海上特殊凝析气藏流体相态及混相特征_张露.pdf

大庆石油地质与开发 Petroleum Geology Oilfield Development in Daqing2023 年 2 月 第 42 卷第 1 期Feb.，2023Vol.42 No.1DOI：10.19597/J.ISSN.1000-3754.202109003海上特殊凝析气藏流体相态及混相特征张露 韩东 税蕾蕾 唐磊 杨发荣 李宝刚 郑祖号 张旭东（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津300452）摘要：随着海上油气勘探不断向深层拓展，以近临界态近饱和、高含凝析油为特征的特殊凝析气藏越来越多，但目前对海上该类凝析气藏的高压物性及注气混相机理仍认识不清，有待进一步深入研究。以渤海特殊凝析气藏流体高压物性测试（PVT）为基础，通过开展室内注气膨胀、多次接触及长细管最低混相压力实验分析，结合注气相态数值模拟方法，模拟从油气层上、中、下部不同深度进行伴生气注入，明确了海上特殊凝析气藏的相态特征，并探索了伴生气与地层剩余油气体系的配伍性及混相机理。结果表明：海上特殊凝析气藏一旦发生压降，地层中会产生大量的反凝析液，形成带气顶的挥发油藏，恒质膨胀过程中会发生乳光效应及轻烃抽提分层现象；伴生气对降低顶部凝析气体系的反凝析伤害作用不大，降低反凝析液量小于1，中部轻烃凝析油体系与伴生气的多次接触混相压力为26.80 MPa，伴生气与底部凝析油体系通过溶解作用存在凝析气驱混相机理的同时，通过抽提作用存在蒸发气驱混相机理，最低混相压力为41.58 MPa，亦低于地层压力，能够达到很好的混相效果。研究成果对海上特殊凝析气藏注气提高采收率意义重大，为中后期气藏高效开发设计提供了坚实可靠的理论依据。关键词：特殊凝析气藏；物理模拟；相态特征及混相特征；伴生气回注；最小混相压力中图分类号：TE372 文献标识码：A 文章编号：1000-3754（2023）01-0150-09Fluid phase and miscibility characteristics of offshore special condensate gas reservoirsZHANG Lu，HAN Dong，SHUI Leilei，TANG Lei，YANG Farong，LI Baogang，ZHENG Zuhao，ZHANG Xudong（Drilling&Production Company of CNOOC Energy Technology&Services Limited，Tianjin 300452，China）Abstract：With deepening development of offshore oil and gas exploration，there are more and more special condensate gas reservoirs characterized by near-critical，near-saturation and high condensate oil content.At present，there is little understanding of high-pressure properties and gas injection miscibility mechanism of this kind of condensate gas reservoirs，which is of great significance for further research.Based on Bohai Sea special condensate gas reservoir fluid high pressure properties tests（PVT），through lab analysis of gas injection expansion，multiple contacts and long slim tube minimum miscible pressure，and combined with gas injection phase numerical simulation method to simulate associated gas injection from different depth in upper，middle and lower parts of reservoir，the phase behavior characteristics of special offshore condensate gas reservoir are determined，and the compatibility and mis收稿日期：2021-09-01 改回日期：2022-04-08基金项目：中海油能源发展股份有限公司英才计划项目“海上超轻质流体注气相态变化及油气扩散规律研究”（HFKJYC-GY202109）。第一作者：张露，男，1991年生，硕士，工程师，从事提高采收率实验方面的研究。E-mail：第 42 卷 第 1 期张露 等：海上特殊凝析气藏流体相态及混相特征cibility of associated gas and residual oil and gas system are explored.The results show that once the pressure drop occurs in special offshore condensate reservoir，a large amount of retrograde condensate may generate in the formation，forming volatile oil reservoir with gas cap，and the opalescence effect and light hydrocarbon extraction stratification may occur in the constant mass expansion process.Associated gas has little effect of reducing retrograde condensation damage of the top condensate gas system，with reduced amount of retrograde condensate 1%.The multiple-contact miscible pressure of central light hydrocarbon condensate oil system and associated gas is 26.80 MPa.Condensate gas miscible displacement mechanism by dissolving effect of and evaporation miscible gas displacement mechanism by extraction effect exist simultaneously in the bottom of associated gas and gas condensate oil system，with the lowest miscible pressure of 41.58 MPa，also lower than formation pressure，and can achieve good miscible effect.This study is of great significance to EOR of special offshore condensate gas reservoirs by gas injection and provides theoretical basis for efficient development planning of gas reservoirs in mid-to-late stage.Key words：special condensate gas reservoir；physical simulation；phase and miscible characteristics；associated gas injection；minimum miscible pressure0引言中国陆上凝析气藏分布广泛、储量丰富。近年来在近海陆续发现了渤海锦州、东海平洲及南海西部等多个凝析气田。渤海油气田的潜山凝析气田，地层流体普遍具有近临界态、高含凝析油、地露压差小等特点，属特殊凝析气藏，开发难度很大。目前可供参考的海上特殊凝析气藏通过注气方式得到高效开发的实例较少，近些年国内外学者针对凝析气藏的开发开展了多项技术攻关及实验研究，2011年 UKNS凝析气藏进行注 CO2提高地层剩余油采收率室内实验，通过一维长细管预测了最小混相压力，结果显示能够将采收率提高 10 百分点1；针对文留区块、福山、东河塘等油田，一些学者相继开展了凝析气藏相态及注气配伍性研究25，结果表明，天然气的注入能够在一定程度上很好地改善地层剩余油的高压物性，同时还具有很好的增容膨胀效果。目前国内外对于凝析气藏注气提高采收率的研究已具备了一定的技术支撑，但是主要以注 CO2、N2和干气等为主6，对于注伴生气78，特别是注含 CO2的天然气来提高凝析气藏采收率的情况并不多见，由于海上流体具有成藏特殊、平台空间有限、流体及储层物性特征复杂等特点，如何高效开发海上凝析气藏对于四大海域来说都很重要9，因此伴生气回注能否实践开展一直备受关注。本文以海上特殊凝析气藏地层流体相态为研究基础，通过全过程压降进行可视化相态特征分析，总结海上特殊凝析气藏与常规凝析气藏在压降过程中现象的不同，进一步在 PVT 釜中利用压降形成从上至下的凝析气体系混合油气体系剩余油体系10，在室内模拟开展不同油气体系注伴生气混相机理研究，进一步明确渤海深层凝析气藏流体相态特征及注伴生气混相机理，为中后期气藏的开发提供注气提高采收率的技术储备11。1地层流体相态特征A 井原始地层温度为 170.1，地层压力为50.57 MPa，单次闪蒸气油比931.802 4 m3/m3，温压系统偏高，分别对原始地层条件以及衰竭开采后目前地层条件下各流体进行 PVT 高压物性特征分析12，模拟衰竭开采至地层压力20 MPa。1.1原始地层流体高压物性测试A 井原始地层流体井流物组成如表 1 所示，C1+N2摩尔分数为 70.707%；C2C6+CO2摩尔分数为 21.252%；C7+摩尔分数为 8.041%，与国内其他油田凝析气藏井流物组成相比，A井地层流体属于中高含甲烷、中含中间烃、中低含重质烃的凝析气体系。图 1（a）为原始地层流体的 pT相图，临界温度 48.985，临界压力 41.627 MPa，饱和压力表1A井原始井流物组成Table 1 Composition of original well fluid in Well A组分摩尔分数/CO27.610N20.386C170.321C2+C310.023C4 C63.619C7+8.0411512023 年大庆石油地质与开发46.270 MPa；恒质膨胀实验测试结果显示：在露点压力点附近，随着压力的降低发生乳光效应，当压力降至 40 MPa 附近时发生轻烃抽提分层现象，压力降至 6 MPa 体积膨胀 5.82 倍，图 1（b）为恒质膨胀过程中流体相态变化图像，同样的轻烃抽提分层现象发生在定容衰竭实验过程中。定容衰竭实验测试结果显示，当压力降低至20 MPa 时，反凝析达到最大程度，饱和度为22.005。从定容衰竭过程井流物中重质组分累计采出量变化及反凝析液相相对体积与无因次压力关系对比情况来看（图2（a）、（b），A井地层静态反凝析损失属于中偏高程度，早期应该合理控制采气