ 解除反凝析污染效果明显优于注甲醇和伴生气;甲醇与CO₂ 等比例混合介质解除反凝析污染效果好于单一注入介质,是最优注入介质。对于注入时机,在19 MPa 时注CO₂ 后裂缝长岩心渗透率恢复程度最高达61.18%,进一步衰竭至废弃压力时凝析油最终采收率可达36.2%,较5 MPa 时提高4.9%,较衰竭过程提高7.8%,是相对最优注入时机。     

凝析气藏开发中后期反凝析治理技术

在衰竭开发的凝析气藏中,当井底流压低于露点压力时,储层凝析油会析出并且逐渐聚集在近井地带。凝析油的聚集一方面使得凝析气渗透率和气井产能急剧下降,另一方面使得近井地带产生反凝析污染,从而严重影响气藏的最终采收率,故解除近井地带反凝析污染对提高凝析气藏采收率尤为重要。治理反凝析污染的通常做法是注气混相抽提,通过开发实践,探索出大排量、高强度注气驱油解反凝析、单井注气吞吐突破近井地带反凝析油墙解反凝析、酸化改善近井地带储层渗流能力解反凝析等3种技术,既简单经济,又大大提升了解反凝析效果。     

低渗富含凝析油凝析气藏气井干气吞吐效果评价

为了研究低渗富含凝析油凝析气藏开发中后期干气吞吐效果,在相态拟合基础上选择实际开展过单井吞吐的气井(柯克亚凝析气田西四二—西五一区块K233井、K416井)建立单井模型,开展注气历史拟合并对单井储量进行校正,然后在停喷井底压力基础上研究单井吞吐的效果,并对吞吐方式进行优化。研究表明,注气速度、焖井时间、焖井结束后的采气速度对油气采收率影响不大;封闭气井模拟预测表明,随注入气量增加,凝析油采出程度增幅较小,天然气采出程度增幅几乎不变,注气目的主要是解堵,气井压力不会上升很多。现场开展了3次单井吞吐试验,其试验效果与理论计算结果较为一致:单井注气吞吐可以实现反凝析污染气井解堵,大幅度地提高天然气采出程度,降低气藏废弃压力,但对提高凝析油采收率贡献不大。表5参12     

注干气吞吐提高凝析气井产能研究

注气吞吐是解除凝析气井单井反凝析油堵塞问题的有效方法之一。利用组分模拟器,以一口凝析气井的流体和地质参数为基础,建立了单井径向数值模拟模型。研究了凝析气井衰竭式生产过程中,反凝析油饱和度和气相相对渗透率的变化规律;同时研究了注干气吞吐后反凝析油饱和度和气相相对渗透率沿径向的变化规律,对比了注气吞吐前后归一化的采气指数变化。结果表明,井底流压低于露点压力后在近井带5m范围形成反凝析油带,导致气井产能急剧下降;注气吞吐能有效降低近井带反凝析油饱和度,从而解除堵塞提高气井产能;注气量越多,吞吐效果越好,但存在一个最优的注气量,实例的最优注入量为200×104m3,超过该注入量后气相相对渗透率增加幅度降低。     

提高凝析气藏采收率的新思路

我国目前的凝析气藏多属凝析油含量中偏低的饱和凝析气藏,且多采用衰竭方式开发,采收率低,有的已处于开发中、后期,如何提高凝析气井产量和气藏凝析油采收率已成为关键问题。在借鉴俄罗斯开发凝析气藏经验的基础上,着重介绍了４种提高凝析气藏采收率的开发方式：开发中后期低于最大反凝析压力下循环注干气;注N₂开发水淹气藏;防水、治水与利用地层能量相结合的水驱气藏开发方式;注水提高凝析气藏采收率。上述方法对于提高我国凝析气藏采收率具有指导与借鉴作用。     

塔河油田缝洞型凝析气藏注水保压技术研究

塔河油田D区奥陶系凝析气藏是其主力气藏。其D2井区近年来产量递减迅速,如何提高该类气藏的采收率是区块持续高效开发亟待解决的难题。根据气藏储集体特征及开采特性,分析了注水保压机理、选井依据、先期注水与后期注水的适用范围及最佳时机,利用物质平衡法分析注水量与压力恢复、储量动用的关系以确定合理注水量,提出了较完整的注水保压技术,通过现场实践表明注水保压可有效提高碳酸盐岩缝洞型凝析气藏天然气采收率。     

碳酸盐岩缝洞型油藏氮气驱提高采收率的影响因素

碳酸盐岩缝洞型油藏在开发过程中地层能量衰竭明显,氮气驱可以有效地补充地层能量,并增强采出能力;但只有合适的注入速度、注入时机和注入方式等才能使氮气驱达到最好的驱替效果。利用地质构造和生产动态资料建立缝洞型油藏的二维可视化地层仿真剖面模型,在室内底水能量不足时,进行了氮气驱注入速度、注入时机和注入方式等因素对采收率的影响程度研究,结果表明,氮气驱注入速度对波及范围和气窜控制有较大的影响,过大过小都会使最终采收率偏低;氮气驱注入时机的早晚影响水驱效果,进而影响采收率,注入时机过早水驱效果差,注入时机过晚气驱效果差;连续氮气驱、氮气—水交替、氮气—活性水交替等注入方式可以将采收率从20%分别提高到47.09%,60.08%和61.45%。     

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。     

大涝坝凝析气藏注气开发相态机理研究

大涝坝凝析气田是位于塔里木盆地的深层、高温高压、高含蜡、高含凝析油的凝析气藏,采用衰竭式开发,气藏反凝析现象严重,大量凝析油滞留地层中。根据注入外输气与地层反凝析油之间的相态变化特征研究表明注入外输气与反凝析油在多次接触过程中通过溶解-抽提作用进行相间传质,使油气体系组成、性质发生明显变化;注气可使地层中反凝析油蒸发,同时有效改善凝析油的流动性质,使膨胀系数增加、凝析油粘度和密度下降、气液相界面张力显著降低,有利于提高凝析油的采收率。     

吐哈油田注气提高采收率采油工艺技术研究

针对葡北油田高压水气交替注入工艺实施中出现的问题和温五区块利用老井实现水、气交替注入的要求，对温米油田温五区块注气采油工艺技术进行研究和配套。主要包括注气能力分析及压力等级设计、泣气管柱设计、选型和注气井改造工艺技术。     

板桥废弃凝析气藏注水提高采收率研究

除对极少数凝析气藏采用循环注气方式开采以外,我国对绝大多数凝析气藏均采用衰竭式开采。衰竭式开采采出程度低,大部分资源损失在地下;若不改变这种开采方式就无法再采出剩余的资源。从室内实验和现场试验两个方面进行了凝析气藏注水开采研究。室内实验表明,注水可以提高凝析油采收率3.39％,可提高天然气采收率10.11％。采用油田污水现场回注于废弃气藏证实:截止2003年4月,板桥凝析气藏在累计注水127.06×10~4m~3后新增采油量6 638t、采气量5020×10~4m~3。实践表明:油田污水回注于废弃气藏是老油田挖潜和提高经济效益的一条新途径,并在拓宽凝析气藏的开发方式和提高凝析气藏开发水平方面有理论意义、在增加凝析气藏的油气可采储量和寻求油气藏接替资源方面有现实意义。