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凝析气藏岩石中凝析气的相变特征及其反凝析渗流机理是凝析气藏开发研究中的前瞻性课题,在理论和应用上均具有较大的难度和深度。凝析气藏开发过程中,凝析油气体系的相变及渗流过程是发生在储层孔隙介质中的,紧挨着孔隙介质壁面的凝析油气分子必然与储层孔隙介质发生相互作用,影响凝析油气体系的相变及渗流过程。而现有的评价方法和实用技术均没有考虑储层多孔介质中的各种界面现象对相态特征和渗流规律的综合影响。
首先,针对凝析气的反凝析现象,利用组分随压力变化的原理,建立了多孔介质中气液相变实验新方法。利用气相色谱分析技术,分析凝析气在岩心和PVT筒中分别发生反凝析相变后的流体组成。通过对比研究发现:低渗透孔隙介质加剧了反凝析进程的发生,使得凝析气的露点压力比PVT筒露点高,而高渗透率多孔介质中凝析气的相态特征与容器中凝析气的相态特征几乎一致。
其次,考虑储层岩心的孔隙结构,利用弯曲界面热力学理论,将毛管力与常规的热力学平衡理论有机地结合起来,建立了考虑毛细作用的凝析油气体系相态数学模型,利用Newton-Raphson方法进行求解,结果表明:毛管力使得上露点略有上升,下露点下降。由于凝析油气体系的界面张力通常较低,只有当孔隙半径降到10-8m(0.01μm)数量级时,毛管力对凝析气露点的影响才比较明显。
最后,通过引入新的拟压力函数,将多孔介质中凝析油气渗流非线性方程线性化,得到了拟稳态条件下的凝析油气拟压力近似解,并建立了考虑毛管数效应的凝析气井产能方程。通过实例计算表明:不考虑毛管数效应的影响,会过高估计储层中凝析气的相态变化产生的反凝析液堵塞作用。考虑毛管数效应之后,由于近井地带凝析气高速流动对凝析油的剥离作用,使得近井地带的凝析油气的相对渗透率有所改善,增加了凝析油气的流度,因此考虑毛管数效应能更真实地反映多孔介质中凝析油气体系的流动特征,对凝析气井的产能预测会更加准确。
论文成果对于低渗透凝析气藏储量评价、制定高效开发方案等具有重要的理论和实际意义。