凝析气藏开采理论与技术.ppt
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1、第四章第四章凝析气藏开采理论与技术凝析气藏开采理论与技术 第一节第一节流体相态特征及油气藏分类流体相态特征及油气藏分类凝析气藏:凝析气藏:是是在在一一定定地地质质条条件件(储储层层、烃烃类类组组成成、温温度度、压压力力等等)下下形形成成的的气气态态矿矿藏藏。凝凝析析气气组组成成中中含含有有标标况况下下为为液液态态的的C5以以上上烃烃类类,在在等等温温降降压压过过程程中中存存在在反反凝凝析析现象。是复杂类型特殊气藏。现象。是复杂类型特殊气藏。凝凝析析气气中中凝凝析析油油含含量量一一般般在在3030 1000g/cm1000g/cm3 3之间。之间。C1C4在在标标准准条条件件下下为为气气态态,是
2、是天天然然气主要成分。气主要成分。C5C16在在标标准准条条件件下下为为液液态态,是是油油和凝析油主要成分。和凝析油主要成分。C17以以上上在在标标准准条条件件下下为为膏膏状状或或固固态态,其其中中石石蜡蜡油油大大致致为为C18C24,石石蜡蜡大大致致为为C25C35,其其余余为为固固态态残残留留物物胶胶质质、沥沥青青等成分。等成分。与黑油相比,凝析油具有以下特点:与黑油相比,凝析油具有以下特点:(1)C5C16组分占绝大多数组分占绝大多数 (2 2)沸沸点点小小于于200200的的汽汽油油馏馏分分(C6 C12)含量高)含量高 (3 3)多多数数凝凝析析油油中中沥沥青青质质、硫硫和和蜡蜡含含
3、量低量低 (4 4)组组成成中中包包括括烷烷烃烃、环环烷烷烃烃和和芳芳香香烃,通常以烷烃为主烃,通常以烷烃为主 (5 5)密度一般在)密度一般在0.660.660.84g/cm3之间之间干气与湿气:干气与湿气:烃烃气气(烃烃类类气气体体)主主要要为为C1C4的的烷烷烃烃,即即甲甲烷烷到到丁丁烷烷。其其中中CH4为为甲甲烷烷,C2+为为重重烃气(烃气(2个碳数及以上的烃气)。个碳数及以上的烃气)。CH495%、C2+5%的的烃烃气气,称称湿湿气气,又叫富气。又叫富气。一、一、P-T相图相图 典型典型P-T相图相图 从从低低温温到到高高温温,由由不不同同温温度度下下的的泡泡点点组组成成的的连线称为
4、泡点线,对应的压力称为泡点压力。连线称为泡点线,对应的压力称为泡点压力。典型典型P-T相图相图 由不同温度下的露点连成的线称为露由不同温度下的露点连成的线称为露点线,对应的压力称为露点压力。点线,对应的压力称为露点压力。典型典型P-T相图相图 由由泡泡点点线线和和露露点点线线一一起起构构成成了了P-T相相图图中中的相包络线,在包络线上的点统称饱和点。的相包络线,在包络线上的点统称饱和点。典型典型P-T相图相图 泡泡点点线线和和露露点点线线的的连连接接点点称称为为临临界界点点,用用C表表示示,该该点点的的压压力力、温温度度称称为为临临界界压压力力(Pc)和和临临界温度界温度(Tc)。典型典型P-
5、T相图相图 相相包包络络线线上上最最高高的的饱饱和和压压力力点点称称为为最最大大饱饱和和压压力力(用用pmax表表示示)。如如果果pmax位位于于临临界界点点的的左左方方,称称为为最最大大脱脱气气(泡泡点点)压压力力;如如果果pmax位位于于临临界界点点的的右右方方,称称为为最最大大凝凝析析(露露点点)压力。压力。典型典型P-T相图相图 相相包包络络线线上上的的最最高高温温度度点点称称为为最最大大饱饱和和温温度度,用用Tmax表表示示,在在绝绝大大多多数数情情况况下下,Tmax点点处处于于露露点线上,又称最大凝析温度。点线上,又称最大凝析温度。典型典型P-T相图相图 当当凝凝析析气气藏藏储储层
6、层压压力力等等温温降降至至露露点点以以下下时时,随随压压力力继继续续下下降降,凝凝析析液液反反而而不不断断增增多多,该该现现象象称为称为反凝析现象反凝析现象。典型典型P-T相图相图 达达到到一一个个最最大大点点时时,反反凝凝析析现现象象终终止止,这这一一压压力力称称为为最最大大反反凝凝析析压压力力。从从T Tc c到到T Tmaxmax之之间间每每一一温温度度下下都都有有一一个个最最大大反反凝凝析析压压力力点点,这这些些点点的的连连接接曲曲线线与与露露点点线线形形成成的的封封闭闭区域,称作反凝析区。区域,称作反凝析区。典型典型P-T相图相图 二、油气藏的分类二、油气藏的分类 (a)干气藏)干气
7、藏(b)湿气藏)湿气藏(c)凝析气藏)凝析气藏(d)近临界态凝析气藏)近临界态凝析气藏(e)挥发性油藏)挥发性油藏(f)黑油油藏)黑油油藏(a a)干气藏)干气藏 (b b)湿气藏)湿气藏 (c c)凝析气藏)凝析气藏(d d)近临界态凝析气藏)近临界态凝析气藏 (e e)挥发性油藏)挥发性油藏 (f f)黑油油藏)黑油油藏不同类型油气藏在相图上位置示意图不同类型油气藏在相图上位置示意图油 藏气 藏干气湿气常规凝析气近临界态油气挥发油常规油重油反反 凝凝 析析 区区 pmax Tmax CTp三、凝析气藏的分类三、凝析气藏的分类 (1)纯凝析气藏)纯凝析气藏(2)凝析气)凝析气-油藏油藏 指指
8、凝凝析析气气顶顶与与油油环环共共存存的的凝凝析析气气藏藏。凝析气凝析气-油藏按油气分布结构分为油藏按油气分布结构分为5种类型。种类型。油气和油水界面有油气和油水界面有4条内外边界线条内外边界线存在纯油区存在纯油区油气界面油气界面油水界面油水界面油水内边界线处于油气外边界线以内油水内边界线处于油气外边界线以内不存在纯油区不存在纯油区底油衬托含气区底油衬托含气区有有1条油气边界线和条油气边界线和2条油水边界线条油水边界线存在纯油区存在纯油区底油衬托含气区底油衬托含气区有有1条油气边界线和条油气边界线和2条油水边界线条油水边界线油水内边界线处于油气边界线以内油水内边界线处于油气边界线以内不存在纯油区
9、不存在纯油区气顶底水块状凝析气气顶底水块状凝析气-油藏油藏油气和油水边界线各只有油气和油水边界线各只有1条条气气油油水水第二节第二节凝析气藏的开发方式凝析气藏的开发方式凝析气藏开发方式凝析气藏开发方式:衰竭式开发衰竭式开发 保持压力开发保持压力开发一、衰竭式开发方式一、衰竭式开发方式 降压开采降压开采优点:优点:简简单单、低低耗耗,对对开开发发工工程程设设计计及及储储层层条件要求低,容易实施。条件要求低,容易实施。缺点:缺点:凝析油采出程度低。凝析油采出程度低。适用条件:适用条件:(1)原原始始地地层层压压力力大大大大高高于于凝凝析析气气藏藏初初始始露露点点压压力力,可可以以充充分分利利用用天
10、天然然能能量量,采采用用先先衰衰竭竭开开采采一一段段时时间间,直直到地层中压力接近露点压力。到地层中压力接近露点压力。(2)气气藏藏面面积积小小、储储量量小小、开开采采规规模模有有限限,保保持持压压力开采无经济效益。力开采无经济效益。(3)凝析油含量低。)凝析油含量低。(4)地质条件差。)地质条件差。(5)边水比较活跃。)边水比较活跃。(6)对对一一些些具具有有特特高高压压力力的的凝凝析析气气藏藏,当当前前注注气气工工艺艺尚尚不不能能满满足足特特高高压压注注气气要要求求而而又又急急需需开开发发的的,只只能能采采用用衰衰竭竭式式方方法法开开发发,待待气气藏藏压压力力降降到到一一定定水水平平才才有
11、有可可能能保持压力开采。保持压力开采。二、保持压力开发方式二、保持压力开发方式 1、适应条件、适应条件 (1)储储层层较较均均质质,较较大大范范围围内内连连通通性性好好,有较大的油气储量。有较大的油气储量。(2)市市场场对对天天然然气气需需求求有有限限,或或天天然然气气价格低。价格低。(3)循循环环注注气气能能够够大大幅幅度度提提高高凝凝析析油油采采收率。收率。(4)系统评价有效益。)系统评价有效益。2、优缺点、优缺点优点:优点:提高凝析油采收率。提高凝析油采收率。一方面注气弥补采气造成的地下体积一方面注气弥补采气造成的地下体积亏空,保持了地层压力,使地层中烃类系亏空,保持了地层压力,使地层中
12、烃类系统几乎始终保持在单相气态下渗流,采气统几乎始终保持在单相气态下渗流,采气井能在较长的时间内以较高的油气产量稳井能在较长的时间内以较高的油气产量稳定生产;定生产;另一方面,由于注入剂驱替作用,使另一方面,由于注入剂驱替作用,使更多的高含凝析油的凝析气得以采出。更多的高含凝析油的凝析气得以采出。缺点:缺点:需要补充大量的投资,购置高压压缩机;需要补充大量的投资,购置高压压缩机;需要增加注气井;需要增加注气井;在在凝凝析析气气藏藏循循环环注注气气阶阶段段,所所采采出出天天然然气气要要回回注注地地下下,无无法法销销售售,影影响响凝凝析析气气藏藏整整体体开开发的销售收入;发的销售收入;有有的的凝凝
13、析析气气田田自自产产气气量量少少,不不能能满满足足回回注注气气量量,需需要要从从附附近近气气田田购购买买天天然然气气,增增加加开开发发成本。成本。3、注气时机、注气时机 开始实施注气保持压力的时间,开始实施注气保持压力的时间,称为称为注气时机。注气时机。早期保持压力开采早期保持压力开采 中晚期保持压力开采中晚期保持压力开采(1)早期保持压力开采)早期保持压力开采 地层压力与露点压力接近地层压力与露点压力接近 凝析油含量高凝析油含量高 储层连通性及物性储层连通性及物性(早期保持压力开采)(早期保持压力开采)牙哈牙哈2 23 3凝析气藏凝析油、天然气日产量凝析气藏凝析油、天然气日产量 (2)中晚期
14、保持压力开采)中晚期保持压力开采 a.原原始始地地层层压压力力大大大大高高于于露露点点压压力力,早早期期采采用用衰衰竭竭式式方方法法更更经经济济实实用用。当当地地层层压压力力降降到到接接近近露露点压力时,再采用注气保持压力开采方法。点压力时,再采用注气保持压力开采方法。b.早早期期无无法法实实施施保保持持压压力力开开采采的的,则则经经过过一一段段时时间间衰衰竭竭式式开开采采后后,地地层层压压力力明明显显降降低低(甚甚至至接接近近最最大大反反凝凝析析压压力力),地地层层烃烃类类系系统统经经历历了了明明显显反反凝凝析析过过程程,但但地地层层中中气气相相凝凝析析油油含含量量仍仍然然比比较较高高,此此
15、时时采采用用晚晚期期注注气气保保持持压压力力的的开开采采方方法法也也可可以大幅度地提高凝析油采收率。以大幅度地提高凝析油采收率。4、保持压力水平、保持压力水平n完全保持地层压力完全保持地层压力 气体回注率接近气体回注率接近1n部分保持地层压力部分保持地层压力 气体回注率小于气体回注率小于15 5、注入剂注入剂 (1 1)干气)干气 a.a.注注入入干干气气作作为为驱驱替替剂剂将将地地层层中中的的湿气驱向采气井的井底。湿气驱向采气井的井底。b.b.干干气气与与地地层层中中已已经经析析出出的的凝凝析析油油接接触触,将将其其中中的的中中间间烃烃组组分分蒸蒸发发到到气气相相中中而而采采出出,减减少少了
16、了残残留留在在地地层层中中的的反反凝凝析油饱和度。析油饱和度。(2)氮气或氮气与天然气混合物)氮气或氮气与天然气混合物 a.注注入入干干气气作作为为驱驱替替剂剂将将地地层层中中的的湿湿气气驱向采气井的井底。驱向采气井的井底。b.干干气气与与地地层层中中已已经经析析出出的的凝凝析析油油接接触触,将将其其中中的的中中间间烃烃组组分分蒸蒸发发到到气气相相中中而而采采出出,减少了残留在地层中的反凝析油饱和度。减少了残留在地层中的反凝析油饱和度。c.将将导导致致气气藏藏露露点点压压力力升升高高,需需要要重重新新考虑压力保持水平。考虑压力保持水平。(3)水)水 有有许许多多优优越越性性,但但很很少少实实施
17、施,即即使使实实施施,也也是是有有针针对对性性地地为为了了提提高高带带油油环环凝凝析析气藏的油环部分的水驱效果。气藏的油环部分的水驱效果。第三节第三节凝析气凝析气-油藏的开发程序油藏的开发程序 凝凝析析气气-油油藏藏:是是指指凝凝析析气气和和原原油油共共存于同一水动力系统中。存于同一水动力系统中。带油环(或带底油)凝析气藏:在储层中凝析气占有体积大于原油占有体积。凝凝析析气气顶顶油油藏藏:在储层中原油占有体积大于凝析气占有体积。一一、选选择择凝凝析析气气-油油藏藏开开发发程程序序和和开开发发方方式应考虑的因素式应考虑的因素 (1)油环和凝析气顶的大小,包括面积、厚)油环和凝析气顶的大小,包括面
18、积、厚度以及原油、凝析油、天然气储量等。度以及原油、凝析油、天然气储量等。(2)地质构造形态和油、气分布状况及特点。)地质构造形态和油、气分布状况及特点。(3)油、气组成与相态特征。)油、气组成与相态特征。(4)市场对天然气、凝析油和原油的需求。)市场对天然气、凝析油和原油的需求。(5)技术装备水平及国家现行的技术经济政)技术装备水平及国家现行的技术经济政策等。策等。二、凝析气二、凝析气油藏开发程序油藏开发程序 只开采凝析气顶不开采油环只开采凝析气顶不开采油环 先开采凝析气顶后开采油环先开采凝析气顶后开采油环 先采油环后采凝析气顶先采油环后采凝析气顶 同时开采油环和凝析气顶同时开采油环和凝析气
19、顶只开采凝析气顶不开采油环只开采凝析气顶不开采油环 油油环环比比较较窄窄,在在油油环环中中钻钻井井把把握握性性低低、原原油油采采收收率率低低,经经济济效效益益差差等因素。等因素。含含油油区区暂暂时时未未被被发发现现,而而且且国国民经济和市场对天然气迫切需要。民经济和市场对天然气迫切需要。1 1、原因、原因2、衰竭式开发方式、衰竭式开发方式问题:问题:(1)油油区区原原油油侵侵入入气气区区,使使油油气气过过渡渡带变宽。带变宽。(2)凝凝析析气气区区进进行行高高速速开开发发时时,导导致致油油区区压压力力逐逐渐渐下下降降,造造成成油油区区非非生生产产性性衰衰竭竭和和原原油油脱脱气气,油油相相渗渗透透
20、率率降降低低,粘粘度度增增加加,渗渗流流能能力力大大大大减减弱弱,后后期期针针对对油油环环的的调整开发难度加大。调整开发难度加大。3、保持压力开发方式、保持压力开发方式 含含油油区区暂暂时时未未被被发发现现或或油油环环很很小小,不不足足以以经经济济开开发发。气气顶顶凝凝析析油油含含量量高高,市市场场对对天天然然气气的的需需求求有有限限或或由由于于地地面面工工程程建建设设投投资资和和工工作作量量大大,难难于于短短期期内内完完成成,为为了了使使凝凝析析气气藏藏尽尽快快投投入入有有效效开开发发,收收回回前前期期投投资资,采采用用循循环环注注气气方方式式只只开开采采凝凝析析气气顶顶不开采油环的开发程序
21、不开采油环的开发程序。先开采凝析气顶后开采油环先开采凝析气顶后开采油环 先先采采气气后后采采油油(或或先先采采气气后后油油气气同同采采),往往往往是是先先发发现现气气,后后发发现现油油,或或者者是是国国民民经经济济急急需需要要用用气气,油油环环原原油的储量比较大。油的储量比较大。1、衰竭式开发方式、衰竭式开发方式 在在活活跃跃水水驱驱条条件件下下先先开开采采气气顶后开采油环顶后开采油环 在在定定容容条条件件下下先先开开采采气气顶顶后后开采油环开采油环2、保持压力开发方式、保持压力开发方式1、衰竭式开发方式、衰竭式开发方式 气顶气气顶气 气顶气气顶气+边底水边底水先开采油环后开采凝析气顶先开采
22、油环后开采凝析气顶2、保持压力开发方式、保持压力开发方式 边缘或底部注水边缘或底部注水 顶部注气和底部注水相结合顶部注气和底部注水相结合 屏屏障障注注水水与与边边缘缘注注水水、面面积积注注水水相结合相结合 屏障注水屏障注水:在在油油气气界界面面附附近近部部署署一一定定数数量量注注水水井井,一一方方面面在在油油环环开开发发过过程程中中水水对对原原油油起起驱驱替替作作用用,维维持持油油藏藏压压力力,同同时时,对对气气顶顶凝凝析析气气起起到到屏屏障障封封堵堵的的作作用用,尽尽可可能阻止气顶气向油环气窜,保护气顶。能阻止气顶气向油环气窜,保护气顶。同时开采油环和凝析气顶同时开采油环和凝析气顶 1、衰竭
23、式开发方式、衰竭式开发方式 较大规模凝析气较大规模凝析气油藏的衰竭油藏的衰竭式开发式开发 薄层凝析气薄层凝析气油藏的开发油藏的开发原油和凝析气从油气界面处产出原油和凝析气从油气界面处产出 2、保持压力开发方式、保持压力开发方式 顶部注干气顶部注干气 顶部注氮气顶部注氮气第四节第四节凝析气藏储量计算凝析气藏储量计算 凝凝析析气气藏藏与与干干气气藏藏的的主主要要区区别别是是储储层层凝凝析析气气中中含含有有标标准准条条件件下下为为液液态态的的C5以以上上组组分分(统统称称C5+),还还比比较较富富含含乙乙烷烷、丙烷和丁烷成分。丙烷和丁烷成分。凝凝析析气气藏藏计计算算储储量量分分为为干干气气储储量量和
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