多孔介质中凝析油气渗流实验与应用研究

论文摘要

凝析油气在真实长岩心、地层条件下渗流规律的实验和理论研究是具有相当难度、较高理论价值和应用价值的前沿性研究课题，是合理制定凝析气藏开发方案的基础。长期以来，凝析气藏开采过程中的实验室研究工作着重于PVT筒中的相态分析，并且通常采用氮气-煤油相对渗透率曲线反映凝析油气相渗规律，多孔介质中凝析油气的衰竭规律和真实凝析油气相渗规律有待系统的研究。 本文在建立超声波测试装置的基础上，系统研究了长岩心中凝析油气衰竭过程的一般性规律和平衡油气相对渗透率曲线测试技术。采用组分模拟器拟合、预测实验数据，分别利用传统相对渗透率曲线（氮气-煤油相对渗透率曲线）和平衡凝析油气相对渗透率曲线进行生产预测，研究不同曲线对开发动态的影响。 本文的研究工作主要分为六部分：改进、完善超声波饱和度测试装置，提高装置设计的合理性和测试分辨率和精确性；探索超声波测试岩芯径向饱和度的可行性，建立岩芯饱和度分布测试的超声波装置；对高、中、低三种渗透率岩芯进行改进的常规相渗曲线和高温高压下平衡油气相渗曲线测试，分别包括：考虑束缚气、不考虑束缚气及考虑不同速度的十余次测试工作。系统研究束缚气、速度等因素对相渗曲线的影响及常规相渗曲线与平衡油气相渗曲线的差别；利用超声波测试系统，对高、中、低三种渗透率岩芯组进行衰竭实验测试。研究不同渗透率岩芯组及不同衰竭速度的条件下，凝析油临界流动饱和度的变化规律以及最终天然气和凝析油采收率变化规律；利用数值模拟技术，建立长岩芯实验模型和单井模型，根据平衡油气相渗曲线数据实验数据研究不同相渗曲线对开发动态的影响；利用物质平衡方法，建立多孔介质中凝析气衰竭实验的饱和度计算方法。 本文的研究工作主要成果： （1）在符合一定操作要求的条件下，超声波信号可以直接反映岩心中的液体饱和度特征；利用超声波检测岩芯径向流体饱和度是可行的，饱和度与声时之间存在单调关系。 （2）常规油气相渗曲线和高温高压下的平衡油气相渗曲线都受到束缚气和速度的影响。常规相渗曲线与平衡油气相渗曲线差别很大，不能代表真实的凝析油气相渗规律，需要实际测量真实凝析油气相渗曲线。 （3）长岩心衰竭过程中凝析油临界流动饱和度以及凝析油、气采收率都受衰竭速度等因素的影响。凝析油临界流动饱和度可以较小，在10％左右就可以流动，临界凝析油饱和度随衰竭速度的上升而降低；长岩心凝析气衰竭实验中天然气采收率与PVT筒中定容衰竭的天然气采收率差别很小，略有提高；凝析油采收率则远高于PVT筒中定容衰竭的凝析油采收率；在一定程度上提高衰竭速度能够提高凝析油采收率。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1. 研究的目的及意义
• 1.1 凝析气藏基本特征
• 1.2 问题的提出
• 1.3 目的与意义
• 2. 国内外研究现状及发展趋势
• 2.1 国内外凝析气藏开发概况
• 2.2国内外研究基本现状
• 2.2.1凝析油气流动机理研究
• 2.2.2 多孔介质中相变及饱和度的测试方法研究
• 2.2.3 凝析油气相对渗透率曲线测量研究
• 2.2.4 凝析气藏物质平衡方程研究
• 2.3 现有理论认识的局限性
• 3. 主要研究内容和创新点
• 3.1 主要研究内容
• 3.2 本文创新点及特色
• 第二章 超声波检测多孔介质中流体饱和度方法研究
• 1. 引言
• 2. 声波的检测原理
• 2.1 声波的性质
• 2.2 多孔介质凝析油饱和度超声波检测原理
• 3. 超声波检测多孔介质中流体饱和度实际操作方法研究
• 3.1 岩芯轴向饱和度检测方法研究
• 3.2 岩芯径向饱和度检测方法研究
• 4. 本章小结
• 第三章 凝析油气相对渗透率曲线研究
• 1. 引言
• 2. 实验装置
• 2.1 常规油气相渗测试装置
• 2.2 凝析油气相渗超声波测试装置
• 3. 流体、岩芯样品准备
• 3.1 常规相渗测试流体
• 3.2 平衡凝析油气相渗测试流体
• 3.3 地层水准备
• 3.4 岩芯准备
• 4. 常规油气相渗测试
• 4.1 实验方法
• 4.1.1 标准方法
• 4.1.2 改进的凝析气藏油气相渗测试标准方法
• 4.2 实验结果及分析
• 4.2.1 常规相渗测试结果
• 4.2.2 测试结果分析
• 5. 平衡凝析油气相渗曲线测试
• 5.1 实验方法
• 5.1.1 超声波测试凝析油饱和度原理
• 5.1.2 稳态法油气相渗原理
• 5.1.3 实验方法
• 5.2 实验结果及分析
• 5.2.1 实验内容
• 5.2.2 实验结果
• 5.2.3 实验结果分析
• 5.2.4 与国外对比分析
• 6. 本章小结
• 第四章 多孔介质中凝析气藏衰竭实验研究
• 1. 引言
• 2. 实验装置
• 3. 实验流体、岩芯样品准备
• 3.1 凝析气样品准备
• 3.2 岩芯样品准备
• 3.3 地层水准备
• 4. 实验方法
• 4.1 实验方法
• 4.2 实验步骤
• 5. 实验结果及分析
• 5.1 实验内容
• 5.2 实验结果
• 5.2.1 临界流动饱和度
• 5.2.2 衰竭试验结果
• 5.3 实验结果分析
• 6. 本章小结
• 第五章 渗流规律的理论研究
• 1. 引言
• 2. 凝析气相态拟合
• 3. 长岩心实验模拟
• 3.1 网格模型
• 3.2 模拟结果对比分析
• 4. 单井模型建立
• 5. 单井动态预测
• 5.1 常规相渗与平衡油气相渗对动态的影响
• 5.2 相渗曲线速敏性对动态影响
• 5.3 束缚气影响下的相渗曲线对动态的影响
• 6. 本章小结
• 第六章 多孔介质中凝析气衰竭实验的物质平衡计算
• 1. 引言
• 2. 物质平衡方程的建立
• 2.1 假设条件
• 2.2 方程的建立
• 3. 物质平衡方程的求解
• 4. 实例计算
• 5. 本章小结
• 第七章 研究结论与展望
• 1. 研究结论
• 2. 应用
• 3. 展望
• 参考文献
• 致谢
• 答辩委员会