气中水含量对气藏流体相态与渗流的影响

考虑地层水的蒸发对烃类气藏生产的影响的研究较少,研究认为,从地层到地面过程中,气中水蒸汽含量的变化规律有3个阶段：近井区域的气-水两相平衡阶段;井底附近的未饱和阶段;井筒中某一点到地面的非平衡的“过饱和阶段”,也就是凝析水的产生。同时考虑到由于井底附近压力的降低,地层水的再蒸发,还可能对井底附近的储层造成盐堵,从而降低其渗透率对生产造成影响。当烃类气的组分含量变大时,平衡时其饱和水蒸汽含量相对较大;考虑实际地层中水蒸汽存在时,无论从实验室还是相平衡计算的结果来看,都使凝析气的露点压力有所降低。     

本期导读

本刊第一期是以突出报道“罗家寨”这一科技事件为主题目的,向读者展现了罗家寨构造的勘探、开发科学研究进展。而本期则着重于向读者展现我校的天然气开发与注气学术方向的研究现状。我校天然气开发与注气学术方向的科学研究团队,是“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室的重要组成部分之一,为“中国加拿大天然气勘探开发技术培训中心”和中国石油集团公司“天然气成藏与开发”重点实验室提供重要学术与技术支持。本期刊登的专题报道《以天然气为特色,以提高油气采收率为目标,服务于石油天然气工业》,是由本刊编委会完成的。它以该团队的“学术思想、研究特色、主要研究方向。主要研究内容和成果”等几个侧面,向读者作了较详细的介绍。作为我国著名的气田、凝析气田开发专家,李士伦教授一直致力于复杂气田开发的新方法新技术研究,本期《提高凝析气藏采收率和气井产量新思路》是他学术思想新的结晶。如能对读者的学术研究或生产实践有所裨益,是我们的最大心愿。我国的天然气工业发展迅猛,西气东输工程不仅带动了全国各行各业的发展,也深刻地变革着广大人民对清洁能源的认识和利用。松辽盆地、莺歌海盆地等地区CO2的发现,使低渗透油田的注气开发有了资源保证。本期的特邀专栏重点探讨了气田开发与注气方面的理论与技术问题,对天然气工程及其相关领域的研究具有重要的指导意义。《基准面旋回层序与油层单元划分关系》由陈景山教授等人完成,论文所针对的是存在于“按基准面旋回层序界面的小层划分方案与传统的油气层四级划分方案”之间的矛盾问题,研究提出了不同级次湖泛面沉积的泥质盖层或隔、夹层为边界的,跨基准面旋回层序界面的砂体和油层四级划分方案。有一定的创新性,在实际应用中也具有可操作性。汤勇等作者撰写的《高温气藏近井带地层水蒸发和盐析研究》,建立了适于含极性物质水的烃类混合物气液液三相相平衡理论模型及地层水蒸发与近井带含水饱和度与地层水矿化度的函数关系,提出了高温高地层水矿化度、低含水饱和度的气藏,在降压开采过程中必须考虑“盐析”可能引起的地层伤害问题。《沁水盆地南部煤层气藏特征》由石书灿等人完成,提出了沁水盆地南部晚古生界煤层在经历了印支燕山两期煤化作用生成的煤层气,在喜马拉雅期遭受改造后的煤层气藏的特征及其成藏问题。作为我校石油工程领域的后起之秀,年轻的林元华教授为本期撰写了《计算膨胀管膨胀力的新方程》,所建立的膨胀管膨胀力理论模型,对钻井工程及其相关领域的实际问题具有可借鉴意义。李传亮教授在平常的交往中是一位保持低调和与人为善的人,但在学术与技术问题上则迥异。从质疑到追根溯源的探究精神,不仅在教学中使学生们受益匪浅,并且在其科研活动中屡获突破。《异常高压气藏开发上的错误认识》是他为本刊撰写的第二篇探讨与争鸣性论文,值得推荐。此外,本刊较大幅度地提高了论文的刊出量以回馈作者与读者对本刊的厚爱与关心。为作者服务是我们的力源,为读者服务是我们的宗旨,为社会的进步作出一份贡献是我们的最终目的。期待您的反响与支持。     

高北斜坡中深层岩性油藏岩石电阻率实验研究

冀东油田南堡凹陷高北斜坡中深层岩性油藏电阻率测井响应复杂,给含油性评价带来了很大挑战。为了弄清岩石电阻率的变化规律,选取研究区不同类型的典型岩心,模拟不同地层水矿化度条件下的油驱水过程,进行配套的岩石电阻率实验测量。结果表明:胶结指数随地层水矿化度、孔隙度和储层品质因子的增大而增大,随阳离子交换量的增大而减小;饱和度指数随地层水矿化度和阳离子交换量的增大而增大,随孔隙度和储层品质因子的增大而减小。根据实验结果建立了动态岩电参数含水饱和度模型,依据该模型计算的结果与验证实验结果吻合很好,表明模型的可靠性高。     

未胶结砂样复电阻率影响因素实验研究

复电阻率法作为一种电法勘探方法被广泛应用于浅层水文、找矿、工程、环境等地质勘探中。前人研究发现岩矿石的复电阻率受测量频率、含水饱和度、地层水矿化度以及孔隙度等多种因素的影响。本研究以未胶结砂样作为研究对象,通过控制变量法细致探究了孔隙度、泥质含量、地层水矿化度等因素对复电阻率的影响。实验结果显示,复电阻率与孔隙度及溶液矿化度成反比且随泥质含量增大而增大。     

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。     

自然电位影响因素分析及响应方程构造

在砂泥岩地层中自然电位的影响因素主要有地层水矿化度与泥浆矿化度差异、泥质含量、含水饱和度、地层温度和地层厚度。有些公司提供了自然电位受温度和地层厚度的校正图版,但没有考虑泥浆冲洗深度、侵入深度和束缚水饱和度大小对自然电位的影响。充分借鉴了前人的研究成果,结合双水饱和度模型重新构造了砂泥岩中自然电位的响应方程。用新构造的方程计算的地层水电阻率数值与测试得到的地层水电阻率数值非常接近。     

辽东湾坳陷油田水化学特征与油气运聚的关系

基于实际测试资料,统计分析了辽东湾坳陷油田水的水型、矿化度和化学系数的纵、横向变化特征;并探讨了油田水化学特征与油气运聚的关系。研究表明,研究区油田水以NaHCO3型为主;矿化度随埋深先增大后减小,垂向上分为三个带:近地表蒸发浓缩带、越流压滤浓缩带、泥岩压实排水淡化带;常规离子组成中Na++K+和Cl-占绝对优势。在地层压实排水离心流过程中,地层水明显受泥岩压实排水淡化作用的影响,矿化度较低;地层水在离心流运移过程中不断越流浓缩,矿化度逐渐增大,油气垂向上沿油源断层向上运移,在低凸起、断裂带、砂体等近地表蒸发浓缩带聚集成藏。     

地层水矿化度对含水饱和度精度的影响分析

精确确定地层混合液电阻率和阿尔奇参数是剩余油饱和度评价的核心技术,但是在注水开发过程中地层混合液电阻率是动态变化的,同时当地层水矿化度变化较大时,胶结指数m和饱和度指数n随地层水矿化度的增大而增大,影响了由阿尔奇公式确定的含水饱和度的计算精度。提出首先采用变倍数物质平衡法得到地层混合液电阻率,再利用W-S模型和阿尔奇公式建立动态m、n值计算公式,在求准一系列地质参数的基础上再进行含水饱和度的计算。结果表明:采用变倍数物质平衡法能够得到精度较高的混合液电阻率;采用随地层水矿化度变化的m、n值能够显著提高含水饱和度的计算精度。     

单井注干气吞吐技术在柯克亚凝析气田的应用

应用数值模拟技术,研究地层中反凝析液饱和度的变化规律和注干气吞吐技术的开发效果。研究表明,反凝析液主要聚集在井筒附近地层中,饱和度最高可达17%;通过注干气吞吐技术,可以把井筒附近地层中的反凝析液部分“反蒸发”或挤往远处地层,改善近井地带地层渗流能力而增产。柯克亚凝析气田已经作了8井次的注干气吞吐试验,其中7井次见到明显效果。矿场试验结果表明,应用注干气吞吐技术可有效解决近井地带的反凝析污染、提高或恢复单井产能。对改善凝析气藏的开发效果具有重要意义。     

三交区块煤层气井产液规律及排采强度

为确定鄂尔多斯盆地三交区块煤层气合理的排采强度,采用理论分析、现场实测的方法,研究三交区块煤层气井产液规律,提出三交区块煤层气井排采强度计算方法.研究结果表明:渗透率直接影响煤储层供液能力,压降传递速度在单相水阶段显著快于气、液两相阶段;地层供液能力与渗透率、降压幅度、煤厚、含水饱和度之间存在正相关关系;计算得出三交区块直井、水平井在单相水产出阶段的合理排水量;随含水饱和度减小,应该相应降低排采强度.该成果对煤层气排采具有一定的参考价值和指导意义.     

相渗曲线对凝析气井动态影响研究

采用新疆吉拉克气田真实油气流体、生产井段岩芯,测试了高温高压平衡油气相渗曲线、常规相渗曲线以及改进的考虑束缚气影响常规相渗曲线;建立了单井模型,分析了不同相渗曲线对凝析气井生产动态的影响。研究表明：采用不同油气相渗曲线（平衡相渗、改进相渗、未考虑束缚气影响的常规相渗）对单井动态进行预测,所得结果表明三种相渗预测的气采收率相近,油采收率依次下降,近井地带凝析油饱和度依次上升;对正确选择相渗曲线认识气田开发,指导气田的后期开发方案部署具有重要意义。     

注伴生富化气近混相多级接触驱替机理研究

根据近混相驱理论,适当选择注入气的组成,形成湿气或富化气,在低于最小混相压力下可能会形成蒸发凝析双重传质作用的近混相驱,在适当降低注入压力的同时能使驱替达到与混相驱相同的效果。以我国海上油田某一实际油藏为例,采用该油藏伴生的富化气进行回注,通过注入气体与地层原油之间互溶性膨胀实验以及多级接触PVT相态特征实验和模拟研究,描述了近混相驱多级接触过程中注入气和地层油之间组成变化特征以及PVT高压物性变化规律,探索了我国海上油田注伴生富化气近混相驱油机理。     

钻井液处理剂对气体水合物形成的影响研究

海洋深水钻井过程中如钻遇浅层含气砂岩,气体进入钻井液,在海底低温和高压作用下易形成气体水合物,并堵塞井筒、环空或防喷器, 严重影响钻井工程。利用自制四氢呋喃旋转试管测试平台,实验研究了海洋钻井常用的钻井液处理剂（无机盐、有机盐、高分子聚合物）对气体水合物形成的影响。结果表明：无机盐、有机盐能很好地抑制水合物的形成,而聚合物在高浓度时才会有较好的抑制效果,低浓度时则会促进水合物形成。     

关于烃-水体系相平衡研究的现状及新进展

随着天然气勘探开发的力度增大,一些特殊的如异常高温、高压、低渗透等气藏的不断涌现,并且所占的比例越来越大,含水的气藏、凝析气藏的相态研究成为一个急需解决的课题。国外近年来已开始重视含水烃类流体的相态研究,正成为气藏、凝析气藏地层流体相态研究与应用的热点,部分研究成果对现有常规油气藏烃类流体相态特征研究的理论和方法提出了挑战。从实验设备、研究机理和理论发展方向对国内外学者的最新研究动向和研究成果进行了分析,并在此基础上介绍了因此所开展的有关考虑气态地层水影响的凝析气藏烃类相态分析的一些研究工作,以期供今后的研究借鉴,指导气藏和凝析气藏的开发和开采。     

关于烃-水体系相平衡研究的现状及新进展

随着天然气勘探开发的力度增大,一些特殊的如异常高温、高压、低渗透等气藏的不断涌现,并且所占的比例越来越大,含水的气藏、凝析气藏的相态研究成为一个急需解决的课题。国外近年来已开始重视含水烃类流体的相态研究,正成为气藏、凝析气藏地层流体相态研究与应用的热点,部分研究成果对现有常规油气藏烃类流体相态特征研究的理论和方法提出了挑战。从实验设备、研究机理和理论发展方向对国内外学者的最新研究动向和研究成果进行了分析,并在此基础上介绍了因此所开展的有关考虑气态地层水影响的凝析气藏烃类相态分析的一些研究工作,以期供今后的研究借鉴,指导气藏和凝析气藏的开发和开采。     

基于溶解度实验的硫沉积模型及应用研究

四川东北部相继发现了普光、罗家寨等一大批高含硫气藏。高含硫气藏在气体开采过程中,随着地层压力不断下降,元素硫达到临界饱和态后将从气相中析出,并在储层孔隙及喉道中沉积,从而导致地层孔隙度和渗透率降低,严重时造成气井停产。根据硫在天然气中的溶解机理以及物质平衡原理建立了高含硫气藏硫沉积预测模型,以罗家寨气田罗7井为例,预测了不同压力范围下的含硫饱和度以及硫沉积对气井产量的影响。研究结果表明,当地层压力下降到40MPa时,气井产量下降了82.5％,地层压力下降到37MPa时,气井将停产。     

油藏近井地带油水两相径向渗流特征

实际油藏中近井地带渗流为平面径向流,首先建立了二维两相径向渗流方程,得到了相对渗透率比值与流体饱和度关系解析解,然后设计了平面径向渗流实验,并用该解析解对渗流特征进行了分析,并与常规JBN处理结果进行了比照,得到近井地带油水径向渗流新特征.研究结果表明,建立的解析模型,能表征近井地带油水相渗关系,并且平面径向流模型试验结果说明,在近井地带,相对渗透率比值与流体饱和度呈直线关系对应的饱和度区间变小,油水在渗流中呈现出更为复杂的渗流关系,以非线性作用为主.