凝析气藏临界流动饱和度实验研究

一般认为,凝析气藏在衰竭开发过程中,当地层压力低于露点压力后,凝析油在地层中析出,当聚集到临界流动饱和度之后才会发生流动,但是,通过实验研究证实:当地层压力低于露点压力,凝析油析出后,在凝析油饱和度较低的情况下即可发生流动,且临界流动饱和度是在不断变化的.当凝析油饱和度达到临界流动饱和度以后,将有部分凝析油发生流动,但由于压力的衰竭,会有更多的凝析油析出,导致凝析油的饱和度仍会上升.而且,凝析油的流动与生产压差有关,当远离近井地带时,若生产压差较小,气相流速较小,即使凝析油饱和度达到临界流动饱和度,也不一定会发生流动,只有当生产压差达到一定值后,凝析油才会发生流动.研究结果可为凝析油提高采收率方案设计提供指导.     

凝析气藏临界流动饱和度研究综述

在凝析气藏的开发过程中,随着地层压力的不断下降,在地层中会凝析出凝析油,形成气、液两相.只有当凝析油饱和度达到临界流动饱和度后,凝析油才开始流动.所以凝析油临界流动饱和度是反映凝析油流动能力的重要参数,它对凝析油的采收率、气井的产能和稳产期均存在重大影响.因此,凝析油临界流动饱和度一直是国内外研究的热点问题.从实验和理论方面综述了凝析气藏临界流动饱和度的确定方法,并综合分析了临界流动饱和度的影响因素.准确确定凝析油临界流动饱和度对凝析气藏的高效开发具有重要的指导意义.     

低渗多孔介质低含凝析油型凝析气衰竭开发饱和度研究

常规PVT筒衰竭中没有考虑多孔介质和束缚水的影响，文章采用超声波测饱和度测试技术，对桥白低渗低含凝析油型凝析气藏在衰竭开采中凝析油饱和度变化进行测试。实验研究表明，在岩心中随压力降低凝析油饱和度增大,但凝析油饱和度未能达到临界流动值，而在PVT筒中衰竭, 露点压力以下凝析油饱和度值是先增加后降低；３块实验岩心中最大油饱和度均比PVT中最大油饱和度大；无束缚水岩心的凝析油饱和度比有束缚水岩心中的凝析油饱和度大得多；在衰竭开发中，多孔介质、束缚水对凝析油饱和度的影响不容忽视。     

束缚水和衰竭速度对凝析油临界流动饱和度的影响

近年来国内外对凝析油临界流动饱和度进行了大量的研究,研究方法和手段的差异造成研究结果存在很大的差异,甚至相反。利用自行建立的超声波测试系统进行了5次凝析油临界流动饱和度测试,包括两组考虑束缚水影响的对比实验和一组考虑衰竭速度影响的对比实验。实验结果显示,凝析油临界流动饱和度比较低,大约在百分之十左右;高的衰竭速度测得的凝析油临界流动饱和度比低衰竭速度低,这表明高的衰竭速度有利于地层凝析油的流动;束缚水的存在降低了凝析油临界流动饱和度。     

凝析油临界流动饱和度确定新方法

凝析油临界流动饱和度是反映凝析油流动能力的重要参数,它对凝析油的采收率、气井的产能和稳产期均存在重大的影响,因此凝析油临界流动饱和度一直是国内外研究的热点问题。建立了利用长岩心驱替装置和色谱仪确定凝析油临界流动饱和度的方法,运用该方法对某实际凝析气藏真实岩心和C₁~C₅混合物流体进行了两组实验,测定的临界流动饱和度分别为3.04%和4.66%。凝析油的流动特征分析结果表明,凝析油的临界流动饱和度很低。两组实验的对比结果表明,多孔介质会导致流体露点压力升高,束缚水和增大压差都有利于凝析油的流动。最后,通过数值模拟研究验证了凝析油的临界流动,饱和度较低。     

桥口气藏凝析油采收率研究

采用实际凝析气体系分别在PVT筒和实际岩心中进行了衰竭实验。研究结果表明,PVT筒比岩心中衰竭实验凝析油采收率低得多。为了探讨造成凝析油采收率差别的原因,首先测试了临界流动饱和度,继而做出了标准常规相渗曲线(氮气驱煤油)以及平衡油和平衡气在高温高压下相渗曲线。利用两种相渗曲线及GEM油藏模拟软件分别对实验结果进行了预测。结果表明,采用常规相渗曲线所预测的凝析油采收率与PVT中凝析油采收率相近,采用平衡油气相渗曲线所预测的凝析油采收率与用岩心衰竭实验测试的凝析油采收率相近,这表明平衡相渗曲线能够较好地反映实际岩心条件下油气的渗流状况。     

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目前，标准的PVT筒中的凝析气定容衰竭实验都是在空筒内完成的，没有考虑多孔介质的影响，这与实际情况相差甚远。文章采用富含凝析油型真实凝析气体系分别在PVT筒和长岩心中进行衰竭实验，表明多孔介质中凝析油采收率比PVT中高约1倍，天然气采收率和PVT筒中测试相比差别不大。此外，还开展了真实凝析油气相渗曲线和常规油气相渗曲线测试，发现二者差别很大，经过进一步的分析，表明造成凝析油采收率差别的主要原因是凝析油气相渗曲线的差别。研究还发现凝析气藏凝析油采收率有速度敏感性，衰竭速度快有利于提高凝析油采收率；常规PVT筒测试的凝析油采收率不能用于开发评价，在开发方案及动态分析数值模拟中，使用平衡凝析油气相渗曲线对多孔介质中凝析油采收率预测更为可靠。     

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.     

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。     

北海凝析气藏相对渗透率和采收率的确定

对北海两个凝析气藏的凝析油流动特性进行了岩心驱替试验。目的是调查岩石特性和流体性能对凝析油临界饱和度 (CCS)、气体相对渗透率和凝析油相对渗透率、注水采收率和注水圈闭以及后续降压开采采收率增量的影响。凝析油临界饱和度和相对渗透率对流速和界面张力都很敏感。气体相对渗透率对流速敏感性说明 ,因凝析油从气体中析出而造成气体产量的降低可通过提高开采速度得以补偿。界面张力大最终会导致凝析油相对渗透率降低、凝析油饱和度增加。注气开采时不可动凝析油可以通过注水采出。但是 ,当注水前凝析油饱和度超过凝析油临界饱和度时 ,凝析油的开采更快更有效。后续降压开采能进一步采出气体。但是采出的凝析油量增加不明显。     

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凝析油临界流动饱和度是指凝析油能流动的最小饱和度,即凝析油气相渗曲线的端点,长期以来,由于技术条件的限制,均采用模拟油和模拟气对其进行测试,真实凝析油临界流动饱和度是目前国外研究的热点问题,对此,不同的学者以不同体系考虑不同束缚水大小,得到的结果不同,有的甚至结果相反,笔者首次建立了超声波测试高温高压岩心流条件下凝析油临界流动和度的直接测试方法,在人造岩心中测试了两个真实多组分凝析气定容衰竭临界流动饱和度,根据两个凝析气样品在人造岩心中的测试结果得出凝析油的临界流动饱和度分别为15％和18％,为超声波在室内岩心流动实验测试中的应用开辟了新途径。     

Depletion oil recovery for systems with widely varying initial composition

The principal depletion drive mechanism is the expansion of oil and gas initially in the reservoir—neglecting water influx. The main factors in depletion drive reservoir performance are total cumulative compressibility, determined mostly by initial composition (gas–oil ratio), saturation pressure, PVT properties, and relative permeability. In this paper, we systematically study the effect of initial composition on oil recovery, all other parameters held constant. We also evaluate other aspects of reservoir performance, but the main emphasis is surface oil recovery including condensate.To analyze the effect of initial composition, a series of fluid systems was selected by a recombination of separator samples at varying gas–oil ratios. The systems ranged from low-GOR oils to high-GOR gas condensates, with a continuous transition from gas to oil through a critical mixture.Black oil and compositional material balance calculations, 2D fine-grid, and 3D coarse-grid models have been used to investigate the effect of initial fluid composition on reservoir depletion performance. Systematic variation of relative permeabilities was also used to map the range of fluid systems, which were most sensitive to relative permeability.For reservoir oils, the depletion recovery of surface oil initially increases with increasing initial gas–oil ratio. Oil recovery reaches a maximum for moderate-GOR oil reservoirs, followed by decreasing oil recoveries with increasing initial solution GOR. A minimum oil recovery is reached at a near-critical oil. For gas reservoirs, depletion drive condensate recovery increases monotonically from a near-critical gas towards near 100% condensate recovery for very-high GOR systems.STO recovery from oil reservoirs depends increasingly on gas–oil relative permeabilities as initial solution GOR increases, up to a point. At higher initial solution GORs, oil recovery becomes less dependent on relative permeability and, as the fluid system transitions to a gas at the critical point, relative permeability dependence rapidly diminishes. Condensate recovery from gas condensate systems is more or less independent of gas–oil relative permeabilities, with only slight dependence for near-critical gases.     

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.     

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。     

X区块注CO2和N2提高反凝析油采收率机理研究

通过对X区块原始地层流体的相态分析,确定了该区块为近临界凝析气藏。该区块一直采用衰竭式开采方式,气藏原始地层压力为27MPa,自开采以来至2012年8月地层压力下降为10MPa,已低于露点压力,反凝析加剧,地层污染加重,并造成大量的凝析油损失。利用该凝析气田附近所具有的高纯CO2气藏气,探索注CO2气开发方式改善和提高凝析油气的采收率具有技术进步意义。通过对CO2和N2两种注入气与地层流体膨胀实验数据的对比研究,得到CO2与地层流体的增溶膨胀能力、混相能力等相态配伍性较好且优于N2。在CO2与目前地层凝析油混相能力研究中发现在19.3MPa下CO2能与目前凝析油达到混相,CO2与目前地层凝析油容易达到混相,故开采时只要通过先期注CO2把目前地层压力提高至19.3MPa以上,就可实现混相驱提高凝析油的采收率。     

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。