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低渗透凝析气藏开发技术

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渗透 凝析气藏 开发 技术
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© 1994 , 要 升 别 重 视 凝 析 气 藏 开 发 方 式 、 储 层 改 造 技术 , 特 别 是 水 乎 并 技 术 时 研 宏 , 加 强 动 态 分 析 才 法 的 研 宏 。文 邵 建 萍 牛 宝 荣凝 析 气 田 在 世 界 气 田 开 发 中 占 有 特 殊 重要 的 地 位 , 凝 析 油 气 藏 的 高 效 开 发 一凝 析 油 气 渗 流 严 重 偏 离 达 西 定 律 。 在 凝 析气 藏 开 发 过 程 中 , 应 尽 量 控 制 惯 性 效 应 , 激励 毛 管 数 效 应 , 从 而 提 高 凝 析 气 井 的 产 能 。直 是 世 界 级 难 题 。凝 析 气 藏 渗 流凝 析 气 藏 在 生 产 中 表 现 出 的 产 能 递 减现 象 , 促 使 人 们 去 了 解 储 层 中 的 真 实 流 动状 态 。 在 凝 析 气 藏 开 发 过 程 中 , 当 井 底 流 动压 力 降 低 到 露 点 压 力 以 下 时 , 会 发 生 反 转凝 析 现 象 。 反 凝 析 液 在 生 产 井 井 筒 附 近 迅速 聚 集 并 逐 渐 形 成 高 饱 和 度 。 当 凝 析 油 饱和 度 大 于 临 界 凝 析 油 饱 和 度 时 , 凝 析 油开 始 向 井 底 流 动 。 凝 析 油 的 聚 集 增 长 减 少了 气 体 流 动 的 有 效 孔 隙 空 间 , 降 低 了 气 相的 相 对 渗 透 率 , 损 害 了 气 井 的 生 产 能 力 , 同时 还 会 造 成 重 组 分 的 损 失 。近 几 年 来 , 随 着 实 验 研 究 的 进 一 步 深人 , 发 现 油 气 渗 流 受 多 种 因 素 影 响 , 包 括 多孔 介 质 、 原 生 水 、 润 湿 性 、 重 力 、 吸 附 、 界面 张 力 、 速 度 等 , 但 界 面 张 力 和 速 度 的 影 响最 为 显 著 。临 界 扭 析 油 饱 和 度临 界 凝 析 油 饱 和 度 是 近 年 来 国 外 学 者研 究 的 热 点 问 题 , 国 内 对 凝 析 油 临 界 流 动饱 和 度 的 研 究 才 刚 刚 起 步 。 西 南 石 油 学 院首 次 建 立 了 超 声 波 高 温 高 压 岩 心 流 动 中 的凝 析 油 临 界 流 动 饱 和 度 的 直 接 测 试 方 法 ,但 没 有 考 虑 束 缚 水 的 影 响 。束 缚 水 对 临 界 凝 析 液 饱 和 度 具 有 显 著的 影 响 。 如 果 地 层 中 存 在 束 缚 水 , 凝 析 液 能够 在 较 低 的 凝 析 液 饱 和 度 低 于 下 流动 。 等 人 发 现 虽 然 致 密 孔 隙 中 的束 缚 水 降 低 了 界 面 张 力 , 但 是 它 阻 止 凝 析液 流 过 堵 塞 了 的 孔 隙 , 并 且 产 生 许 多 拟 死端 孔 隙 。 因 此 , 储 层 中 束 缚 水 的 分 布 和 数 量对 凝 析 油 气 流 动 具 有 严 重 的 影 响 。毛 数 效 应凝 析 油 堵 塞 造 成 的 压 力 降 发 生 在 离 井筒 几 米 的 地 方 , 流 速 非 常 高 , 在 近 井 地 带 ,由 于 气 体 流 动 速 度 较 高 , 气 体 携 带 部 分 凝析 液 至 地 面 , 降 低 了 凝 析 油 饱 和 度 。 我 们 把相 对 渗 透 率 随 速 度 增 加 的 这 种 现 象 称 为 毛管 数 效 应 , 有 时 也 称 为 速 度 效 应和 正 向 稳 合 效 应。 由 于 高 流 速 下 气 体 相 对 渗 透 率的 增 加 与 毛 管 数 有 关 , 因 此 , 考 虑 毛 管 效 应后 , 近 井 地 带 的 凝 析 油 饱 和 度 减 小 。 凝 析 气藏 这 一 特 殊 的 实 验 现 象 , 为 研 究 近 井 地 带凝 析 油 气 运 动 规 律 , 制 定 凝 析 气 藏 开 发 新战 略 具 有 重 要 的 意 义 。恨 性 非 达 西 效 应惯 性 效 应 是 凝 析 油 气 流 体 在 多 孔 介 质中 高 速 流 动 的 一 种 现 象 , 它 的 作 用 是 降 低气 体 的 有 效 渗 透 率 。关 于 高 流 速 条 件 下出 现 的 非 线 性 流 动机 理 , 存 在 不 同 的 观点 。 以 前 人 们 把 高 速流 动 称 为 非 线 性 流动 , 是 因 为 出 现 了 湍流 。 许 多 学 者 定 义 了雷 诺 数 , 并 利 用 雷 诺数 来 表 征 何 时 出 现非 达 西 流 。 在 凝 析 气井 近 井 地 带 , 由 于 压力 梯 度 高 , 因 而 凝 析油 饱 和 度 和 气 体 流速 较 高 , 这 可 能 导 致开 发 方 式 的 选 择凝 析 气 藏 的 开 采 方 式 主 要 有 衰 竭 式 开采 、 保 持 压 力 开 采 和 部 分 保 持 压 力 开 采 等 。衰 竭 式 开 采 方 式 。 国 外 通 常 对 具 有 以下 特 点 的 凝 析 气 藏 采 用 衰 竭 方 式 开 采凝 析 油 含 量 低 一 般 低 于 或 地 露压 差 大 的 气 藏 , 凝 析 油 含 量 虽 然 高 、 但 油气 储 量 小 的 气 藏 储 层 连 续 性 差 、 非 均 质强 的 裂 缝 性 、 断 块 型 或 者 低 渗 透 气 藏 地层 天 然 能 量 如 边 水 、 底 水 充 足 , 无 需 补 充能 量 的 气 藏 某 些 特 殊 地 理 环 境 下 如 海 上的 气 藏 , 因 开 发 建 设 投 资 大 不 得 不 采 用 衰竭 式 开 采 。保 持 压 力 开 采 方 式 。 保 持 压 力 开 采 是提 高 凝 析 油 采 收 率 的 主 要 方 法 , 对 凝 析 油含 量 比 较 高 的 凝 析 气 藏 来 说 , 如 不 保 持 压中 国 石 油 石 化 半 月 刊© 1994 , 凝 析 油 损 失 量 可 达 原 始 储 量 的一 以 上 。 保 持 压 力 的 有 效 性 和 合 理性 , 取 决 于 气 中 的 凝 析 油 含 量 、 气 和 油 的 总储 量 、 埋 藏 深 度 、 储 层 压 力 、 建 设 投 资 及 其他 因 素 。 实 践 证 明 , 注 气 保 持 压 力 不 但 可 以保 持 压 力 开 采 的 原 理 是 以 注 人 剂 驱 替 富 含凝 析 油 的 湿 气 , 同 时 保 持 油 气 带 和 油 水 带的 压 力 平 衡 , 避 免 在 储 层 中 发 生 反 凝 析 作用 , 从 而 达 到 提 高 凝 析 油 和 天 然 气 采 收 率的 目 的 。保 持 压 力 开 采 凝 析 气 藏 时 , 要 考 虑 保持 压 力 开 采 的 时 机 与 压 力 保 持 的 水 平 。部 分 保 持 压 力 是 在 自 产 气 不 能 满 足注 气 的 要 求 而 补 充 气 源 不 落 实 或 购 买 又不 合 算 时 可 采 取 部 分 保 持 压 力 开 采 方 式 ,使 采 出 大 于 注 人 量 。 这 种 方 式 可 使 压 力下 降 速 度 减 慢 , 减 少 凝 析 油 的 损 失 。经 济 开 采 方 式提 高 凝 析 气 藏 的 采 收 率 , 寻 找 适 合 于自 身 特 点 的 经 济 开 采 模 式 是 非 常 必 要 的 。注 气 开 采 。 一 是 循 环 注 气 。 向 地 层 回 注干 气 , 保 持 压 力 , 能 够 提 高 凝 析 油 的 采 收率 , 这 种 开 采 模 式 相 对 于 传 统 的 降 压 开 采来 说 , 是 一 种 比 较 经 济 的 开 采 模 式 。 塔 里 木油 田 对 于 高 温 、 高 压 下 开 发 牙 哈 凝 析 气 藏采 用 的 就 是 循 环 注 气 开 采 。 牙 哈 凝 析 气 田已 连 续 年 保 持 高 产 、 稳 产 , 使 凝 析 油 采 收率 提 高 。 二 是 自 流 注 气 。 当 两 个 凝 析 气藏 有 部 分 面 积 重 叠 时 , 利 用 深 部 高 压 异 常气 藏 作 为 气 源 , 通 过 井 筒 使 下 部 天 然 气 自流 注 入 上 部 凝 析 气 藏 , 可 以 在 同 一 体 系 中同 步 开 发 两 个 气 藏 , 节 约 地 面 注 气 设 施 , 提高 凝 析 油 的 采 收 率 。注 氮 开 采 。 凝 析 气 藏 注 入 在 技 术 上是 比 空 气 更 理 想 的 一 种 容 易 获 取 的 凝 析 气藏 置 换 气 体 。 而 且 在 层 状 储 层 中 可 以 到达 渗 透 率 下 降 的 上 部 , 这 是 水 驱 很 难 到 达的 顶 层 。注 水 和 水 气 交 替 注 开 采 。 一 是注 水 开 采 。 注 水 开 采 可 以 看 成 是 替 代 凝 析气 藏 衰 竭 式 开 采 和 注 干 气 开 采 的 另 一 种 经济 方 法 。 从 技 术 角 度 看 , 凝 析 气 藏 注 水 开 采模 式 具 有 密 度 高 而 适 用 于 深 层 注 水 、 粘 度大 因 而 水 驱 波 及 系 数 比 注 气 和 溶 剂 大 、 凝析 油 析 出 较 少 、 促 进 了 三 相 驱 替 等 特 点 。 二是 水 气 交 替 注 。 水 气 交 替 注 人 既 能 明 显 地改 善 驱 油 效 率 , 提 高 凝 析 油 的 采 收 率 , 也 能降 低 生 产 成 本 , 提 高 开 采 的 经 济 效 益 。 凝 析进 行 压 裂 投 产 , 对 老 井 进 行 重 复 压 裂 改 造 ,生 产 过 程 中 控 制 生 产 压 差 等 技 术 措 施采 取 了 对 后 期 积 液 采 取 了 液 氮 气 举, 并泡 沫气 藏 的 水 气 交 替 注 开 采 , 可 使 天 然 气 和 凝析 油 的 采 收 率 提 高 一 。注 二 氧 化 碳 开 采 。 凝 析 气 藏 注 人 不仅 能 保 持 地 层 压 力 , 阻 止 反 凝 析 , 而 且 能 增加 凝 析 油 体 积 , 从 而 提 高 烃 类 总 采 收 率 。 采出 的 凝 析 油 气 经 地 面 设 备 分 离 后 , 再 回注 到 储 层 。 气 体 不 放 空 既 可 节 约 凝 析 气藏 开 采 的 气 源 成 本 , 又 可 使 大 气 环 境 得 到保 护 。妞 杂 井 开 发 棋 式数 值 模 拟 结 果 表 明 利 用 复 杂 结 构 井开 发 深 层 低 渗 透 高 含 凝 析 油 的 凝 析 气 藏 ,不 仅 可 以 提 高 天 然 气 采 收 率 , 同 时 还 能 有效 控 制 储 层 中 凝 析 气 的 反 凝 析 进 程 , 提 高凝 析 油 的 最 终 采 收 率 。 所 谓 复 杂 结 构 井 开发 模 式 就 是 以 水 平 井 、 分 支 井 为 主 导 的 开发 模 式 。水 平 并 开 发水 平 井 在 油 气 藏 开 发 中 的 应 用 比 较 广泛 , 利 用 水 平 井 可 增 加 泄 油 面 积 , 提 高 单井 产 量 , 增 加 裂 缝 的 钻 遇 机 率 , 降 低 地 面设 施 设 计 费 用 , 延 缓 底 水 和 气 顶 气 的 锥 进 ,提 高 油 气 最 终 采 收 率 。 利 用 三 维 数 值 模 拟来 模 拟 塔 里 木 盆 地 牙 哈 凝 析 气 藏 的 口 水平 井 和 口 垂 直 并 , 以 同 样 的 开 采 速 度 开 采时 的 各 自 开 发 指 标 。 数 值 模 拟 结 果 表 明 , 水平 井 的 生 产 压 差 小 , 水 平 井 的 见 水 时 间 长 。在 注 气 保 压 开 采 下 , 水 平 井 的 气 油 比 递 增速 度 要 明 显 低 于 直 井 , 这 表 明 , 在 循 环 注气 开 发 下 应 用 水 平 井 开 采 有 利 于 提 高 凝 析油 的 采 收 率 。采 用 水 平 井 的 生 产 具 有 以 下 几 个 特 点产 能 高 、 高 产 稳 产 时 间 长 延 缓 底 水 锥 进 和注 人 气 突 破 , 无 反 凝 析 生 产 期 长 。排 液 、 机 抽 、 小 油 管 和 柱 塞 排 液 技 术 , 达 到对 凝 析 气 藏 的 合 理 开 发 , 以 提 高 凝 析 气 藏稳 产 开 发 技 术针 对 低 渗 凝 析 气 藏 的 特 点 , 为 了 保 证凝 析 气 藏 较 长 时 间 的 稳 产 , 必 须 完 善 管 理政 策 、 强 化 气 井 挖 潜 , 开 展 配 套 工 艺 技 术 ,以 适 应 凝 析 气 藏 的 开 发 , 达 到 气 藏 较 长 时间 稳 产 的 目 的 。 对 于 低 孔 隙 度 、 低 渗 透 率 、地 露 压 差 小 的 凝 析 气 藏 , 提 出 了 新 投 产 井采 收 率 。压 裂 工 艺 技 术 。 对 于 具 有 低 孔 、 低 渗 特点 的 凝 析 气 藏 , 需 进 行 压 裂 改 造 工 艺 技 术 ,开 发 适 合 低 渗 凝 析 气 藏 的 压 裂 液 , 选 用 具有 良 好 流 变 性 、 防 滤 失 性 、 低 伤 害 的 服 胶作 压 裂 液 用 低 密 度 高 强 度 的 陶 粒 作 支 撑剂 , 在 压 裂 中 加 入 助 排 剂 以 利 返 排 运 用液 氮 、 气 举 、 化 排 等 系 列 技 术 手 段 进 行 返排 , 保 证 支 撑 剂 进 人 , 压 裂 液 的 排 出 , 满足 凝 析 气 藏 压 裂 改 造 的 需 要 , 以 达 到 提 高产 能 的 目 的 。泡 沫 排 液 采 气 技 术 。 泡 沫 排 液 采 气 , 就是 从 井 口 向 气 井 内 注 人 一 定 数 的 液 体 表 面活 性 剂 , 借 助 天 然 气 流 的 冲 击 和 搅 动 把 井底 积 液 变 成 大 量 低 密 度 泡 沫 , 使 流 体 密 度 降低 , 易 于 被 天 然 气 流 带 到 地 面 , 从 而 达 到 了降 低 井 筒 里 的 回 压 , 提 高 气 井 自 喷 能 力 的 目的 。 该 项 技 术 自 年 在 激 凝 析 气 藏 气井 上 使 用 , 平 均 油 压 上 升 一 , 平 均单 井 日 增 天 然 气 量 大 于 立 方 米 , 平 均有 效 期 大 于 巧 天 , 增 气 效 果 比 较 明 显 。管 柱 排 液 采 气 技 术 。 调 整 气 井 管 柱 直径 , 提 高 气 体 在 油 管 中 的 过 流 速 度 , 减 少 气液 的 滑 脱 损 失 和 摩 阻 损 失 , 充 分 利 用 气 井自 身 能 量 排 液 采 气 。低 渗 凝 析 气 藏 开 发 有 其 特 殊 性 和 相 当难 度 , 要 特 别 重 视 凝 析 气 藏 开 发 方 式 、 储层 改 造 技 术 , 特 别 是 水 平 井 技 术 的 研 究 , 加强 动 态 分 析 方 法 的 研 究 。 加 强 稳 产 技 术 的研 究 , 形 成 一 套 高 效 开 发 凝 析 气 藏 的 模 式指 导 高 效 开 发 。 数 值 模 拟 结 果 表 明 , 高 速开 发 条 件 下 , 水 平 井 、 分 支 井 可 以 实 现 稳产 , 而 直 井 则 没 有 稳 产 期 。 低 速 开 发 条 件下 , 水 平 井 、 分 支 井 稳 产 期 为 直 井 的 倍 。各 种 不 同 的 凝 析 气 藏 开 采 模 式 , 在 一 定 条件 下 可 以 结 合 应 用 。 发 展 多 学 科 的 综 合 应用 , 采 用 多 学 科 工 作 组 的 管 理 方 式 和 工 作方 法 , 建 立 相 应 的 信 息 管 理 系 统 。 努 力 应用 前 沿 科 学 技 术 , 探 索 适 合 本 油 田 高 效 开发 的 新 思 路 。 目, 一 一 第 。 一 期
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