缝洞型碳酸盐岩凝析气藏不同开发方式全直径物理模拟研究

缝洞型碳酸盐岩凝析气藏储层结构、流体性质复杂,造成其流动机理及凝析油反蒸发机理不同于砂岩凝析气藏,需要进行开发机理研究来为缝洞型碳酸盐岩凝析气藏提高采收率提供理论基础。本文取得塔中Ⅰ号碳酸盐岩凝析气田露头岩心造缝造洞,采用现场取得的油气样进行配制,使用高温高压全直径岩心设备进行了垂直衰竭、水平衰竭、注干气保持压力、注水保持压力、注干气吞吐、注水替凝析油的全直径岩心物理实验研究。实验根据缝洞型储层不同结构特征分类对比了各种开发方式对凝析油采收率的影响,对缝洞型储层高含凝析油型凝析气藏的合理开发具有很好的指导意义。     

缝洞型凝析气藏衰竭开采动态实验研究

缝洞型碳酸盐岩凝析气藏作为目前的非常规气藏之一,具有储集空间类型多样化、埋藏深、构造复杂、储层非均质性极强、连通性差、各储集体间天然能量差异大的特点,其储层的双重介质属性决定了油气在储层中渗流的特殊性,而凝析气在多孔介质中的复杂相态特征也进一步增加了该类气藏高效开发的难度。从研究衰竭开发动态的角度出发,采用人工造洞造缝制成的缝洞型碳酸盐岩全直径岩心对富含凝析油的凝析气进行了不同介质、不同倍水体、不同开采速度及缝洞不同连通方式多种情况下的衰竭实验研究。研究结果表明:多孔介质存在有助于凝析油采出,缝洞不同连通方式时,凝析油采出程度为顶部连通小于水平连通,水平连通小于底部连通;水体存在有助于凝析油采出,水体越大凝析油采出程度越大,不同衰竭速度对凝析油采出程度的影响不大;岩心填砂后,由于砂砾产生的多孔介质界面影响及阻挡作用,凝析油采出程度高于未填砂时。该研究成果对指导缝洞型凝析气具有一定的指导意义。     

低渗透多孔介质对高含凝析油型凝析气相态影响

低渗透气藏在我国已发现的气藏中所占比例较大;由于低渗透多孔介质的影响,与常规高渗气藏相比,开发难度较大,尤其是对于凝析气藏.因此,考虑低渗透多孔介质对凝析气体系的影响对于提高我国低渗透凝析气藏开发水平有一定实际意义.此次研究主要分析低渗透多孔介质对凝析气体系相态特征影响.采用中原桥白气藏实际低渗透储层岩心和配置的高舍凝析油型(凝析油含量364 g/m3)凝析气样分别从实验、数值模拟角度研究衰竭过程中,多孔介质、初始水饱和度对凝析油饱和度和残余油饱和度的影响,以及多孔介质对凝析气露点压力影响.研究表明:多孔介质中测试的凝析气露点压力高于PVT仪中测试值;对同一块岩心,采用相同的凝析气样品,随着初始含水饱和度的增加,测得的衰竭至大气压下凝析油残余饱和度越小;衰竭过程中,多孔介质中凝析油流动及再蒸发较PVT仪中明显,凝析油残余饱和度低于PVT仪测试值.对于低含凝析油型凝析气,由于致密储层对凝析油的吸附作用明显,岩心测试的残余油饱和度值高于PVT仪测试值,因此,对于这类凝析气藏必须考虑凝析油污染问题.     

致密多孔介质中凝析气定容衰竭实验及相态特征

凝析气藏衰竭开发方案的制定依赖于PVT相态实验,而常规PVT相态实验忽略了多孔介质对凝析气相态的影响,导致实验结果与实际存在偏差。基于常规PVT定容衰竭实验原理,建立了致密多孔介质中凝析气定容衰竭模拟装置及实验方法,模拟研究了凝析气在裂缝性致密储层中的衰竭开发动态,分析了衰竭速度及多孔介质的作用对凝析气藏开发效果的影响,明确了致密多孔介质中凝析气相态特征。研究结果表明,衰竭速度是影响凝析气藏开发的主要原因,天然气采收率随衰竭速度的增快而降低,但凝析油采收率则表现出相反规律;致密多孔介质中凝析气的露点压力比PVT筒中的测量值提高9.42%。此外,裂缝能够有效增大泄油面积,减小渗流阻力,提高天然气和凝析油采收率。     

致密多孔介质中凝析气定容衰竭实验及相态特征

凝析气藏衰竭开发方案的制定依赖于PVT相态实验,而常规PVT相态实验忽略了多孔介质对凝析气相态的影响,导致实验结果与实际存在偏差。基于常规PVT定容衰竭实验原理,建立了致密多孔介质中凝析气定容衰竭模拟装置及实验方法,模拟研究了凝析气在裂缝性致密储层中的衰竭开发动态,分析了衰竭速度及多孔介质的作用对凝析气藏开发效果的影响,明确了致密多孔介质中凝析气相态特征。研究结果表明,衰竭速度是影响凝析气藏开发的主要原因,天然气采收率随衰竭速度的增快而降低,但凝析油采收率则表现出相反规律;致密多孔介质中凝析气的露点压力比PVT筒中的测量值提高9.42%。此外,裂缝能够有效增大泄油面积,减小渗流阻力,提高天然气和凝析油采收率。     

塔中高—特高含凝析油凝析气藏注水驱油研究

通过建立凝析油最大反凝析速度判别方法,对不同相态凝析气藏凝析油析出速度变化特征进行分析,准确判定了近井地带凝析油的反凝析程度。在此基础上,通过精细裂缝-基质双重介质凝析气藏数值模拟模型,对塔中Ⅰ号气田Ⅱ区洞穴型、缝洞型高—特高含凝析油凝析气藏注水驱油效果进行了研究,分析了凝析油反凝析程度、水侵模式、裂缝物性及发育程度、裂缝与基质耦合程度和注水速度对气藏储层系统注水驱油效果的影响。研究表明,反凝析程度严重且注入水可形成强能量次生边底水的凝析气藏,具有强油水置换能力,适合注水驱油开发,注水驱油机理分析与现场先导试验结果一致。研究结果为塔中裂缝性双重介质储层高—特高含凝析油凝析气藏中后期增产方案的制订提供了依据。     

变形介质凝析气藏油气相态特征研究

变形介质凝析气藏因储层岩石颗粒细、孔隙小，储层界面效应极为突出。同时，降压开采过程中储层变形作用明显，因而其相态特征不同于常规凝析气藏。考虑吸附、毛细凝聚和毛细管力等界面效应和储层变形作用对油气体系相态特征的影响，建立了变形介质凝析气藏油气体系真实露点预测模型和衰竭开采过程中气藏的反凝析液饱和度预测模型。将该模型用于Q69井的露点和反凝析油饱和度的预测，其计算结果表明孔隙介质界面现象和储层变形作用不仅会导致气藏的露点升高，而且会加剧地层反凝析作用。考虑孔隙介质界面效应和储层变形作用影响后，地层反凝析油饱和度比常规模拟方法的预测结果更大，并且储层渗透率越低、变形作用越大，地层反凝析油饱和度增加就越显著。因此，与常规凝析气藏相比，变形介质凝析气藏在衰竭开采过程中反凝析现象将提前，反凝析污染也将更加严重。     

缝洞型凝析气藏衰竭开采影响因素实验

为探究凝析气藏衰竭式开发效果的影响因素,选取塔里木盆地某区块凝析气藏为研究对象,通过对碳酸盐岩岩心人工造洞,开展不同降压速度、不同缝洞位置的凝析油和天然气采收率实验,分析气油比及采出气组分的变化规律。实验结果表明:降压速度与凝析油采收率、天然气采收率正相关;缝洞在目的层上部时采收率最大,在侧部时次之,在下部时采收率最小;气油比呈现先降低后升高的趋势,碳酸盐岩缝洞孔隙结构会造成凝析气体系露点压力上升;采出气中甲烷含量与凝析油采收率负相关。研究成果对缝洞型凝析气藏的开发方式选取和提高开采效果具有重要的指导意义。     

不同类型凝析气藏在低渗多孔 介质中的相态及采收率研究

用凝析油含量不同的凝析气分别在PVT筒和长岩心中进行了衰竭实验,并应用超声波测试技术测试了其饱和度以及高温、高压平衡凝析油气相渗曲线和常温、低压常规油气相渗曲线.实验表明,凝析油含量高的凝析气在多孔介质中凝析油的采收率比PVT筒中约高1倍.采用不同相渗曲线及CMG数值模拟软件对长岩心衰竭实验中凝析油的采收率进行了预测,结果表明,造成凝析油采收率差别的主要原因是界面张力导致凝析油气相渗曲线的差别.在数值模拟中,应当使用真实相渗曲线.对于含凝析油低的凝析气藏,多孔介质中定容衰竭凝析油饱和度远高于PVT筒中凝析油采收率,多孔介质中蒸发现象不明显.凝析油饱和度达到最大值后,随压力的降低不再变化,这表明低渗凝析气藏中尽管凝析油含量低,其污染仍然存在,不能忽视.     

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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     

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。     

缝洞型碳酸盐岩凝析气藏注水开发物理模拟研究

与一般砂岩凝析气藏不同,缝洞型碳酸盐岩凝析气藏发育有大小不同、形状各异的裂缝和孔洞,使其具有非均质性强,流体流动规律复杂等特征。如何提高该类气藏的采收率是值得研究的问题。技术成熟的注水技术具有开发成本低、水气流度比好、水驱波及效率高等优点。以塔中86井为例,采用露头碳酸盐岩经过人工技术制成全直径缝洞型岩心,在原始地层条件下(140.6℃,58 MPa)完成注水开发物理模拟实验。结果表明,采用注水保压方式开发高含凝析油的缝洞型碳酸盐岩凝析气藏效果较好;凝析油的采收率受缝洞连通方式、缝洞充填与否、压力保持水平等因素的影响。     

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.     

凝析油可采储量计算经验公式

在凝析气藏的降压开采过程中，当地层压力低于露点压力后，地层中将出现气、液两相。对于中高凝析油含量的中高渗砂岩凝析气藏，在消耗式开发方式下，凝析油采收率分别与原始凝析油含量、原始气油比、天然气采收率以及初期凝析气井米采气指数(反映储集层物性)之间的相关性良好。根据对大港油田凝析气藏矿场资料的研究，得出4种计算凝析油采收率的经验公式，为计算凝析气藏的凝析油可采储量提供了便捷有效的方法。图4表1参10     

济阳坳陷深层沙河街组四段轻质油—凝析气成藏条件

轻质油和凝析气是济阳坳陷古近系沙河街组四段（沙四段）深层勘探的重要目标,为明确其成藏条件,系统分析了其烃源岩特征、油气相态演化规律、油气藏流体特征、储层成岩作用、烃源岩排出酸性流体特征及其对储层成岩的影响。研究表明,济阳坳陷沙四段烃源岩为盐湖—咸化环境沉积,有机质类型为Ⅰ—Ⅱ₁型,生成油气相态演化分为4个阶段：常规油（含未熟—低熟稠油）阶段、轻质油阶段、凝析气阶段和湿气—干气阶段,其中,埋深4 100~4 800 m为轻质油和凝析气生成阶段,对应有机质的镜质体反射率为1.0%~1.7%。沙四段轻质油和凝析气为晚期成烃,上覆的区域性厚层状沙河街组三段烃源岩处于生烃阶段,轻质油和凝析气多赋存于源内和邻近储层中,其中,砂砾岩储层发育残余原生孔和次生孔,以次生溶蚀孔为主。深层轻质油和凝析气藏压力系数在0.95~1.98,以超压为主,油气藏温度多在157~175℃。沙四段烃源岩排出酸性流体分为4个阶段,早期排出的酸性流体和烃类进入储层时有利于原生孔隙的保存,而热硫酸盐还原的富H₂S、CO₂流体对深层储层次生孔隙形成具有重要作用。分析认为,济阳坳陷深层靠近深洼陷的沙四段烃源岩或其附近的砂砾岩体、沙四段烃源岩侧向及下伏潜山等是常规轻质油—凝析气藏的有利勘探目标,而陡坡带砂砾岩体的前缘或远端富含砂质条带的页岩是轻质页岩油的有利勘探目标。     

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。     

凝析气藏开发方式浅析

凝析气藏的开发不同于一般气藏,除了要考虑天然气采收率外,更重要的还需要考虑提高凝析油采收率的问题。针对衰竭式、保持压力和部分保持压力3种开发方式,研究了纯凝析气藏和带油环凝析气藏开发方式的选择,并进行举例论证。     

地层水对凝析气藏注CO_2相态的影响

常规的凝析气藏衰竭开发和注CO_2开发研究中均忽略了地层水的影响,这与真实情况存在偏差,有可能导致研究结果的不确定性加大。为此,基于CO_2—烃—水相平衡热力学模型,以一个实际近临界凝析气藏为例,通过相态模拟研究了地层水存在对凝析气藏反凝析相态特征和注CO_2相态的影响规律;计算了考虑地层水存在的凝析气定容衰竭反凝析液饱和度和剩余流体组成,以及注CO_2过程中凝析油气相体积分数和CO_2在凝析油气相中体积分数的变化规律。结果表明:1考虑地层水时定容衰竭的反凝析油饱和度更大,剩余流体重组分含量更高;2近临界凝析气藏压力衰竭过程中,由凝析气转变为挥发油的相变发生得更早;3在注CO_2过程中,地层水的存在使得CO_2对凝析油的反蒸发作用降低;4考虑地层水存在时凝析油相体积分数高约14%,CO_2在凝析油中溶解量比不考虑地层水大6%,CO_2含量高和压力较高时差异更明显,同时,地层水的存在也增强了CO_2的溶解封存能力。该研究成果对凝析气藏注CO_2提高采收率和温室气体CO_2埋存评价具有指导意义。