The solubility of gas components and its importance in gas-condensate reservoir development

The authors investigated the solubility of the gas components in the natural gas-condensate systems and its importance in gas-condensate reservoir development. Also, they discuss some fundamental aspects of preferable methods for recovering trapped retrograde condensate in the formation that is left after primary production. Based on the obtained results from the constant composition expansion test of seven different gas-condensate systems provided a greater understanding of the occurrences and interchanges between liquid and gas phases in the recombined reservoir fluids. The correlation between amount of the dissolved gas in the liquid phase, the volume of vaporized condensate in the gas phase and retrograde condensation pressure was investigated. Analysis of this data identified that increasing dissolved gas in the liquid phase, increases vaporized condensate even in the same thermobaric condition and decreases the retrograde condensation pressure of the gas-condensate systems. It was determined that the solubility of gas components in the fluid should be considered when projecting the gas-condensate reservoirs development. As, improving the solubility of gas components in the condensate decreases the system fog up and retrograde condensation pressures and improves stability of aerosol condition of gas-condensate fluid, it influences on the reservoir condensate bearing to be increased. Therefore, injected gas for gas cycling or revaporization of accumulated condensate from the core can be controlled for the purpose of increasing its solubility and condensate bearing capability.     

牙哈凝析气藏二次注气抑制反凝析机理及相态特征

为解决凝析气藏天然气回注率不足,地层压力低于露点压力而出现的反凝析损失等问题,以塔里木盆地牙哈凝析气藏反凝析损失监测井地层流体取样器(MDT)取样为基础,运用高温高压PVT相态实验测试和模拟技术,建立了牙哈凝析气藏二次循环注气抑制反凝析损失机理的相态特征研究方法,对提高牙哈凝析气藏凝析油采出程度的可行性和有效性做出了评价。通过目前地层压力下反凝析油和剩余凝析气体系的实验室再现,分别测定了其色谱组成、相态特征和p-丁相态图;分别针对反凝析油和地层剩余凝析气,开展了注气增溶膨胀实验、多次接触抽提实验和注气抽提实验,对地层剩余平衡凝析气还开展了加注干气传质扩散过程非平衡相态行为实验;分析了二次循环注气抑制反凝析损失、降低其反凝析油饱和度、使凝析油产生相态反转的相行为机理;给出了二次循环注气开发时应尽量使其注气压力高于露点压力的建议,当注入0.82 PV时,凝析油累积采出程度将提高13.55%。该研究成果为牙哈凝析气藏的增产提供了重要技术支撑。     

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。     

含水凝析气相态特征及非平衡压降过程产液特征

气态水的存在对凝析气藏相态特征的影响不容忽视,常规的相态测试过程无法模拟含水凝析气田开发过程中近井带的非平衡压降过程的实际产液特征。利用PVT筒开展了含气态水凝析油气体系相态特征实验,研究了气态水对凝析气相态特征的影响,并通过缩短凝析气体系定容衰竭过程的平衡时间,模拟含水凝析气田开发过程近井带的非平衡压降衰竭过程,对比分析了非平衡压降过程含水凝析气体系中凝析油、水的抽提蒸发效应。结果表明,气态水的存在引起了凝析油气体系中重质含量的增加,导致露点压力升高,反凝析提前,最大反凝析压力提高,反凝析液量增加。含水凝析油气体系在非平衡压降衰竭过程中,由于气液相体系未达平衡,导致液相滞后析出并随气相运动一起被采出,造成凝析油采出程度和产水量提高,且非平衡压降速度越大,凝析油采出程度越高。因此,凝析气田近井带的非平衡压降有利于凝析油的开采并缓解液锁的发生。     

丘东气田反凝析污染评价及解除方法研究

凝析气藏开发过程中,地层压力降低到露点压力以后,不可避免发生反凝析现象.凝析液在井筒附近产生附加表皮系数,增加地层中液相的饱和度,降低气相渗透率,造成反凝析污染,从而使气井产能下降,影响凝析油、天然气的采收率.定量评价近井地带反凝析污染对气井产能的影响,对消除近井地带反凝析污染的方法进行了探讨.针对吐哈低渗凝析气藏开发特点,现阶段采用水力压裂可以有效解除丘东气田反凝析伤害.     

超压凝析气藏的流体相态和物理性质

在国内发现的高温高压凝析气藏越来越多,所以须加强对这类气藏流体相态和物性的实验和理论研究.应用某气田地面油气样品,在实验室配制了高含蜡凝析气流体,研究了高含蜡凝析气在压力很高时的相态和物理参数.通过流体等质膨胀实验,确定了流体露点压力和相应的实验特性,给出了超高压下的压缩因子等数据.采用Dranchk等人的关系式计算了流体在超高压状态下的偏差因子.结果表明,计算值明显小于实验数值,误差大于10%,且随压力的增大误差也增大.地层流体含有大量的蜡组分,在流体压力大于露点压力时,流体的颜色为淡黄色.     

多孔介质中凝析气液相变实验新方法研究

现有多孔介质相变实验方法的实验压力、实验温度偏低,不能反映油藏条件下凝析气的相变特点。根据凝析气组分随压力变化的原理,设计出研究油藏条件下凝析气相变的高温高压实验流程：采用气相色谱分析仪分析凝析气在岩心中发生反凝析相变后的流体组成,同时与该凝忻气在PVT筒的相态特征进行对比．认识多孔介质对凝析气相变的影响。用该实验流程研究的结果表明：随着压力的降低,岩心中的烃类气体作等温衰竭,当压力降至上露点时．开始有凝析液析出,凝析油气体系进入两相区;反凝析过程中随着压力降低．液相中重烃组分含量增加、轻烃组分减少．气相中则是轻烃组分增加、重烃组分减少;当压力继续降低时,对应的衰竭压力低于多孔介质中凝析油气体系的露点,且已经进入油气两相区．流体组成发生明显变化,气相中轻烃组分增加,液相中重烃组分增加;但是在PVT筒中则还处于单相气区．采出气体的组成未发生燹化。与现有相变实验方法相比．新方法具有可靠性高、精度高的特点。图3表l参6     

甲醇-地层水-凝析气相态测试研究

在凝析气藏开采过程中，当地层压力降低到露点压力以下时，地层中将会发生反凝析现象，从而导致反凝析堵塞；如果有平衡共存水产出并形成井底积液,还可能产生反渗吸水锁效应进一步影响气井产能。目前国外有文献报道了注甲醇解除凝析气藏近井地层污染从而提高气井产能的方法，文章探索设计了甲醇-地层水-凝析气三相体系PVT相态测试方法，分析了考虑注入不同浓度甲醇对凝析油气体系相态的影响，从而为凝析气藏注甲醇提高气井产能提供翔实的PVT数据，更有效地指导了凝析气藏的开发。     

高含水致密凝析气藏特殊相态变化

高含水致密凝析气藏具有储层低孔、致密、含水饱和度高的特征,在其开发过程中,当压力降低至露点压力以下,流体会发生复杂的相态变化,析出凝析油,形成油、气、水三相渗流,导致渗流阻力进一步增大。与常规凝析气藏相比,高含水致密凝析气藏开发过程中相态变化具有特殊性:(1)储层含水饱和度较高,水相会影响流体的相态变化;(2)由于储层致密、流体复杂,井底附近渗流阻力较大,压降漏斗陡峭,流体相态表现出强非平衡相态变化特征,这与常规凝析气藏平衡相变特征存在明显差异。基于室内PVT筒实验、长岩心驱替实验及非平衡相态理论,系统研究了高含水致密凝析气藏的相态变化特殊规律。研究结果表明:(1)水相会降低凝析气藏的露点压力,增大反凝析油饱和度;(2)凝析气藏存在"凝析滞后"现象,非平衡相变效应可降低凝析油饱和度;(3)针对受地层水影响较小的气井可增大生产压差采出更多的凝析油。针对特殊相变特征,研究结果可以为高含水致密凝析气藏开发过程中制定合理的生产压差提供依据。     

缓解凝析气井反凝析污染的非平衡压降法

凝析气藏衰竭开采出现反凝析污染,如果衰竭速度控制不当,将严重影响气井生产。采用非平衡压降"雾状"反凝析控制技术可以缓解这种影响。该技术利用凝析油析出之初、其呈雾状的非稳态状态时,通过提高天然气流速使反凝析油即时形成即时采出,实现地层压力低于露点压力时反凝析油始终无法形成连续相,保持高的凝析油传输能力,并通过延长雾状流压力窗口实现反凝析污染的有效控制。首先通过Мирзажанзаде的非平衡压降理论结合非平衡定容衰竭相态实验,揭示了衰竭速度与"雾状"反凝析的内在规律;然后开展不同压降速度（1 MPa/h、2 MPa/h、3 MPa/h和4 MPa/h）下的长岩心反凝析伤害实验及衰竭开采实验,综合分析不同衰竭速度下的雾状流压力窗口和反凝析控制效果。结果表明,压降速度越大,反凝析出的"雾状"凝析油颜色越深,在凝析气中悬浮时间越长,随高速气流产出量越多;当压降速度为4 MPa/h时,雾状流压力窗口为10.5 MPa （46.5~36.0 MPa）,储层反凝析污染改善效果最好,凝析油采收率最高,但对天然气采收率影响不明显。因此,综合考虑气井出砂和气窜情况,适当增大衰竭速度,有利于缓解近井地带反凝析污染,提高凝析油采收率。     

变形介质中毛细管压力对凝析气藏相态的影响

低渗凝析气藏在开采过程中,随着地层压力的降低,储集层会发生变形,孔隙半径会随有效应力的增大而减小,毛细管压力效应会随孔隙半径的改变而发生变化.为研究毛细管压力对凝析气藏相态的影响,定量分析了储集层变形对平均孔隙半径的影响,建立了同时考虑储集层变形和毛细管压力影响的相平衡数学模型,模拟了一个凝析气藏露点和等组成膨胀过程的相态特征,研究结果表明,变形介质中毛细管压力对凝析油气相态特征的影响比无变形多孔介质中的影响更强,应当考虑变形介质中毛细管压力对液相压力、反凝析液饱和度、液相摩尔含量等产生的影响（对液相压力的影响尤为明显）.在相态特征分析和组成分析的基础上,剖析了毛细管压力对凝析油气相平衡过程的作用机理.     

超临界凝析气藏开发后期注CO_2提高采收率——以北部湾盆地福山凹陷莲4断块为例

莲4断块为北部湾盆地福山凹陷西北部受3条断层夹持的富含凝析油高饱和凝析气藏。为了探求该凝析气藏衰竭开发后期提高凝析油采收率技术,基于超临界流体相态行为和衰竭开采生产动态特征,综合运用超临界流体理论和多种动态储量、产量递减、生产井携液能力、剩余开发潜力分析等多种油藏工程动态分析方法,分析了莲4断块凝析油气衰竭开采储量动用程度以及剩余开发潜力。结果表明:(1)莲4断块开发初期地层凝析油气流体具有超临界流体的特征,地层压力低于露点压力就会产生明显的反凝析损失;(2)受反凝析效应和地层弹性能量释放快的影响,莲4断块衰竭开采储量动用程度偏低,80%的凝析油仍然滞留在地层中,剩余开发潜力大。基于莲4断块超临界凝析油气流体具有高密度特征,通过组分模型数值模拟优化设计,提出了采用顶部注CO_2边注边采恢复压力的注气开采方式,通过形成次生气顶同时达到重力稳定混相驱的二次开发技术来提高凝析油气藏的采收率。     

高温高压含水凝析气相态特征研究

通过独立设计的含水凝析气相态测试方法，研究了含水凝析气相态特征及气态水对凝析气体系相态特征的影响。在高温、高压地层条件下，凝析气中气态水含量随压力的降低急剧增大，当压力降至7.5 MPa时，气中的气态水含量高达539 m³／１０^４ｍ^３。气态水的存在使凝析气体系的露点压力降低了2.5 MPa。随着定容衰竭过程地层压力的降低，地层水以气态形式被蒸发而进入凝析气中的含量不断增加，由于水相的强极性，气态水不但使凝析气中重质烃更多地发生反凝析，也使凝析气中较轻烃类组分发生反凝析。虽然气态水的存在降低了凝析气体系的露点压力，但是一旦突破露点压力，气态水明显地增大了反凝析液量，加重了凝析油的损失。定容衰竭实验结果表明，富含气态水的凝析气样反凝析液量大于无水凝析气样，含气态水的凝析气中凝析液的采出程度低于不含水的情况，并随压力降低，两组样品的反凝析液量和凝析液采出程度的差别越来越大。     

牙哈5凝析气藏开发方式优化

凝析气藏作为一种特殊的油气藏类型,由于特殊的流体相态特征决定了其开发难度要比一般油气藏复杂得多,开发中不仅要考虑天然气的采出程度,而且还要兼顾凝析油的采出程度.牙哈5气藏为富含凝析油气藏,通过组分数值模拟对不同的开采方式进行对比,得出采用衰竭、注水和注气3种开采方式的开发效果.注水和注气是为了保持地层压力,防止凝析油在地层内大量析出,从而提高凝析油的采收率.对比研究表明,注水和注气开采牙哈5凝析气田要优于衰竭式开采.对注水和注气两种开采方式而言,由于牙哈5气田储层自身的特点,在提高凝析油采出程度方面注气开采方式又要优于注水开采方式.预测结果表明,采用大井距注气开发方式对于延缓气窜可以起到一定作用,从而有利于提高注气效率,增加凝析油采出程度.     

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凝析气藏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,以致影响凝析气藏的露点。为此,文章在分析毛细凝聚对凝析气藏露点影响机理的基础上,结合流体相平衡的基本理论,建立了考虑多孔介质毛细凝聚影响的凝析油气体系露点预测的相平衡计算数学模型,并结合实例计算分析研究了储层孔隙半径、润湿性等对露点的影响程度。结果表明,亲油岩石毛细凝聚使露点上升,憎油岩石毛细凝聚使露点下降;当润湿性相同时,毛管半径越小,露点所受影响的程度越大;当孔隙半径大于5×10     

利用气藏生产指示曲线计算凝析气藏水侵量

水驱凝析气藏在已开发的气田中占有一定比例,其在开发过程中会出现凝析油析出的特殊现象,导致该类气藏水侵量的计算更加复杂。 凝析气藏作为一类特殊气藏,当气藏压力低于露点压力时,流体中会出现反凝析液相物。 基于水驱凝析气藏的生产特征,推导出新型的水驱凝析气藏物质平衡线性方程, 该方程考虑了当凝析气藏压力低于露点压力时析出凝析油对水侵量计算的影响。 利用该方程绘制的生产指示曲线可方便、快速并准确地计算出水驱凝析气藏不同时期的水侵量。 实例应用表明,与其他水驱凝析气藏水侵量计算方法相比,该方法更简便、快捷,而且计算结果准确,实用性强。     

The Effect of Nitrogen Injection on Production Improvement in an Iranian Rich Gas Condensate Reservoir

In gas condensate reservoirs, after a decrease in pressure below the dew point pressure, condensate formation would occur. One of the common and practical methods for prohibiting the rapid pressure drop in the reservoir and reduction of liquid dropout is gas injection. In this study, experimental measurement, the full field reservoir model and an economical evaluation have been performed to investigate the effect of nitrogen injection on an Iranian Southwestern gas condensate reservoir. At first, swelling and CVD tests were carried out to determine the swelling factor and changing the saturation pressure by nitrogen. Then, the full field simulation (history matching and prediction) was performed and finally an economical evaluation has been made. The results show that injecting more volumes of nitrogen cause to decrease the liquid dropout, increase the dew point pressure, and condensate ultimate recovery, but this process is not an economical project.     

高含CO2凝析气相态测试及分析

为了制定高含CO2凝析气藏的合理开发方式、提高凝析油采收率,需要了解高含CO2的凝析气流体在开发过程中存在的复杂相变行为。采用高温高压多功能地层流体分析仪,对不同摩尔分数CO2凝析气体系样品进行了单次闪蒸实验、露点压力测试、等组分膨胀实验和定容衰竭实验,对比分析了CO2摩尔分数对凝析气体系高压物性参数和相态特征的影响。研究结果表明,随着CO2摩尔分数的增加,凝析油的反凝析速度减缓,且最大反凝析液量减小约15%、凝析油的采出程度增加约20%、天然气采出程度为85%左右、相包络线向内收缩。富含CO2凝析气体系中的CO2既有利于抑制凝析油的反凝析,又有利于增强凝析油的反蒸发,对于提高凝析油采收率具有显著效果。      

Investigating the Effect of Capillary Number on Performance Prediction of an Iranian Fractured Gas Condensate Reservoir

Abstract

Gas condensate reservoirs are one of the most complicated reservoirs in which the special thermodynamic behavior of reservoir fluid leads to condensate buildup instead of gas expansion, when the reservoir pressure drops below dew point pressure. To justify the phase behavior of such reservoirs, several models have been proposed. One of the models is a capillary number model that has a considerable effect on the shape of relative permeability curves. Taking account of capillary number is shown to improve the performance prediction of gas condensate reservoirs that otherwise is poorly predicted. In pressures below dew point pressure, velocity and surface tension between gas and oil increases more rapidly in the vicinity of the well compared with other parts of the reservoir, which results in condensate saturation reduction and gas relative permeability improvement. The authors model a fractured gas condensate reservoir with and without taking capillary number into consideration; the performance prediction results are compared to the actual results. The model with capillary number included is shown to be able to predict the performance with a greater accuracy than the case without capillary number.     

塔里木盆地牙哈凝析气田循环注气开发研究

牙哈凝析气田位于塔里木盆地库车坳陷，是国内已发现的最大凝析气田。牙哈凝析气田的凝析气富含凝析油，地层压力与露点压力非常接近，地层压力与饱和压力之差为2～5MPa，若采用衰竭式开发，随着地层压力下降会出现反凝析，重组分大多损失在地层中，需要采取循环注气方式保持压力开发。根据实际资料建立了气藏产出、注入方程，优化循环注气开发方式、布井方式。优化结果，部分循环注气保持压力开发效果最好，合理注采井距为800～1100m。牙哈凝析气田实施循环注气开发1．5a，年产凝析油50万t以上，凝析油的采出程度比衰竭式开发方式提高25％以上，实现了凝析气田的高效开发。图1表3参6