富含凝析水、元素硫的特殊油气体系相态研究

富含凝析水、元素硫的特殊类型气藏、凝析气藏,随着开采过程温度及压力的降低,凝析水和元素硫由烃类流体中析出,出现气-液-液-固四相共存现象.根据物质平衡方程组和热力学平衡方程组,建立了富含凝析水、元素硫的凝析油气体系相态研究方法及气-液-液-固四相相平衡计算模型.富含凝析水、元素硫的凝析油气体系相态研究将对提高气井采收率、完善气井生产动态分析和气藏工程设计等具有重要的指导作用.     

富含凝析水、元素硫气井生产动态预测方法

在稳态条件下推导了考虑油、气、水三相流动区及油、气、水、硫四相相态变化影响的气井流入动态模型,建立了气井井筒动态预测模型、井筒携固模型、井筒携液模型.结合地层流入、井筒流出、井筒携液、井筒携固等模型.提出了更为综合、全面的气井生产动态预测方法,并进行了实例计算,结果表明,该方法能更好地进行考虑凝析水、元素硫多相流体复杂相态变化影响的气井生产系统敏感参数分析,指导该类气井实现最优化生产,具有理论和实际意义.     

富含凝析水的凝析气井产能分析新方法

常规凝析气井产能分析常沿用单相气井的产能分析进行经验性修正或在此基础上结合常规烃类流体相态研究方法建立的考虑地层油气两相相态变化的产能分析方法，没有考虑地层凝析水对产能的影响。随着天然气勘探开发向地层深部的发展，一些特殊的如异常高温、高压富含气态凝析水的凝析气藏不断涌现，并且所占的比例越来越大，当温度较高时，地层束缚水、边底水和可动间隙水与烃类流体的互溶能力就较强，烃类流体中含水量就会增加，再用常规的烃类流体相态研究方法去指导开发这些特殊的凝析气藏，就致使凝析气藏在开发方式、油气藏工程设计和动态分析方面产生一定的误差。因此，有必要建立考虑多相流体复杂相态变化的凝析气井产能分析新方法，以便得到更为精确的凝析气井生产动态。文中结合气-液-液三相流体相平衡热力学闪蒸计算，建立了考虑近井地带反凝析液饱和度分布以及动态污染影响的凝析气井产能分析新方法。根据文中给出的凝析气井产能预测模型在数值求解的基础上，编制了相应的计算程序，可准确预测不同时期凝析气井的地层流入动态。     

高温、高压凝析气井井筒动态分析新方法

在总结常规方法的基础上,分流态综合利用垂直管流公式,根据井筒内气液比高低将凝析气井井筒动态分析分为高气液比和低气液比2种情况,结合气-液两相、气-液-液三相流体相平衡热力学闪蒸计算,运用状态方程模拟,对其中的偏差因子、气液界面张力、粘度等进行修正,这样考虑了多相流体复杂相态变化的井筒动态预测方法就比常规方法更适用于凝析气井,特别是对于高温、高压富含气态凝析水的凝析气井,能得到更为精确的预测结果。根据给出的凝析气井井筒动态预测模型在数值求解的基础上,编制了相应的计算程序,可准确预测不同时期凝析气井的井筒动态,改善数值模拟一体化动态分析效果。     

富含凝析水的凝析油气体系相态研究

在传统的忽略地层水影响的烃类体系相态特征研究中,由于都是油或气态的烃类,所以在进行热力学性质的研究时,选择的热力学状态方程不需考虑强极性物质的影响,且形成的传统的无水烃类体系相态研究理论体系经过多年的发展已趋完善。但由于极性物质水的存在,在富含气态凝析水的凝析气藏油气体系相态特征研究的全过程中,油气藏的异常高温、高压状态直接影响到实验设备的选择、实验工艺流程的设计,况且传统的无水烃类相态研究的热力学模型也应该改进或提出新的热力学模型,其状态方程和对应混合规则的选择也要作出适当的改进。随着天然气勘探开发向地层的深部发展,一些特殊的(如异常高温、高压富含气态凝析水)的凝析气藏不断被发现,并且所占的比例越来越大,当温度较高时,地层束缚水、边底水和可动隙间水与烃类流体的互溶能力就较强,烃类流体中含水量就会增加,因此,再用传统的烃类流体相态研究方法去指导开发这些特殊的凝析气藏,就会使其在开发方式、油气藏工程设计和动态分析方面产生一定的误差。系统阐述了富含凝析水的凝析油气体系相态的研究方法和意义,并给出了适用于富含气态凝析水的烃类体系的气-液-液三相相平衡计算模型。     

凝析气井合理管径的确定

根据凝析气井生产系统分析方法，可以认识到正常发挥气井产能的极限管径；根据凝析气井流入动态曲线和油管携水曲线的分析，认识到井筒出现积液的极限管径。综合考虑以上两点，便得到凝析气井合理油管直径，从而建立了既考虑凝析气井流体相态变化的特点，也考虑地层能量的供给能力、井筒举升能力和井筒携液能力的合理油管直径计算方法，能更好地指导凝析气井的生产，具有广阔的应用前景。根据该方法，对WD7井合理管径进行了预测，结果表明WD7井的合理管径应为Φ５０．８ ｍｍ。     

大牛地低渗透气藏产水气井动态优化配产方法

传统气井配产方法应用于大牛地低压、低渗、低产致密砂岩气藏产水气井时,气井的携液潜能得不到充分发挥,累计排水采气量大,最终采收率低。基于产水气藏物质平衡原理、气井产能、井筒压力温度分布预测理论,应用节点系统分析方法建立了产水气井生产动态预测方法,该方法能动态预测地层压力、井底流压、井口油压、产量、采收率随时间的变化;结合连续携液理论提出了产水气井配产新方法,该方法所配气量高于井口临界携液气量,且随时间动态递减,而不是保持不变。大牛地DK3井实例计算表明,新方法能更长时间维持气井连续携液生产,降低了累计排水采气量,提高了最终采收率。     

凝析气井井筒动态分析方法及软件研制

常规凝析气井井筒动态分析仍多沿用单相气井的节点分析进行经验修正的方法去近似分析，忽略了井筒中流体相态变化和组成变化的影响。特别对于富凝析气井，更应该考虑井筒中相态变化的影响。文章在常规方法基础上，按流态的不同综合利用垂直管流公式，根据井筒内气液比高低将凝析气井井筒动态分析分为高气液比和低气液比两种情况，结合流体相平衡热力学闪蒸计算，运用状态方程模拟，对其中的偏差因子、气液界面张力、粘度等进行修正，该预测方法就比常规方法更适用于凝析气井。同时根据文章给出的凝析气井井筒动态预测方法和计算模型，采用VB语言结合Access数据库，编制了相应的凝析气井井筒动态计算软件包，运用该软件，可以准确预测凝析气井的井筒动态，改善数值模拟一体化动态分析效果。现场应用取得了较好的效果。     

低气液比凝析气井井筒动态预测

凝析气井在生产过程中,随着产气量、产油量、产水量的变化,井筒中不同位置处的压力、气液组成、气液摩尔分数和积液情况也随之变化。综合利用Hagedom—Brown方法和低气液比井筒携液计算方法,结合流体相平衡热力学闪蒸计算,运用状态方程模拟,提出了低气液比凝析气井井筒动态预测方法,可准确预测不同生产时期低气液比凝析气井井筒中不同位置处的压力、气液组成、气液摩尔分数及积液情况等井筒动态,能更好地指导凝析气井的生产。并举例说明了低气液比凝析气井井筒动态预测方法,具有广阔的应用前景。图1表3参7     

凝析气井生产系统分析方法

根据天然气和反凝析液在地层中渗流特征,结合凝析油气体系相态理论及闪蒸计算方法,考虑流体相态和组分变化,引入稳态理论计算的两相拟压力函数,建立凝析气井流入动态预测新方法,通过与系统试井的结果对比,认为该方法适用于凝析气井的流入动态预测.利用垂直管流公式,结合流体相平衡热力学闪蒸计算,运用状态方程模拟,给出凝析气井流出动态预测新方法,通过三口井12组实测数据的实例计算,其计算精度较高且比不考虑相态变化的方法更为精确,说明适用于凝析气井流出动态预测.将凝析气井流入动态和流出动态预测方法相结合,给出更为符合实际的凝析气井生产系统分析方法,能更好地指导凝析气井的生产.     

考虑液硫析出的超深酸性气藏数值模拟技术

超深酸性气藏开采时在储层中发生液硫析出现象,阻碍气体流动,降低气井产能。为研究液硫析出对气井生产的影响,建立考虑了液硫析出、气-液硫两相同流的酸性气藏数值模拟模型。基于上述模型开发了相应的数值模拟器,并将该模拟技术应用于四川盆地元坝长兴组气藏气井动态研究中。结果表明：液硫析出后在井壁附近聚集,并且自始至终仅局限于井筒附近。相较固硫析出而言,液硫析出对气井生产的影响较小,但仍能明显降低气井稳产期。在非均质地层中,析出的液硫主要聚集在储层物性较好的区域,如裂缝或溶孔等高渗区,造成气藏渗透性降低,气井产能下降。该模拟技术实现了对酸性气藏液硫析出的定量预测,为该类气藏的开发提供了可靠的决策依据。     

高温高压气井、凝析气井井筒及近井地带的压力变化规律

高温高压气井的井筒温度与压力的分布是气藏开发方案制定和调整的重要数据。为此,在井筒摩阻室内模拟实验及高温井筒温度室内模拟实验的基础上,优选了高温高压天然气PVT物性参数计算方法,开展了高温高压气井、凝析气井井筒及近井带温度、压力分布规律的理论研究,解决了该类气井的动态监测难题;建立了考虑井流物组成、流体相态、含水量、井身结构、动能损耗、重烃含量、环境温度等多种因素影响的井筒压力温度耦合计算模型;编制了高温高压气井、凝析气井井筒动力学软件,可实时获取气井压力、产能变化规律及储层动态参数信息。现场应用结果表明,这为实时了解气田及单井的生产动态、及时进行平面产气结构优化、制定合理开发技术对策提供了技术手段。     

考虑非平衡过程元素硫沉积对高含硫气藏储层伤害研究

元素硫沉积是高含硫气藏开发有别于常规气藏开发的一个重要研究内容.当地层压力下降时,元素硫溶解度下降使其沉积下来,沉积的元素硫会堵塞地层,从而降低地层孔隙度和渗透率.为了定量研究硫沉积对地层孔隙度和渗透率的影响,首先建立了元素硫沉积的伤害模型,然后利用该模型对一个实际高含硫气藏开发时由于元素硫沉积引起的地层孔隙度、渗透率和沉积含硫饱和度的动态变化进行了计算求解.通过实例计算发现:地层渗透率越低时越容易发生硫沉积,且硫沉积主要在井筒附近发生,当生产时间越长时,硫沉积的量越多,从而对地层的伤害越严重.     

The Effect of Water Vaporization on the Well Productivity of Gas Condensate Reservoirs

Well productivity is a crucial concern in predicting the performance of many gas condensate reservoirs. Accurate forecasting of gas-condensate well productivity usually requires fine-grid simulation to model the formation of the liquid bank and to account for high-velocity phenomena and changes in relative permeability at high capillary numbers. At early stages of production, the pressure drop in the near-wellbore region builds up the molar content of water in gas. This, in turn, results in water vaporization, and hence a drop in the connate water saturation. When water vaporization occurs, pores that were formerly filled by connate water now becomes occupied by gas and condensate only. This causes a change in gas and condensate saturations near the wellbore that can affect the well productivity. No lucid numerical simulation approach considering this effect is suggested in the literature. The authors investigated the effects of water vaporization on the near-wellbore region by compositional simulator of GEM. Enhancement of gas well productivity is observed.     

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凝析气藏是最复杂、最特殊的一类油藏，生产过程中随着地层压力的下降会引起重烃相间传质、相态变化，使得研究与认识凝析气藏压裂井产能更加复杂化。文章假设储层内烃的流动为等温的达西渗流,且组成油气烃类的各个组分在渗流过程中相间传质及相态变化是在瞬间完成的；应用物质平衡原理和运动方程建立了总烃和第i组分烃的渗流方程，结合相平衡计算理论、初始条件和定压边界条件，提出了预测压裂后凝析气井生产动态的数学模型；分析了凝析气藏可能存在的不同渗流区域与相应的渗流特征，应用隐式压力显式饱和度（IMPES）方法分别进行有限差分数值计算，给出了压裂后凝析气井凝析液、天然气产量动态，不同时刻地层中的凝析液饱和度分布曲线。由于凝析气藏与常规油气藏的性质差异，其生产动态也明显不同，这为准确进行优化压裂设计提供了计算分析方法。     

Dealing With the Challenges of the Rate-Dependent Skin Phenomenon in a Gas Condensate Reservoir: A Simulation Approach

Abstract

Skin is one of the most challenging problems in oil and gas production, resulting in a reduction in reservoir deliverability. Mechanical skin is introduced to the pay zone during the drilling and completion phase, while rate-dependent skin comes into play as production starts, and is caused by infracting basic Darcy assumptions in a gas reservoir. Dissimilar to conventional gas reservoirs, the formation of condensate jots in a gas condensate reservoir when the bottomhole pressure drops below the dew point causes higher skin, which imposes a greater pressure drop. The authors investigated dependency of skin to flow rate in gas condensate reservoirs through a simulation approach. A radial synthetic reservoir compositional model was developed by using rock and fluid properties and well data based on information from a real gas condensate field in south Iran. A well test analysis was utilized to verify the validity and accuracy of the model. Due to heterogeneity existence in particular field, the authors tried to consider different reservoir and wellbore characteristics in reservoir simulation models. A wide range of rock permeabilities and mechanical skins were examined in different irreducible water saturations. Moreover, all the scenarios were run in two different initial reservoir pressures individually. The result of numerous simulations showed a similarity between the trends of rate-dependent skin versus flow rate for the entire tested model. It was also illustrated that in low-permeable gas condensate reservoirs, the existence of mechanical skin leads to inefficient production. Because mitigation of some kind of mechanical skin types are not efficient, the same simulation study should be performed before starting the drilling operation in a gas condensate reservoir to assess the effect of mechanical skin.     

考虑变井筒存储的双重介质凝析气藏气井压力动态分析

以前的试井分析方法虽然考虑了井筒存储的影响，但没有考虑井筒存储变化对压力动态的影响。然而由于凝析气自身的特性，如不考虑此因素将会对凝析气压力动态产生较大的影响。为此，首次建立了考虑变井筒存储的双重介质凝析气井气藏试井分析数学模型，通过Laplace变换和Stehfest数值反演进行求解，绘制其压力及压力导数曲线，并分析研究了各参数对压力和压力导数动态的影响。该方法采用的新模型更符合凝析气藏的开采过程中的真实情况，对凝析气藏开采分析研究有指导意义。     

高速非达西流动时元素硫沉积模型研究

元素硫沉积是含硫气藏开发过程中广泛存在而又必须解决的难题之一。高含硫气藏一旦投入开发，地层压力会逐步下降，使得元素硫溶解度下降而沉积下来，沉积的元素硫会堵塞地层孔隙，降低渗流通道，影响气井产能。考虑了高含硫气体在近井地带作高速非达西流动，建立了硫的沉积模型，并利用该模型对实际气藏进行预测和对比研究，再通过实例计算发现，硫非瞬时平衡沉积比瞬时平衡沉积对地层的伤害更严重，高速非达西流动沉积比达西流动时对地层伤害更严重，认为在开发高含硫气藏时，必须合理选择开发速度，有效防止元素硫沉积。     

深水天然气井水合物预测研究

为了抑制深水天然气井生产测试时生成水合物,针对深水环境海底高压低温特性,研究水合物生成与井筒压力、温度分布和含液量的关系,通过井筒分段方式建立井筒温度分布预测模型,考虑冷凝水和凝析油的影响,建立含液天然气井井筒压力分布模型.实例计算表明,低产气量、低井口压力状态生产测试时和开关井过程中,靠近海床的井筒及以上部分温度下降显著,有利于水合物生成.理论计算和实测值吻合较好,说明建立的模型和理论计算结果能很好地指导实际生产.