多孔介质中油气体系相平衡规律研究

油气体系和储层多孔介质是一个相互作用的系统，当地层压力低于饱和压力时，储层中同时存在气、液、固（指岩石）三相，在多孔介质中，由于孔隙半径小，因而毛细管压力应予以考虑，在建立了考虑毛细管压力的相平衡计算模型之后，针对二个凝析气藏，一个黑油油藏和一个挥发油藏，分别对其油气体系的毛细管压力，饱和压力和恒组成膨胀过程中液相含量进行了相态模拟模拟计算，总结出毛细管压力对油气体系相平衡的影响规律。     

考虑临界流动饱和度凝析气体系的吸附模型

在凝析气藏的开发过程中,流体处于地下多孔介质中,由于多孔介质孔隙壁面的影响,毛细凝聚现象必然存在,从而不可避免地会对反凝析过程产生影响,从而影响整个凝析气体系的相态特征.在考虑凝析油临界流动饱和度的基础上,改进了凝析气在多孔介质中的气液混合吸附模型,在以往的吸附模型中加入临界流动饱和度对吸附的影响这一条件,使得新的吸附模型更具有真实性,能更好的模拟多孔介质中凝析气体系的相态问题,并且对一个真实凝析气藏的相态作了计算.采用新建立的模型计算多孔介质中反凝析饱和度比不考虑多孔介质吸附时要大,气相摩尔分数减小,液相摩尔分数增加.     

考虑吸附作用的各向异性煤体有效应力

基于Carroll的各向异性孔隙介质有效应力公式,引入吸附气体相的影响,推导了考虑界面吸附作用的各向异性介质有效应力表达式;根据界面热力学的基本理论,在考察固相、气相、界面吸附相及系统能量方程基础上,分析了固相应力与孔隙压力及表面势的关系,推导了吸附作用影响下固相体积压缩系数的表达式;依据羊渠河矿煤样的试验数据,计算了不同气体压力条件下的固相体积压缩系数,计算结果表明:吸附作用使得固相压缩变形和煤体有效应力减小,在孔隙压力较低时吸附作用效应更加显著.     

毛细管数效应对碳酸盐岩凝析气井产能的影响

反凝析现象对地层污染严重,而毛细管数效应则弱化了凝析油的堵塞作用.随着国内塔中I号碳酸盐岩凝析气田投入开发,迫切需要开展相关研究,从而指导气田的开发.介绍了毛细管数效应的定义及其对相对渗透率曲线的影响,通过建立双重介质单井径向模型,研究了毛细管数效应在不同流体性质、地层渗透率、地层压力降落速度情况下对产能的影响.结果表明,毛细管数效应使气井产能明显得到了改善.当地层压力高于露点压力时,毛细管数效应对产能没有影响;地层压力低于露点压力以后,毛细管数效应的影响最为明显,之后对产能的影响逐渐变小.基本规律为初始生产气油比越大、地层压力降落速度越快、岩块系统和裂缝系统渗透率越低,毛细管数效应对产能的影响越大.     

凝析气藏气-液-液体系相态特征模拟研究

针对凝析气藏中凝析气-反凝析油-地层水之间的相态变化极其复杂,常规相平衡计算只考虑了凝析气与反凝析油之间相态变化的问题,开展了流体组成中考虑气态凝析水组分的流体PVT实验.模拟计算了过饱和水凝析气体系的CCE和CVD实验过程,研究认为:过饱和水的存在会对体系的CCE和CVD过程造成明显的相态影响.对多相流体复杂相平衡研究具有重要意义.     

凝析气藏油气水三相PVT相态特征测试及分析

常规凝析油气体系PVT相态测试方法忽略了气态凝析水对凝析油气体系相态的影响,而国内外凝析气藏开发实践表明,气态凝析水对凝析油气体系相态特征的影响不应被忽略.为了更有效地指导凝析气藏的开发,必须建立考虑气态凝析水的凝析油气体系PVT相态测试和计算方法.探索设计了富含气态凝析水的凝析油气体系PVT相态测试方法,并与常规凝析油-气两相平衡体系的PVT测试结果进行了对比,分析了考虑气态水组分的存在对凝析油气体系相态的影响.     

多孔介质对凝析气藏露点的影响机理研究

分析了多孔介质中的各种界面现象以及它们之间的相互关系,并分析了多孔介质影响凝析气藏露点的机理.认为,多孔介质对凝析气藏露点的影响体现在毛细凝聚和气体吸附的共同作用,由气藏流体的组成、状态及储集层的孔隙结构特征决定:多孔介质中的毛细凝聚和气体吸附均使得露点压力升高;富含凝析油的凝析气藏受吸附作用的影响较强,露点值升高的幅度相对较大;储层孔隙半径r越小,毛细凝聚作用的影响越强,露点值升高的幅度越大,当孔隙半径r＜5×10-6cm时,毛细凝聚现象对露点的影响已不能忽略;对于低渗气藏,吸附态气体在总气量中所占的比重相对较大,吸附产生的影响相应也会增强;地露压差越大,吸附作用的影响越强;相同体系储层温度越高,由吸附和毛细凝聚引起的露点变化越小.     

Young-Laplace方程推导的新方法及应用

Young-Laplace方程成熟的推导方法是从物理化学的基本概念和热力学基本原理出发，根据热力学基本方程和化学位的定义，得到存在界面相时的热力学平衡判据和名的Young-Laplace方程。从整个物质体系的界面能和位能计算出发，根据热力学平衡条件下整体物质体系的总能量应该达到最小，同样可以得到名的Young-Laplace方程。最后给出了考虑毛细管压力的相平衡模型及应用实例。     

储层多孔介质表面凝析气体混合物的吸附研究

凝析气藏流体处于地下多孔介质中，由于多孔介质具有巨大的比面积，不可避免地合发生吸附现象，从而对气藏储量计算、相态模拟计算以及油气井产能计算等气藏工程问题产生影响。为此；根据气-固吸附的基本理论，在分析研究储层条件下段析气藏流体在储层多孔介质表面的吸附机理的基础上，建立了段析气混合物在储层多孔介质表面吸附的数学模型，并通过实例计算分析了凝析气混合物在储层多孔介质表面的吸附量及吸附相的组成。结果表明，段析气体混合物在储层孔隙介质中的吸附量随温度的升高而减少，随压力的升高而增大；同时在同一孔隙介质中，当温度压力相同时，重组分含量相对较高的凝析气体系，其吸附量相应较大。最后得出结论，凝析气体混合物在储层多孔介质表面的吸附量的数量级为10^—2mol／kg，在实际工程应用中不可低估。     

低渗多孔介质中凝析气衰竭实验研究

凝析气藏凝析气衰竭测试通常在PVT筒中进行,没有考虑多孔介质的影响,而实际储层中流体相态的变化却是在多孔介质中发生的.通过长岩芯实验研究了凝析油气体系在多孔介质中的衰竭动态,并与PVT筒中的衰竭进行了对比.研究发现:长岩芯中富含凝析油型的凝析气衰竭动态与PVT筒的测试结果存在一定差异,不同衰竭速度所得各级压力下平均气油比不同,速度越大,平均气油比越大,凝析油采收率越低;长岩芯中凝析油采收率高于PVT筒中采收率,天然气采收率则相差不大.因此,应尽可能采用岩芯衰竭实验研究凝析气藏衰竭开发反凝析动态特征.     

单井控制饱和凝析气藏衰竭开发动态预测

根据地下烃组分和水组分摩尔数守恒,按达西定律,考虑重力、毛管力以及界面张力的影响,也考虑地层岩石和地层水的微可压缩性以及储层岩石各向异性和非均质性;利用平衡常数理论划分拟组分,结合拟组分相平衡计算原理,建立了一个多组分三相二维单井渗流数学模型.采用IMPES方法对所建立的数学模型进行差分得相应的数值模型;采用牛顿迭代法将非线性方程线性化,再用线松弛法和直接解法对差分方程组进行求解.用FORTRAN语言编制计算程序.将研究结果用于单井控制饱和凝析气藏模拟计算,着重评价了采气速度对饱和型凝析气藏稳产年限和采出程度等开发动态的影响,从而为单井控制饱和凝析气藏开发方案优选,气井合理生产制度调整提供了依据.     

考虑吸附影响的凝析气井压力降落试井分析

凝析气井的试井解释，基本上仍沿用干气井的单相拟压力方法，或在解释中根本就没有考虑多孔介质对凝析油、气的吸附影响。大量实验与理论研究表明，多孔介质吸附对凝析油、气的渗流具有较大的影响，在考虑吸附影响的凝析气井渗流微分方程的基础上，建立了不稳定试井解释数学模型，将多孔介质吸附影响直接纳入了模型之中。提出了多种外边界条件下的压力降落试井分析方法。实例分析表明，与不考虑多孔介质吸附影响的情况相比，因多孔介质吸附的影响，试井解释有效渗透率将降低，表皮系数增大，气井有效泄流半径与单井控制储量亦将降低。对于重烃含量较高和孔隙度较低的凝析气藏，多孔介质吸附的影响将更加明显。研究表明，多孔介质界面现象对凝析气井的渗流特征与试井解释的影响不应忽视．     

低渗凝析气井反凝析、反渗吸伤害及解除方法

凝析气藏衰竭开采过程中，受相态变化影响，在近井带地层将形成反凝析液堆栈和井筒积液。井筒积液在井筒回压、岩石润湿性及微孔隙毛管压力作用下将产生反渗吸水锁效应，造成地层渗流通道的堵塞，从而引起气井产能下降，特别是对低渗凝析气井影响更大。在分析了反凝析、反渗吸地层伤害机理和国内外现有降低和解除反凝析、反渗吸堵塞技术方法的基础上，针对低渗凝析气藏，建议采用一种有效的解除凝析气藏近井地层反凝析、反渗吸堵塞．提高气井产能的技术方法：即在注气吞吐之前注入一个甲醇(乙醇、表面活性剂)溶液前置段塞来有效地解除反凝析特别是反渗吸水锁效应所产生的地层伤害和堵塞。     

凝析油气相渗函数分析评价

实验证明低界面张力的凝析油气体系相对渗透率受界面张力、速度、粘滞力的影响 ,它与饱和度的关系不能只进行界面张力校正。目前国外提出的改进相渗函数方法很多 ,总结了现有的函数 ,对它们进行结构分析并评价了两大类方法各自的优缺点。用阻尼非线性最小二乘拟合法结合实验数据 ,对诸方法进行了总体拟合效果评价和预测效果评价 ,推荐出目前最好的方法。指出函数存在的问题和解决问题的方向     

3D numerical simulation of boreholes for gas drainage based on the pore–fracture dual media

A gas migration controlling equation was formulated based on the characteristics of the dual pore–fracture media of coal mass and in consideration of the matrix exchange between pores and fractures.A model of permeability dynamic evolution was established by analyzing the variation in effective stress during gas drainage and the action mechanism of the effect of coal matrix desorption on porosity and fracture in the coal body.A coupling model can then be obtained to characterize gas compressibility and coal deformability under the gas–solid coupling of loading coal.In addition,a 3D model of boreholes was established and solved for gas drainage based on the relevant physical parameters of real mines.The comparison and analysis results for the law of gas migration and the evolution of coal body permeability around the boreholes before and after gas extraction between the dual media and the single-seepage field models can provide a theoretical basis for further research on the action mechanism of gas drainage.     

变形介质气藏渗流理论研究的发展及研究意义

变形介质气藏的开采过程是流固藕合渗流过程。常规气藏渗流理论由于没有考虑气藏开采过程中岩石骨架的变形，因此不能准确分析气藏中流体的运动状态。变形介质气藏渗流力学理论正为了解决这一问题而发展形成的。早期主要以研究储层岩石的孔隙度、渗透率与压力之间的关系为主要目的，引入有效应力概念后，建立了线弹性变形下的渗流模型，后又发展到考虑非线弹性变形和塑性变形下流固耦合渗流力学模型，到目前为止，已开始综合考虑渗流、应力和温度场三者之间的关系，并建立了相关的耦合模型。我国变形介质渗流力学理论的研究起步较晚，是在国外理论研究的基础上发展起来的，20世纪90年代以来，随着油气田开发理论的发展，许多国内学者开始对变形介质渗流力学理论进行了深入的研究，并取得了一些研究成果，对我国现阶段主要气藏的开发具有重要的指导作用。     

裂缝性凝析气藏循环注气开采效果分析

对于裂缝性凝析气藏来说，由于压力下降至露点时析出凝析油，相态发生变化，加之驱动力、毛管压力、重力综合作用易发生渗吸、扩散现象，使得其渗流特征十分复杂，循环注气保压开采也会发生反常现象。通过裂缝性凝析气藏实例分析，研究了回注比、注气时机和注气年限对裂缝性凝析气藏循环注气开采效果的影响；并分析了注气阶段存在反常现象的原因。结果表明：在注气阶段，回注比越大，注气越早，注气年限越长，凝析油采出程度越低；但当注气结束一段时间后，呈现随回注比增加凝析油采出程度变大的趋势，相当长一段时间后回注比越大，注气越早，注气年限越长，疑析油采收率越高，明显优于衰竭式开发效果。     

基于TOUGH2和FLAC3D的流固弱耦合程序开发及验证

传统、新型岩土工程问题诸如压缩空气含水层储能、充气截排水技术、二氧化碳地质封存、油气地下储备工程等均涉及气水两相流与应力耦合.针对这一工程实际,根据非饱和土气水两相渗流-应力弱耦合理论,开发了基于TOUGH2与FLAC3D的气水两相渗流-应力耦合计算搭接程序.该计算程序能够较为真实地模拟气水两相渗流问题,能够探讨流动过程中气水的相互作用及其对过程的影响.程序考虑了气水两相渗流与土体骨架变形直接的相互作用,反映了这一过程中孔隙度、渗透率、毛管压力和土体物理力学参数的变化,实现了更为完善的气水两相渗流与应力弱耦合分析.通过与经典的排水试验和模型试验对比,验证了该程序可以较为准确地模拟气水两相流-应力之间的相互作用.