凝析气藏气液液体系相态特征模拟研究

针对凝析气藏中凝析气反凝析油地层水之间的相态变化极其复杂,常规相平衡计算只考虑了凝析气与反凝析油之间相态变化的问题,开展了流体组成中考虑气态凝析水组分的流体PVT实验。模拟计算了过饱和水凝析气体系的CCE和CVD实验过程,研究认为：过饱和水的存在会对体系的CCE和CVD过程造成明显的相态影响。对多相流体复杂相平衡研究具有重要意义。     

凝析气藏水驱机理研究

目前全世界凝析气田开发主要采用衰竭和注气两种开发方式。由于诸多条件的制约注气,应用受到限制;衰竭式开采凝析油采收率低,对于凝析油含量高的气藏开采效果不好。凝析气藏注水开发是一新的开发方式,国内对此方面研究较少,值得探索。以大港板桥废弃凝析气藏室内岩芯注水驱替实验为基础,对水驱的可行性及其机理进行了探讨。实验表明：凝析油和天然气的采收率最高可分别增加3.39%、10.11%;较高速度下注水效果好于在低速下水驱效果;存在一最佳注水量值;在废弃压力条件下注水效果优于复压后注水效果。     

塔中高、特高含凝析油凝析气藏周期注气数值模拟研究

为提高凝析气藏凝析油采收率,以塔中I号气田Ⅱ区高、特高含凝析油凝析气藏为例,建立了最大反凝析速度判别方法,结合生产动态特征,开展不同储层类型的高、特高含凝析油型凝析气藏单井周期注气数值模拟分析。研究表明:1根据反凝析液量与压力变化关系得到的单位压降凝析液析出速度拟合特征曲线会出现多个极值点,第1个极大值点是单位压降凝析油析出速度最快压力点,第1个极小值点是保压开采最低压力点;2衰竭开采反凝析程度越大,则凝析气中组分含量比值(C2—C6)/C1越大,则周期注气提高凝析油采收率越高;3水侵体积系数越大,裂缝发育程度越小,基质(洞穴、孔洞储层)与裂缝耦合程度越高,则周期注气提高凝析油采收率越高;4相对衰竭开采,注入C1、C2均能一定程度提高凝析油产量,C2抽提、驱替凝析油效果更好。     

气井及凝析气井连续携液模型的统一

气井及凝析气井积液是气田开发过程中的一个严重问题,目前关于气井连续携液模型种类繁多,且缺少富含凝析水的定向凝析气井临界携液流量模型。本文在目前广泛采用的Li Min携液模型基础上,推导出了富含凝析水的定向凝析气井临界携液流量模型,并将现有的气井和富含凝析水的凝析气井临界携液流量模型进行了统一。研究认为,在计算富含凝析水凝析气井的临界携液流量时,气井携水比携油困难,所以只需达到最小携水产气量即可,无需考虑油、气、水三相复杂相态变化。同时发现,由于定向气井存在着管斜角,使得定向井的临界携液流量要比直井大得多。气井及凝析气井连续携液模型的统一,极大的方便了现场工人及相关科研工作者的计算。     

推广的Sullivan浸润相变模型(Ⅱ)——三重临界线

对于推广的Sullivan模型,本文用改进的动力学方法讨论其能量条件线的拓扑性质不变性,建立了系统的展开方法,计算了参数空间中三重临界线的位置.计算结果在初级近似上与变分法的结论一致.     

用Sullivan推广模型研究相变的级别

由表面张力引起的表面浸润是日常生活和工农业生产中经常遇到的一种物理现象,本文根据浸润相变的理论,提出了Sullivan的一个推广模型,分析了相变的级别.     

外场作用下稀疏晶场分布和对称晶场分布的BC模型相变特点研究

在有效场框架下,运用切断近似的方法,对有外场作用的Blume-Capel模型的相图进行研究,探讨外场对2种晶场分布形式(稀疏晶场分布和对称晶场分布)的BC模型相图的影响,并给出相应的相图.在晶场稀疏分布情况下,外场的存在,系统的三临界点(TCP)存在的晶场稀疏浓度范围变大;有序相的区域变大;系统基态晶场简并模式数减小.而对于对称晶场分布情况,外场的存在,三临界点存在的晶场随机浓度范围和系统基态晶场简并模式均没有发生变化.     

求解两相蒸发和冷凝问题的气液相变模型

为了更精确简单地求解两相流中的蒸发和冷凝问题,基于FLUENT中的流体体积(VOF)方法提出了一种气液相变模型,该模型适应于两相中一相为非饱和相,即处于过热或过冷状态,另一相为饱和相,即处于饱和状态.该气液相变模型中:非饱和相导热系数和比热容为真实的物性参数;假设饱和相导热系数等于0,饱和相比热容等于非饱和相比热容;界面处相变率仅由非饱和相决定,最后,通过一维Stefan问题相界面位置的分析解和二维膜态沸腾气相体积比的精确解,验证了该相变模型的精确性和可行性.文中工作为该相变模型的推广应用奠定了基础.     

外白噪声对Schlgl三分子模型相变行为的影响

本文利用随机微分方程解的唯一性和相应Fokker-Planck方程稳态解的唯一性,讨论了在外白噪声影响下Schlgl三分子模型一级非平衡相变与有关外参数的关系。得出如下主要结论:a.从中间产物浓度x的三次方项输入白噪声,使一级相变在b参数空间中“提前”出现;b.相反,从x的二次方项输入白噪声,却使一级相变在b参数空间中“推后”出现。     

多孔介质对凝析气相态的影响

凝析气藏衰竭开发过程中,多孔介质中流动的凝析油气体系必然与多孔介质发生相互作用,影响凝析气在多孔介质中的相态变化规律。提出了一种新的气液相变实验方法,利用高精度的气相色谱分析技术,分析了不同衰竭压力下,凝析油气体系分别在岩心和PVT筒中发生反凝析相变后的流体组成,同时分析了多孔介质中凝析气的相变机理。实验结果表明,低渗透介质对凝析气的相态有较大影响,而高渗透介质对凝析气相态的影响不大,在工程设计中可以忽略。     

考虑地层水存在的高温高压凝析气藏相态研究

高温高压凝析气藏地层水的存在对相态和开发动态的影响不容忽略.基于活度系数模型并结合PR状态方程,建立了考虑地层水的烃水体系气-液-液三相相平衡计算模型.针对实例凝析气藏,通过实验和理论模拟手段研究了地层水存在时温度和压力对凝析气中水含量、油气水三相相体积、饱和压力、p-T相图以及反凝析液量的影响规律.研究结果显示,温度越高气中凝析水含量越高,而且随压力降低呈指数增加.地层水存在使凝析气藏露点压力和最大反凝析液量均增加,这说明地层水存在加剧了反凝析.考虑地层水存在的烃水体系p-T相图更能反映油气水三相相态特征.由此可见,高温高压凝析气藏必须考虑地层水存在对相态及开发过程可能带来的影响.     

低含凝析油低渗凝析气藏凝析油污染评价及解除方法实验

传统观点认为,低含凝析油凝析气藏对储层污染很小,即使渗透率低也影响不大,因此研究较少。针对低含凝析油的低渗透凝析气藏特点,建立了近井区凝析油污染评价方法,采用0. 086 2、0. 009 19 m D两种不同渗透率的孔隙型储层岩心,分别结合凝析油含量为25. 32、52. 59 g/m3的两种低含凝析油的凝析气样品,通过测试不同衰竭压力下气相有效渗透率的变化,来评价凝析气藏近井区凝析油污染程度,并反推污染程度最大的岩心对应的凝析油饱和度,然后选择上述污染程度较大的0. 009 19 m D岩心,采用分别注入0. 1干气,以及0. 05 HCPV干气+0. 05 HCPV甲醇的方法进行凝析油污染解除对比实验,结果表明:注干气岩心渗透率恢复程度达到39. 42%,注干气+甲醇岩心渗透率恢复程度可达50. 46%。该研究为低渗透凝析气藏凝析油污染程度评价及解除提供了一种新方法。     

异常高温气井凝析水产出机理及动态研究

基于油气水多相相平衡理论,模拟了异常高温气藏地层原始条件和生产过程中地层和井筒的烃水相态变化特征,分析了气井凝析水的采出过程和机理.计算了不同温度压力条件下凝析气中饱和凝析水含量,得出了气井凝析水产出动态规律曲线.最后对两口实例凝析气井早期产水规律和产水来源进行了分析.结果表明,凝析水产出机理是烃水在不同温度压力条件下的多相平衡,凝析水产水规律可用于气井产水来源和气井产水动态的初步判定和分析.这对于正确认识高温气井产水规律,编制合理的气田开发方案具有重要现实意义.     

带油环凝析气藏地层压力预测方法

带油环凝析气藏气顶油环协同开发过程中,地层压力的不断降低导致气顶发生反凝析现象,油环中的溶解气不断逸出,同时还伴随着原生水蒸发、岩石流体膨胀、边底水侵入等变化。综合考虑以上影响因素,在烃类流体物料守恒原理的基础上,建立带油环凝析气藏地层压力预测方法。将该方法应用于某实际带油环凝析气藏中。计算结果表明:该方法得到的地层压力与关井实际测压数据吻合较好,具有一定的可靠性;在衰竭开采方式下,气顶采气速度和油环采油速度的增加都会加速地层压力的下降;在气顶孔隙体积大于油环的孔隙体积条件下,气顶采气速度的增加更容易加快地层压力的下降,从而气顶的采气速度不能太大以免地层能量过早枯竭。     

凝析气井产能方程

基于凝析气和反凝析油在地层中渗流特点,结合凝析气体系相态理论和渗流机理,运用状态方程进行模拟,考虑流体相态和组分的变化、凝析气井的表皮系数以及流态的性质,引入稳态理论的两相拟压力函数,建立适合凝析气井的产能分析方法,并根据凝析油的临界压力和临界饱和度与渗流的关系,给出预测凝析气井产能的三种数学模型:无凝析液析出时气井单相气体渗流数学模型;凝析液析出时气体单相参与流动的渗流数学模型;凝析油气两相流动的渗流数学模型。该方法对于凝析气井的产能预测有很大的实际意义。     

凝析气藏循环注气参数优化研究

凝析气藏循环注气参数是影响循环注气采收率及经济效益的主要指标.为深入了解不同的注入参数对气藏开发效果的影响程度,针对大涝坝凝析气藏的特征开展了注气可行性研究.通过数值模拟方法研究了注入介质、注入方式、注入时机、注采比等参数对凝析气藏注气开发效果的影响,并优选了注入参数.结果表明,经过优化参数后的注气开发方式可明显提高凝析油采收率,同时可提高天然气采收率.     

关于凝析气藏开采速度的讨论

在开展不同衰竭速度长岩心衰竭实验的基础之上,引入凝析油组分分析,研究不同衰竭速度对凝析气藏开发效果的影响。结果表明,凝析油中重质组分的质量分数随衰竭速度的增加而增大。开采速度对天然气的采收率影响不大,对凝析油采收率的影响非常明显;由于非平衡相变的影响,使得衰竭速度越大,气、液分离的非稳定性越强,地层反凝析油饱和度越低,累积采出的凝析油就越多;因此,较大的衰竭速度有利于提高天然气和凝析油的采收率,降低凝析气藏在地层中的反凝析液饱和度,对缓解地层反凝析污染有一定的作用。     

毛细管压力对凝析气体系相态行为的影响

在低渗透多孔介质中 ,由于孔隙半径小而不能忽略毛细管压力对油气体系相平衡的影响。针对这一问题 ,建立了考虑毛细管压力的相平衡计算模型。利用K值多组分模型 (KCOM PVT)软件中的相态模拟计算模块 ,对一个实际凝析气藏中油气体系的毛细管压力、露点压力和恒组成膨胀过程中反凝析液量进行了模拟计算 ,论证了毛细管压力对凝析气体系相平衡的影响程度。计算结果表明 ,润湿性决定毛细管压力对凝析气体系相态行为影响的方式。当润湿角θ为 0～π/2时 ,油气体系的上露点压力上升 ,恒组成膨胀过程中反凝析液量增加 ;当润湿角θ为π/2～π时 ,其变化趋势相反。毛细管半径和界面张力决定毛细管压力对凝析气体系相态行为影响的强弱。只有当毛细管半径低于 10 -5cm时 ,毛细管压力对油气体系相平衡的影响才变得明显     

基于遗传算法的最小二乘支持向量机预测凝析气藏露点压力

露点压力的准确预测对保障凝析气藏的高效开发至关重要。近年来,数据挖掘、人工智能等大数据技术逐渐成为研究热点,其对复杂的非线性回归与分类问题有良好的解决策略。基于优化算法和机器学习,提出了一种将遗传算法(GA)与最小二乘支持向量机(LSSVM)相结合的露点压力预测模型(GA-LSSVM模型),并利用误差反向传播(BP)和径向基函数(RBF)人工神经网络建立了相应的露点压力模型,然后进行模型精度对比。在皮尔逊关联性分析基础上,上述模型均选取气藏温度、(N_2+CO_2、C_1、C_2～C_6、C_(7+))摩尔分数、C_(7+)相对分子质量、C_(7+)相对密度和气油比作为自变量。采用公开发表的34个露点压力数据进行参数优化,得到了GA-LSSVM、BP和RBF模型的最优参数,并对15组实测露点压力数据进行预测。结果表明:GA-LSSVM模型预测精度明显高于BP、RBF神经网络模型,具有良好的预测能力,GA-LSSVM模型的平均绝对相对误差(AARD)仅为3.02%,其中最大绝对相对误差(ARD)为16.64%,最小ARD为0.05%,BP和RBF神经网络模型的AARD分别为6.46%、10.54%。最后,根据Leverage方法,进行了所有数据的异常点检测。研究为凝析气藏露点压力预测提供了一种有效方法。