深层凝析气藏多相流体复杂相态理论及提高气井产能新方法研究

【摘要】：在凝析气田的开发过程中,多相流体复杂相态理论及提高凝析气井产能的新方法研究,一直是极其重要和具有相当难度的前沿课题。随着越来越多的高温、高压凝析气藏的发现,地层水对凝析气流体相态及凝析气藏开发的影响已不容忽视;同时,在深层低渗凝析气井中,近井带反凝析和反向渗吸水锁引起的堵塞,严重影响和制约了气井的正常生产。基于上述分析,本文提出了考虑地层水影响的凝析气藏油气水三相PVT相态实验和理论研究,以及解除凝析气井近井带反凝析反向渗吸堵塞,提高气井产能的新方法研究课题。该课题的研究对于高溫高压深层低渗凝析气藏的合理开发,以及含极性物质的多相相平衡理论研究都具有重要意义。 基于实验和理论相结合,理论和应用相结合的研究方法开展了以下工作: (1)利用西南石油学院“油气藏地质及开发工程国家重点实验室”引进的大型PVT实验设备(RUSKA-PVT仪、DBR-PVT仪)对考虑地层水存在的凝析气流体真实相态特征进行了实验测试,研究了高温高压地层条件下凝析水含量、以及地层水的存在对凝析气流体露点压力、P-V关系和定容衰竭过程的影响。对地层水与甲醇之间的相态以及甲醇与地层水的配伍性也进行了实验研究。 (2)利用加拿大Hycal公司长岩心驱替装置进行了注甲醇段塞+干气吞吐和注氮气吞吐共两套长岩心对比实验。为探索深层低渗凝析气井开采中后期消除反凝析和反向渗吸水锁提高气井产能研究提供实验基础。 (3)应用状态方程描述气液两相相态,在Nelson提出的k值相态稳定性检验方法的基础之上,推导出了气-液-液三相稳定性判断准则,结合物料守恒原则建立了气液液三相闪蒸数值计算模型。 (4)基于PR和LHSS为代表的立方型状态方程与G~E活度系数模型的结合,建立了可描述含极性物质(如甲醇、水等)的烃类混合物相平衡的热力学模型,其中活度系数模型采用基于官能团概念的UNIFAC模型。 (5)应用多相相平衡理论,研究了考虑地层水的凝析气藏油气水三相PVT实验模拟方法和考虑地层水存在的P-T相图模拟计算方法。并且,系统研究了高温高压气井饱和凝析水含量、气井凝析水产出的相态机理以及凝析气井产水来源和地层可动水存在的判断方法。同时,对气井近井带地层水蒸发的相态特征也进行了研究。 (6)建立了凝析气井注气吞吐消除反凝析污染的相态评价方法,并对实例凝析气井注气参数进行了优选。分析了凝析气井反凝析污染导致产能降低的特征、注气吞吐解除反凝析污染的机理;并且研究了注入的甲醇段塞对凝析气流体相态的影响。