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。     

CPA方程对CO2-水体系相态研究

CO₂作为酸性气体之一,其热力学性质对石油、天然气开发至关重要。水通常在地层中与烃类共生,由于地层盐水的存在使得与烃类混合的气体量减少,并且这种效应将随着压力和水相量的增加而增加（随盐度的降低而减小）。因此,弄清CO₂-水体系的热力学性质将对理解这些过程具有重要的指导意义。通过运用SRK-CPA状态方程结合CR-1混合规则对CO₂-水体系的相平衡特征进行计算,研究CO₂在水中的溶解度和水在CO₂气相中的溶解度,并对308 K,373 K和473 K等3种温度下,CO₂-水体系不同缔合模型相互作用的模拟结果与实验数据进行分析,结果表明：在CO₂的临界温度和临界压力附近,由于发生了由气-液到液-液的相态转变,CO₂和水的溶解度在此温度和压力点将发生显著的变化;当CO₂作为非缔合物与缔合模型为4 C的水发生溶剂化交叉缔合时,运用CPA方程计算的溶解度结果与实验数据拟合较好。CPA方程在工程应用中能够满足含CO₂和水体系的热力学性质预测需求。     

多组分气-气扩散系数的计算

凝析气藏在注气的过程中会出现注入气、注入气与凝析气的混合带和凝析气３个明显不同的段塞,在混合带中注入气会与凝析气发生分子扩散。目前,众多学者已经进行了很多注入气与原油的扩散实验,也计算了相关的多组分物系扩散系数,但计算过程非常复杂,求得扩散系数的时间也较长。为此,通过研究多组分分子扩散系数,分析Maxwell-Stefan扩散系数和Fick扩散系数之间的相互关系,计算了凝析气藏注气混相带中气-气扩散系数。计算结果表明：与二元物系扩散系数相比,多组分分子扩散系数的计算更加的复杂,Maxwell-Stefan扩散系数与Fick扩散系数计算的结果近似相等;Fick扩散系数受分子间相互作用力和热力学非理想性两种因素的影响,其计算与研究较不方便,通常可以用Maxwell-Stefan扩散系数进行近似代替。上述研究成果对凝析气藏的注气开发具有指导意义。     

基于CPA状态方程计算水的热力学物性参数

虽然储层多孔介质中不可避免的含有大量的地层水,但在通常的相平衡计算过程中往往都忽略了水的存在;常用的状态方程虽然计算简便,但对某些热力学性质的估算仍存在着较大的偏差;已有的状态方程虽然已进行过修正,但其对含有极性物质(烃类、水、醇等)的体系适用性较差。为此,基于同时考虑分子间物理作用和缔合作用的CPA(Cubic-Plus-Association)状态方程,模拟计算了极性物质——水在饱和与非饱和状态下的热力学性质,对比分析了常用状态方程在计算极性物质热力学物性参数时的不足。计算结果表明:(1)常用的状态方程虽然能较好地计算水的饱和蒸汽压值,但在水的密度和焓值的计算时却呈现出不同的差异性,同时焓值的计算不受体积修正的影响;(2)CPA方程计算的水热力学物性参数与实验数据的平均绝对相对偏差在1%左右。结论认为:对含有极性物质的体系而言,CPA方程是首选的热力学状态方程。对水热力学物性参数的准确估算是对含水气藏流体所处状态的基础把握,对该类气藏的开发和生产具有重要的指导意义。