非瞬时平衡相态对凝析气近井高速流动区动态饱和度的影响研究

目前在研究凝析气的渗流和相态问题时 ,当地层压力降低到露点压力以下后 ,采用的都是等温瞬时平衡的概念 ,而在凝析气井生产过程中 ,当近井带压力降至体系露点以下 ,由于气相的高速流动 ,气液相并不充分接触 ,液相析出后运动滞后而逐渐沉积 ,部分液相组分会因高速气流夹带而呈气相运动一段距离后才变成液相析出 ,也就是说液相析出量的多少要受到平衡时间的影响。文章从体系的强度性质出发 ,引入平衡时间因素建立非瞬时平衡相态描述方法 ,利用LHSS方程研究了凝析气井近井地带高速流动区在非瞬时相平衡条件下凝析液的析出和温降。结果表明 ,由于非瞬时平衡作用导致高速流动区液相析出量减少 。

易挥发性原油定容衰竭非平衡相态研究

针对易挥发性原油进行非平衡相态研究。系统相态的转变需要一定时间,在平衡状态转变这段时间内系统就会处于非平衡状态。挥发性油藏非平衡定容衰竭实验证明,当外界压力变化速度超过相变速度时,挥发性流体中的中间烃类组分可能来不及挥发至气相而残留在剩余油液相之中,使得剩余油收缩率降低。

预测轻烃分离装置中CO_2结冰温度的高精度相平衡模型

在轻烃深冷分离工艺中,CO_2易从气液相中析出并结冰,从而发生CO_2冻堵,影响生产装置的正常运行,因此预测天然气系统中CO_2结冰温度具有重要的意义。目前,计算CO_2气液相结冰温度的主流方法为状态方程法,但其对CO_2液相结冰温度计算精度欠佳。为此,从热力学方法出发,采用新颖的GERG-2008状态方程计算CO_2结冰温度,建立了虚拟流体参考态求解固态逸度的方法,改进了传统的CO_2液固相平衡模型,并将其从简单的CH_4—CO_2二元体系拓展应用于真实的多组分天然气复杂体系研究。通过大量模拟计算并与实测数据对比,结果表明:采用改进了的相平衡模型,即气固和液固相平衡中分别运用Antoine方程和虚拟流体参考态法计算CO_2固态逸度系数,求出的CO_2气液相结冰温度比传统相平衡模型计算结果有更高的精度,可为天然气轻烃回收装置防止CO_2结冰工艺条件的设计提供参考。

天然气水合物开采方法及海域试采分析

天然气水合物分布广、埋藏浅、清洁无污染、储量巨大,被视为油气领域最有潜力的替代清洁能源。全球目前有5个国家进行了8次天然气水合物试采工作,特别是2017年5月中国神狐海域天然气水合物试采取得了巨大成功,创造了产气时间和产气总量两项世界纪录,但是由于天然气水合物特殊的物理力学性质和赋存状态,技术经济开采还面临诸多难题。在分类总结天然气水合物开采方法的基础上,分析了中日两国的海域天然气水合物试采情况及试采数据,得出了如下结论与建议:(1)天然气水合物开采方法可归纳为两大类:原位分解法和地层采掘法;(2)海域天然气水合物试采数据表明:压力和温度条件都是影响产气速率的主要因素与约束条件,在生产不同阶段,影响产气能力的主要因素不同;(3)对日本第1次天然气水合物试采数据分析表明,压力驱动力、温度驱动力与产气速率均有较好的相关性,提出了表征温度压力耦合关系的指标相态平衡距,研究了产气速率与相态平衡距的分段线性关系,建立了天然气水合物储层分解动力学模型范式;(4)分析了降压开采方法中大幅快速降压与分段缓慢降压两种降压方式的优劣,提出有效供热是实现天然气水合物降压开采的长期高产的必要条件,集成页岩气开发中的水平井压裂技术与干热岩地热开发中热量对流交换循环的原理,提出对流注热降压开采方法。

稠油油藏溶剂辅助蒸汽驱前缘预测模型

为了描述注溶剂条件下蒸汽前缘的形状,首先提出蒸汽前缘气相内组分平衡状态计算方法,获得边界温度特征;其次列出前缘液相组分组成的计算过程,建立考虑三相平衡状态的蒸汽前缘形状预测模型;最后采用迭代法获得界面关键参数,并求解整个模型。结果表明:溶剂辅助蒸汽前缘形状以楔形为主,并且在较低注汽速度情况下,重质溶剂改善垂向波及系数效果明显优于轻质溶剂,对于较高注汽速度,轻质溶剂改善重力超覆现象的潜力明显大于重质溶剂。

纳米孔隙中毛管力效应对致密油藏产能的影响

传统的相平衡计算模型无法准确计算纳米孔隙中的油气相态变化,因此须对传统的闪蒸计算模型进行改进。今通过计算油气两相压力不相等情况下油气的相平衡,得到考虑毛细管力效应的油气黏度、密度及溶解气油比等物性。毛细管力采用Young-Laplace公式进行计算,计算了某多组分混合物的相态平衡常数,结果与实验值符合良好,从而验证了本文算法计算相平衡的准确性。还以Bakken致密油藏为例,基于黑油模型研究毛细管力对相平衡影响时的油藏产量预测,结果表明忽略毛细管力的影响,会使预测的油气产量低于实际的油气产量。本研究较好地解释了毛细管力对油气的相态平衡及其对致密油藏产能预测的影响。

关于泡沫油黏度的若干问题

泡沫油现象被认为是加拿大和委内瑞拉一些稠油油藏在开采中出现异常高产和较高采收率的主要原因,对于泡沫油黏度的研究目前学术界尚无一致结论。针对泡沫油的黏度,主要从泡沫油黏度与异常高产之间的关系、泡沫油黏度模型以及泡沫油黏度的影响因素等3个方面进行研究。压力衰竭速率、静置时间、测量装置、分散气体积分数、压力和流量、膨胀率和表面活性剂、分散气泡大小和剪切速率以及常规测试和非常规测试等对于泡沫油的黏度均有影响,目前学术界对于稠油泡沫油黏度的争议可能和这些影响因素有关,泡沫油黏度的测量问题可能是引起对泡沫油黏度争议的一个主要原因。泡沫油黏度的研究有利于澄清泡沫油的渗流机理,泡沫油的渗流机理对于稠油油藏数值模拟,尤其是稠油油藏注气开发过程中的优化设计均具有重要意义。

泡沫油模型研究现状

引入泡沫油的概念是为了描述原油流动过程中伴随有分散气泡的现象。泡沫油现象被认为是加拿大和委内瑞拉稠油油田出现反常高产和超出预期较高采收率的主要机理。在充分调研泡沫油模型文献的基础上,对各种概念模型的特点进行了比较和总结。加拿大的一些稠油油藏在产出泡沫油的同时伴随有出砂现象,这表明地质力学作用和流体特殊性质2种因素并没有相互排斥,甚至存在两者的耦合作用。泡沫油的形成机理目前依然存在争论,如对于泡沫油的黏度目前尚未形成统一的认识,泡沫油形成过程的影响因素之间是否存在耦合等,要解决这些问题,未来应在泡沫油溶解气驱微观可视化模型和非常规PVT测试的基础上进一步探究其形成机理。

凝析气藏循环注气开发中后期重力分异特征

Y凝析气藏经多年注气开发后,气藏在不同产层剖面上呈现出不同的气油比变化和产出烃组分分异现象。利用井下取样方式取得最新的地层流体,通过相态实验,发现随着深度的加深,气油比逐渐增加,露点逐渐增大,凝析气相对分子质量逐渐增大等分异现象。通过干气-凝析气非平衡扩散实验,发现注入的干气并未马上与凝析气混为一相,试验压力为露点压力时,干气注入凝析气后呈现出上层干气、中层凝析气、下层凝油三种地层流体从上到下的分布现象,而实验压力大于露点压力时,呈现出上层干气、下层凝析气两种气体共存的现象。对长期注气开发、气窜等原因导致的重力分异现象有了清晰认识,对注气层位优选等开发方案调整具有重要意义。

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。