具有蜡沉积的凝析气藏气液固微尺度变相渗流动力学模型研究

在深层高压凝析气藏衰竭式开发过程中,当压力低于析蜡点和露点压力时,蜡和凝析油会在井筒附近聚集,堵塞凝析气的渗流通道,降低凝析气相有效渗透率;当压力低于析蜡点压力时,蜡的析出会堵塞孔隙喉道,使流动阻力增大而损耗能量、降低产能。从实验和微观动力学理论角度研究了凝析气藏衰竭式开发时的反凝析过程中气液固的流动特征。通过高温高压条件仿真微观可视化模型模拟地层凝析气液固流动来直接观测凝析油、蜡流动特征。阐述了蜡沉积运移规律和凝析油气固变化特征和输运规律。揭示了凝析油充填孔隙角隅和孔道(小孔隙充满连续流动、大孔道为溪状流)、凝析液为贴壁流和溪流的规律和凝析气液固渗流过程中蜡沉积吸附在多孔介质表面、蜡沉积随气相悬浮流动和推移流动、蜡沉积在凝析液中随凝析液流动的规律。建立了变相微尺度动力学模型方程。     

凝析气液变相态微观渗流机理研究

在深层高压凝析气藏衰竭开发过程中,当压力低于露点压力时,反凝析油会在井筒附近聚集,堵塞凝析气的渗流通道,降低凝析气相对效渗透率;当压力低于析蜡点压力时,蜡的析出会堵塞孔隙喉道使流动阻力增大损耗能量,降低产能。从实验和渗流理论上对凝析气藏衰竭开发时反凝析过程中气液固的渗流机理进行了研究,通过高温高压条件仿真微观可视化模型模拟了地层凝析气液固流动,直接观测了凝析油气流动特征,研究了凝析油气运移机理和流动方式,揭示了凝析油充填孔隙角隅和孔道、小孔隙充满连续流动、大孔道为溪状流以及凝析液为贴壁流和溪流的规律。     

蜡沉积对凝析气田开发动态和生产的影响

由于蜡的沉积和运移使凝析气-液流动更加复杂化，而相变特性会导致储层内油气饱和度的变化，蜡沉积在多孔介质表面引起孔隙性质改变，气、液、固在储集层中的微观空间分布会影响凝析气的流动特征。在蜡沉积变相态渗流实验和凝析气液渗流理论的研究基础上，引入气液固PVT相态模型、蜡沉积数学模型和考虑蜡沉积对渗透率的影响模型等，建立了相应的多孔介质中气液固变相态多相流-固耦合渗流数学模型，揭示了凝析气液固复杂流动规律和对生产开发动态的影响。     

凝析气藏微观渗流实验研究

认清近井地带凝析油形成、分布及流动规律，可以为凝析气藏的开采提供重要的理论依据。文章给出了一种通过微观渗流实验研究近井地带凝析油分布及流动规律的实验方法，用具有与真实储层相似的孔隙结构微观仿真玻璃模型模拟地层孔隙介质，并在高温高压条件下观测凝析气液在模型中分布与流动规律。微观实验研究结果表明，凝析油容易聚集在小孔道、喉道、部分死孔隙以及孔壁表面，并逐渐演化形成段塞，而大孔道中凝析油不容易聚集。凝析油主要有携带、贴壁爬行、段塞流等3种流动方式。     

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。     

塔里木油田博孜区块深层凝析气结蜡现象的实验研究

塔里木油田博孜区块属于典型致密砂岩凝析气藏,存在较为严重的蜡堵问题。因此需要对博孜区块井流物进行气藏条件下的相态与析蜡规律的实验研究,获得凝析气相态包络线相图,为凝析气井防蜡工艺提供理论支撑。文章通过可视化PVT测试仪和自主研发可视化显微固相沉积测定仪,在测试凝析气相态包络线的同时可直观观察凝析气随温度、压力变化时"气-液-固"三相相变形态,具有模拟气藏条件下可视化的优点。结果表明,含蜡凝析气的相态特征极为复杂,在不同温度、压力条件下,有气相、气-液两相、气-固两相、气-液-固三相等多相态变化。博孜104井凝析气中主要结蜡成分C_(16)～C_(30)之间,以片状粗晶蜡为主,摩尔含量为0.111%,而地面凝析油析蜡点为15. 4℃,最大瞬时析蜡量0.2 258%,累积析蜡量9.49%。露点以上的气相析蜡形成的固相物质不受凝析油影响,以长型片状粗蜡晶为主;露点以下产生的固相析蜡受凝析油溶剂影响,析蜡与凝析油互溶形成透明胶状、玻璃块状物质,对凝析油具有较强束缚作用,降低凝析油流动性。     

考虑石蜡沉积的凝析气藏数值模拟

中国发现的大部分凝析气藏都处于深埋藏、低孔低渗储层,流体在该类储层条件下的流动往往不符合达西渗流,加上凝析气在开采时复杂的相变特征以及石蜡等有机固相的沉积,使得凝析气藏在地下的渗流动态尤为复杂.在黑油模型的基础上,考虑石蜡沉积和非达西渗流效应,建立了凝析气藏气-液-固三相渗流数学模型并进行了数值求解,编写了一套上机应用程序.根据柯克亚凝析气藏的实际数据计算,结果表明凝析气和石蜡的析出会造成近井地带的压力急剧降低,凝析油的饱和度呈"三区"分布特征,启动压力梯度越大,稳产时间越短.     

凝析气藏气液固三相数值模拟

凝析气藏不同于一般的溶解气藏,用一般的黑油模型计算会导致大量凝析油滞留地下,而用组分模型又过于繁琐。针对凝析气藏在开采时会析出凝析液的特点,考虑石蜡的沉积,推导了凝析气藏气液固三相渗流的数学模型。在黑油模型的基础上加入有机固相沉积的组分,对气液固三相渗流数学模型进行了求解并编写了上机程序。根据大港千米桥凝析气藏的实际数据计算,表明凝析气和石蜡的析出会造成近井地带的压力急剧降低,凝析油的分布呈"三区"分布特征。该研究对于掌握凝析气在地下的渗流动态具有重要意义。     

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。     

凝析油-气不稳态渗流问题及其压降曲线

根据凝析气相态特征,采用凝析气田的原始相态资料,研究了凝析气在相态转换过程中储层内气体中可凝缩液体的体积分数、质量分数与气藏压力的关系及具体计算方法,建立了凝析油-气在多孔介质中的渗流方程.在考虑到井筒内存在凝析油-气相态重分布的情况下,建立了凝析气在复杂气藏内油-气两相不稳态渗流问题的新模型,求出了3种典型气藏外边界条件下的凝析油-气两相拟压力分布解析解,并绘出了井底压降曲线,给出了应用实例.     

确定凝析气井合理产能的新方法

在凝析气藏开发过程中，随着地层压力下降，反凝析油会在井底周围聚集，形成反凝析油污染，伤害地层渗透率。凝析气井合理产能是保障高效开发凝析气藏的重要参数。基于凝析油气体系在恒温条件下的反凝析渗流理论，考虑“地层——井筒——井口——地面定点”连续流动，研究了凝析气井在不同配产条件、不同生产时间下凝析油饱和度分布特征和多项渗流特征的计算分析方法。在综合分析凝析气井各种约束条件的基础上，建立了考虑凝析油污染条件下凝析气井动态优化配产理论与方法。大港油田某凝析气藏实例计算表明，采用考虑凝析油污染条件下凝析气井动态优化配产理论与方法确定出的凝析气井合理产量与实际气井产能基本一致，说明该方法具有可靠性和实用性。图3参7     

高压含蜡凝析气析蜡点实验测试方法及应用

针对高压含蜡凝析气在气相状态下析蜡点测试准确率低的问题,在优选黏温曲线法、差示扫描量热法、偏光显微镜法的基础上,研制了一套基于偏光显微镜法的高压可视化流体相变观测装置,对不同压力下含蜡凝析气井流物与含气油的析蜡点规律进行实验研究。结果表明:偏光显微镜法测得的析蜡点较黏温曲线法与差示扫描量热法更准确;新研制的高压可视化流体相变观测装置可准确测试含蜡凝析气井流物与含气油的析蜡点;含蜡凝析气井流物的析蜡点随压力增加,先降低再升高,经过露点后又降低,且析蜡线将井流物析蜡相图分为单一气相、气-液两相、气-固两相以及气-液-固三相4个部分;含气油的析蜡点随压力增加先降低,当压力增加至饱和压力后析蜡点开始呈线性上升趋势。该研究结果为高压含蜡凝析气析蜡点准确测试提供了新方法。     

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。     

凝析气井无阻流量影响因素分析

在凝析气藏开发中，单井的绝对无阻流量与合理产能是比较重要的参数，它直接影响到气井开发的可行性及整个气田的开发规模。本文针对凝析气藏开发中经常存在的反凝析的现象，首先从理论上对影响凝析气井的产能因素进行了分析，然后利用气藏工程方法和单井数值模拟方法进行了系统的研究，确定了影响凝析气井产能的主要因素，提出凝析气井产能求取的可行性方法。     

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.     

现代试井分析在牙哈凝析气田的应用

牙哈凝析气田是目前全国最大的采用高压循环注气开发的整装凝析气田。凝析气藏是一种特殊、复杂的气藏,在开采过程中凝析油气体系在地层中的渗流伴随着复杂的相变。与一般气藏相比,凝析气藏中具有许多影响凝析油气渗流的特殊因素,如地层和井简中的流体相变以及地层中油气两相渗流等。因此,凝析气井试井分析有显著的特殊性。围绕凝析气井试井分析的特殊表观现象,以相关基础理论为基础,以解决实际问题的应用研究为目标,在牙哈凝析气田成功地应用了较为完备的凝析气井试井分析技术体系。同时,利用近三年来的多种试井解释成果资料,对该凝析气田的储集层参数、边界识别、气井产能、反凝析的污染效应等进行了分析研究,正确认识了凝析气井及气藏的生产动.态,也为气田下一步开发政策的制定提供了科学依据。     

一种碳酸盐岩凝析气藏储量的计算方法

碳酸盐岩凝析气藏地层压力下降到露点压力以下时,凝析油在地层及井筒内析出,井口产气量、产油量与井底产气量、产油量之间存在差异,导致储量计算存在困难。通过经验公式拟合得到露点压力,当地层压力大于露点压力时,将井口产油折成气,按单相气求取凝析气储量,再通过气油比折算凝析油储量和干气储量;当地层压力小于露点压力时,地层出现多相流,分别计算干气储量和凝析油储量;实例对比分析表明,该方法的计算结果准确可靠。