储层条件下CO_2相态与应用研究

阐述了CO2物理性质和实验方法,并在实验的基础上,对不同于烃类天然气的CO2气藏的特殊性质进行了探索性研究,分析了CO2性质在不同温度、压力下的变化特征,确定了储层条件下CO2的压力与密度、温度的关系,并绘制了等温密度—压力图及偏差系数Z图。同时,指出了本文提供的偏差系数求解方法的特点,说明利用该图能够准确计算CO2气藏储量。本文还探讨了不同于体积法的CO2气藏储量计算方法即质量—密度法,该方法适用于不同相态的CO2储量计算。     

松南火山岩气藏流体相态特征研究

松南火山岩气藏流体CO2 含量高,相态变化复杂,特别是近临界区域密度、黏度随温度压力的变化不同于常 规烃类气体,因此,进行了高含CO2 气藏流体相态研究。开展了高含CO2 流体高压物性实验,观测了不同温度压力下 不同CO2 流体的高压物性参数,并观察到在低温条件下高含CO2 流体的近临界现象。在PVT 实验的基础上,分析了 不同CO2 流体的偏差因子、体积系数随压力温度的变化关系。针对含CO2 体系的近临界特征,修正高含CO2 体系状 态方程,分析了近临界区域密度、黏度的变化规律,解释了实验观测中的近临界现象。应用修正高含CO2 体系状态方 程绘制p − T 相图,可对松南气田开采及生产过程中的流体相态特征进行判断。     

计算异常高压气藏地层压缩系数的一种新方法

准确的地层压缩系数在开发异常高压气藏的过程中有着重要意义.为了正确获得随气藏开发而不断变化的地层压缩系数,在研究现有方法的基础上,通过分析异常高压气藏地层压缩系数随地层压力动态变化的特点,从天然气体积系数与地层压缩系数定义出发,运用产量递减律和采气指数概念,推导了地层压缩系数动态变化的表达式.将本方法与经验公式法计算的地层压缩系数进行了对比,结果表明,本方法计算的地层压缩系数更合理、准确,并且是一个能够正确反映气藏开发特征的动态值.     

东方气田产能测试数据应用新方法研究

东方气田开发过程中,在利用单井初始产能测试数据基础上通过半经验法求解湍流系数、产能系数,通过天然气高压物性参数计算方法求取影响产能方程系数Ah、Bh变化的主要因素天然气地下黏度μg和压缩因子Z等,从而建立随地层压力变化的动态产能方程。利用日常生产井口测试资料结合垂直管流计算,可以求解不关井情况下的动态产能和地层压力。在东方气田单井应用结果表明,动态产能计算能够替代常规产能测试,对气藏的合理开发具有重要的指导意义。     

天然气综合体积变化率的计算方法

本文提出了具有普遍意义的天然气综合体积变化率的概念,以此来表征弹性压缩和热膨胀两方面因素同时造成的天然气体积的相对变化。该参数更适用于各种非等温条件下油气藏中流作渗流的计算以及井筒中气体体积随温度和压力变化的计算。整理出一套计算机用的计算方法,并给出计算实例。     

鄂尔多斯塔巴庙地区上古气藏特征及成藏机理

根据塔巴庙地区上古生界砂体分布特征,区域性裂缝的纵向分布特征,烃源岩、储层、盖层组合特征,纵向上各层的地层压力分布、天然气成分特征等,对盒2～3段、山1～2段、太2段气藏特征及成藏机理进行了分析.认为在油气成藏中区域性裂缝起了关键的通道作用.下伏太原组、山西组烃源岩生成的天然气向上运移,造成了盒2～3段气藏的压力系数高和天然气轻烃(CH4)含量高的特征.在此基础上提出了天然气成藏概念模式.指出山1～2段、太2段气藏属于经过再次运移"破坏"后的"残余气藏",盒2～3段气藏属于裂缝形成后下伏天然气再次运移聚集形成的"次生气藏".     

库车坳陷克拉2气藏异常压力成因分析

异常地层压力的成因是油气成藏过程研究的重要内容.通过分析气层气体压力-温度-比容(P-T-C)状态以及应力的分配机制对库车坳陷克拉2气藏的异常地层压力成因进行了分析,并使用R-K-S真实气体方程计算了克拉2气藏气体聚集造成的压力.结果表明,克拉2气藏气体聚集(充注)形成了气藏现今约59.54 MPa的流体压力,占整个地层压力异常的57.12%.气体和岩石压缩系数的巨大差异导致应力分配机制不符合线性关系,而与应力变化范围内的岩石和气体压缩系数积分比有关.计算了喜山中、晚期以来构造应力在克拉2气藏的分配,其中约10.6 MPa的剩余压力来源于构造挤压,为不足气藏剩余压力的42.4%.克拉2气藏超压的主要成因为充气作用,其次为构造挤压作用.     

低渗透气藏应力敏感性及其变形机制研究

低渗透气藏岩性致密、渗流阻力大、压力传导能力差,地层压力的下降会对渗透率造成伤害而影响气井产能。目前,一般通过室内物理模拟实验评价储层应力敏感性。以吉林油田龙深气藏为研究对象,从储层岩石硬度、裂缝分布、粘土矿物含量以及含水饱和度等方面进行了实验研究,结果表明该气藏具有较强的应力敏感性,储层岩石存在较强的泥化现象,粘土矿物含量高是产生应力敏感的主要原因,形成了储层岩石变形的规律性认识。为了降低应力敏感带来的危害,应用了降低粘土矿物膨胀程度的压裂液进行体积压裂,优化了合理的生产压差,新井试气结果理想。研究结果为该类气藏的合理开发提供了有力的技术支撑。     

CO2对原油的抽提及其对原油黏度的影响

采用高压PVT(压力-体积-温度)试验装置,模拟3种不同性质的原油油样非混相驱时CO2-原油的接触过程,重点考察CO2对原油的抽提作用以及CO2抽提后剩余原油的物性,测定抽提过程中进入气相的轻质组分的体积(抽提油量)、残余油黏度及组成.试验结果表明:CO2优先抽提原油中的轻质组分,原油越轻,CO2的抽提油量越大;抽提后残余油黏度普遍提高,残余油样黏度是原油黏度的1.1～2.0倍,且温度越低,黏度比越大;提高注入压力或降低CO2注入量可防止油气性质差异变大.研究认为,抽提作用对重质原油的黏度影响较大,导致CO2抽提后残余油的采出难度加大,建议CO2驱油技术应优先应用在轻质油藏.     

多元有机有机混合液声速压力系数的理论预测

根据Jacobson的液体分子自由程理论和液体声速与分子自由程的关系,推导出了多元有机混合液声速压力系数与组成多元有机混合液各组分的特性参量(声速、密度、自由程、等温压缩系数等)之间的关系式.利用文中给出的公式,对由丙酮、苯、四氯化碳、甲醇组成的三元系有机混合液声速的压力系数进行了数值预测,预测结果与实验测量结果符合较好,且声速压力系数均为正值.     

天然气水合物渗流特征及其描述

天然气水合物渗流是一个多相多组分非等温的物理化学渗流过程,这个过程包含了相变、能量变化以及储层介质的物理性质的变化。提出了天然气水合物藏孔隙度、渗透率、饱和度等参数的定义方式。应用渗流力学理论,结合水合物开采方式,对其渗流过程进行了描述,建立了天然气水合物藏开采的基本数学模型,并探讨了目前天然气水合物渗流研究存在的问题,为下一步天然气水合物藏的物理模拟和数值计算提供了理论基础。     

地层系数法确定气井的产能方程

气井产能方程是认识气井生产规律和分析预测气藏动态的重要依据,是确定合理的气井产量或气藏产量的基础.目前用于确定低渗透气井产能方程的方法存在诸多局限性.本文提出一种简便的确定气井产能方程的方法——KH值法.该方法将修正等时试井资料得到的无阻流量与单点法二项式公式计算的无阻流量进行对比,当二者相等时,可以获取非达西系数D,然后根据同一区块上的测试资料得到其他的储层物性参数,从而求得该区块的产能方程通式,进而根据每一口单井的实际地层系数得到该单井的产能方程.与实际生产数据对比表明,采用该方法得到的单井产能方程符合气井的实际生产规律.     

混氢天然气物性规律及管道水合物生成模拟分析

氢能是一种绿色低碳的二次能源,在天然气管道中掺入氢气进行大规模运输是当前研究的热门领域。但氢气与天然气混合后因其物性参数的改变,使管道产生堵塞、氢脆、泄漏、聚积、燃烧和爆炸等问题。基于此,利用Aspen HYSYS软件,选取代表性数据,运用理论研究、数据模拟和数据分析等方法,针对不同混氢比下天然气与氢气混合后的物性变化规律和管道水合物生成情况进行模拟分析。结果表明：随着混氢比增大,混合气体温度先降低再升高,在混氢比为36%时达到最低温度;混合后气体质量密度和比热容比与混氢比呈负相关;质量焓、质量熵、质量基准热值、Z因子、热导率、运动黏度均与混氢比成正相关;随着混氢比增大,水合物生成温度降低,压力升高。可见在天然气管道中适当混入少量氢气可抑制水合物的生成;混氢天然气物性参数变化规律为探究适合不同条件下的最优混氢比、保证管道输送及使用的安全性提供了数据基础。     

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.     

断块型深层低渗油藏天然气驱最小混相压力及相态特征

本文以大港油田深层低渗油藏X断块为研究对象,采用细管实验和PVT测试仪器,测定了大港油田X断块地层原油和Y气藏天然气的最小混相压力,地层原油的基本物性参数,以及注入天然气对原油高压物性参数的影响。实验结果表明：大港油田X断块地层原油属于轻质原油,能够与Y气藏天然气实现混相,且最小混相压力为45 MPa,低于地层压力(49.8 MPa)和国内常用高压天然气压缩机的压力等级(50 MPa),因此,在X断块实施天然气混相驱具有理论可行性;地层原油的气油比、泡点压力、体积系数、压缩性、气体平均溶解系数均较高,多次接触实验结果表明,注入天然气与原油在最小混相压力条件下能够实现多次接触混相。为了实现大港油田深层低渗油藏X断块的高效开发,建议在X断块实施天然气混相驱。     

天然气三甘醇脱水装置数字孪生系统

数字孪生可以实现物理空间与数字空间之间的映射和交互,在工业领域展现出巨大的发展前景。针对天然气脱水性能参数检测效率低和气站工艺参数无法在线优化的问题,将数字孪生应用于化工行业,构建了三甘醇（triethylene glycol, TEG）脱水装置数字孪生系统的整体框架。结合物理设备建立了孪生系统的几何模型,并基于物理数据实时驱动建立了脱水系统工艺流程模型,最后,通过虚实映射模型完成物理空间和数字空间的映射,最终建立脱水装置的孪生模型。该模型可实现物理设备与虚拟设备的并行运行。通过提出的数字孪生系统,能够实现对天然气水露点等脱水性能参数的实时预测;以低能耗为目标,通过孪生模型中的优化算法,可实现对脱水工艺参数的在线优化,提升经济效益。     

特高压力下天然气压缩因子模型应用评价

已有的压缩因子模型是否适用于特高压力区 (p >6 0MPa)内压缩因子的预测尚未明确 ,给特高压力油气藏储量的准确计算和开发方案的制定造成了一定的困难。用文献中纯组分和混合物及自测天然气压缩因子的实验数据对文献中的压缩因子模型进行了对比计算 ,重点为压力高于 6 0MPa的区域。结果表明 ,Dranchuk和Hall模型对 10个天然气样品压缩因子计算的总平均误差分别为 1.6 2 %和 1.6 8% ,而对特高压力区天然气压缩因子计算的总平均误差均为 1.7% ,可以满足工程计算的要求     

四川中江气田沙溪庙组天然气成因类型及气源对比

探讨四川盆地中江气田侏罗系沙溪庙组天然气的成因和气源,为找气提供理论依据。利用天然气组分特征、碳同位素特征、轻烃特征等地球化学资料对该区天然气成因类型进行了分析,根据轻烃的气、源配对参数和碳同位素参数对天然气的来源进行了追踪。沙溪庙组天然气以烃类气体为主,含少量的非烃类气体,为腐植型干酪根裂解成因的煤型气;对碳同位素和轻烃的研究均表明,天然气为有机成因的煤型气。气源对比结果表明,须五段烃源岩为沙溪庙组煤型气的主要来源。中江气田侏罗系沙溪庙组气藏为次生气藏。     

喷管内高速流动天然气相变特性数值研究

在超声速旋流天然气分离器中,气流经过拉伐尔喷管绝热膨胀形成带液滴的超声速低温混合气流,喷管内的相变是实现天然气分离的关键.根据相变理论、气体动力学理论并考虑了实际气体的影响,建立了描述有相变的喷管中天然气高速流动的数学模型.研究了喷管内有相变的天然气的流动特性;计算了不同入口条件下的相变起始点位置和水蒸汽的凝析率;分析了当喷管入口温度一定时,相变起始点、水蒸汽凝析率与入口压力的关系.计算结果表明,随着入口压力的升高,相变起始点位置逐渐前移,水蒸汽凝析率逐渐增大,建立了一种预测超声速旋流分离器正常工作压力范围的方法.     

气液混输管线气相流量瞬态变化特性实验研究

在大型多相流实验环道上进行了气体流量快速变化的瞬态特性实验。结果表明 ,气体流量突变产生沿管线衰减传播的压力波 ,它在分层流中的传播速度大于其在段塞流中的传播速度。气体流量突变后 ,不同流型下其压力变化趋势相同。在气体流量突然增加的过程中 ,出现压力过增量 ;在气体流量突然下降过程中 ,出现压力过降量。但是 ,压力在两种流型中的瞬态变化机理不同 ,分层流中压力的瞬态变化取决于气体的惯性和可压缩性 ;段塞流中压力的瞬态变化过程则取决于液塞的惯性和液膜区气体的可压缩性。在气体流量瞬态变化过程中还可能出现对应准稳态过程未出现的流型。当气体流量突然增加时 ,在分层流的瞬态变化过程中可能出现段塞流 ,在段塞流的瞬态变化过程中会出现冲击性增强的高频段塞流 ;当气体流量突然降低时 ,在段塞流的瞬态变化过程中则会出现短时间的分层流。