天然气开发技术PPT课件

.,1,开场语,感谢油田公司提供了技术交流的机会！各位都是各自专业领域的精英，某些领域您是老师我是学生。任务所致，不得不班门弄斧了，请多指教！今天所讲，根据我们工作中经常遇到的理论与实际问题，重点汇报一下我的认识和理解，欢迎现场讨论和交流。,.,2,油气藏的差异在哪里？,.,3,天然气开发技术,1.油气藏相态特征与分类方法2.凝析油产量实用预测方法3.气藏、溶解气产量的实用预测方法4.油气渗流的经典理论与产量描述技术5.油气藏储量计算理论与方法,.,4,天然气开发技术,油气藏相态特征与分类方法,.,5,开发任务：分清类型、分别治理,历史上，有些油气藏相态特点与类型没搞清，就匆忙开采，造成根本性的损害和低效：如凝析气藏、挥发性油藏的衰竭开采，造成油损失30%以上。,.,6,判别油气藏类型的主要方法,一类是相态指标：它包括地层温度、压力、相图的大小范围和形态、各类实验数据等。另一类是经验统计指标：如井流物的组成、芳烃含量、密度、油气比等。,.,7,相图判别法的实质:是根据相图的形态、等温降压线的位置进行判别。,2.1.按油气相图判别油气藏类型,.,8,油气相态是什么？,相：具有物理性质和化学性质完全相同的一类物质（气、液、固），与体系中其他部分有明显界面；相态：相的状态及其关联与转化；研究目的：相态研究可以指出在给定的条件下，体系是由哪相所构成，其规律随状态变量（如温度、压力）和体系组成是怎样变化的。必要性：相态理论要研究分子热力学特征，是认知多组分凝析气藏的根本，是开发技术的根基，是天然气开发技术人员的必备知识；原油参数：Pb、GOR、Co、Bo、o、o.天然气参数：Yi、Mg、Pd、PPC、TPC、Z、Bg、g,.,9,单组分相态,气液共存的最高点,露点线泡点线合一,水为例,关键点特殊的状态（压力、温度），存在着特定的相态；相态随状态改变；露-泡点线归一，没有混相带，只有混相点；,Tc：是气体能够液化所允许的最高温度。Pc:临界温度下气体液化所需的最小压力。,.,10,两组分相态,T,P,温度,压力,关键点特殊的状态（压力、温度），存在着特定的相态；相态随状态改变；露-泡点线归一，没有混相带，只有混相点；,2,1,液,液+气,气,.,11,T,典型油气藏多组分相图类型,关键点不同油气类型相态不同；各类间有大体的分布区间；露-泡点线分开，有混相带；,.,12,多组分相态与油气藏分类,温度,压力,关键点不同位置条件的油气类型不同相态变化不同；各类间有大体的分布区间；露-泡点线分开，有混相带；,溶气驱油藏,.,13,凝析气藏反常凝析特点：,在TCTTm或PAPPm范围内：存在着逆行凝析和逆行蒸发现象。,1.等温逆行凝析,2.等温逆行蒸发,3.等压逆行凝析,4.等压逆行蒸发,.,14,凝析气藏的开发过程(等温逆行凝析),1、气相单相开采2、反凝析区（凝析）3、蒸发区4、气相区,凝析气藏反常凝析特点：,.,15,油气藏流体相态特征及油气藏类型,静压,流压,.,16,油气界面上处于相平衡状态，而在油环和气顶内部泡点压力和露点压力均随不同的深度而变化。这类油气藏一般是近临界流体、挥发性或油气层厚度特别大的油气藏。,凝析气顶带油环的油气藏相图特征,.,17,2.2.按烃组成分布三角相图划分油气藏类型,濮67地层凝析气和油环油三元组成分类图,.,18,3.按气油比和油罐油密度划分,.,19,4.按烃组成的四参数经验统计法判断,.,20,5.按烃组成的参数经验统计法判断,油气藏类型的参数分类标准,.,21,6、按地层流体密度和平均分子量判别法,地层流体密度和平均分子量判别油气藏类型的标准,判别标准：,.,22,法国对油气藏分类参考,.,23,一在气藏工程方面1。用于油气藏类型的判断；2。为储量计算提供流体高压物性参数；3。为确定合理开发方式，提高凝析油采收率提供依据；4。预测凝析气藏开发过程中反凝析液量损失；5。凝析气井产能及井筒流动状态动态预测；6。凝析气井试井解释分析。二油气藏模拟方面1。为凝析气藏和挥发性油藏数值模拟提供流体相态拟合基础；2。为注气混相驱数值模拟预测提供地层流体相态拟合基础。三地面轻烃回收方面1。用于地面分离器油气最佳分离条件的选择；2。分馏塔轻烃产品分馏条件预测。,研究油气相态的用途？,.,24,油气藏相态研究的用途：,1.凝析气藏开发阶段划分,单一气相开采期反凝析开采期蒸发开采期,.,25,2.预测地层反凝析油损失,开采：PiPdPmPa；正常地层反凝析近井带污染产能降低,油气藏相态研究的用途：,.,26,3.油气藏储量计算参数,油气藏相态研究的用途：,.,27,4.组分模型数值模拟中的相态问题,相态模拟,油气藏相态研究的用途：,.,28,5.凝析气井产能预测中的地层相态,油气藏相态研究的用途：,.,29,6.凝析气井产能预测中的井筒相态,气井产量大小确定气井携液能力考虑井筒相变,油气藏相态研究的用途：,.,30,天然气开发技术,凝析油产量实用预测方法,.,31,凝析气藏独有的热力学特性（反凝析)、复杂的油气渗流特性（凝析油分布、近井区的堵塞），决定了开发机理的复杂性。被称为特殊流体、特殊油气藏。凝析气藏开发特点许多技术人员不熟悉的，主要是大港油田已发现的凝析气田较少(板桥、千米桥），但预期发现的凝析气田会越来越多，并有加快的趋势，如岐口深层滨深3x1、滨海4等10余口井陆续发现了凝析气藏，因此，这项知识需要建立并丰富起来。凝析油产量的预测是开发工作所必需的，理论上需要数值模拟计算，但周期长、技术含量高，不易掌握。实用上往往采用常规油气藏的递减法预测，甚至类比法预测，带来了较大的偏差。本次提出了较为实用的、简便的、准确度较高的凝析油预测方法。,为什么关注凝析油气藏？,.,32,凝析气藏的开发过程反常等温逆行凝析,1、（高压）纯气态，单相开采；2、（高中压）反凝析区、油气两相、凝析油析出增多；3、（中低压）蒸发区、油气两相、凝析油蒸发；4、（低压）纯气态；,气藏内流体转化过程：,.,33,地层的凝析-蒸发过程，决定着地面凝析油含量产量的变化,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,10000,20000,30000,40000,50000,压力（kpa),反凝析液量（）,不含水模拟值,不含水测试值,含水模拟值,含水测试值,凝析油的地层凝析过程急凝、缓凝、蒸发,急剧凝析,缓速凝析,凝析油蒸发,.,34,濮67区块地层凝析气采出程度对比,凝析气的采出程度高压采出程度增长慢（凝析量大）低压采出程度增长快（凝析量小）,.,35,濮67区块天然气采出程度对比,干气的采出程度高压期采出程度增长慢（气凝析油量大）低压期采出程度增长快（凝析油量小或蒸发成气）,.,36,濮67区块凝析油采出程度对比,凝析油的采出程度高压期增长快、中低压期增长慢,不同于干气递减规律,.,37,1、（高压）地层纯气态，地面凝析油含量不变；2、（高中压）反凝析区、地层凝析油析出增多、地面凝析油减少，阶段递减率；3、（中低压）反凝析区（蒸发）、地层凝析油析出减少、蒸发，阶段递减率；4、（低压）地层纯气态；地面凝析油含量不变；,产量预测公式：Qo=Qg*Mo；.公式1Qo=Q1*(1-a)；a=(Qi-Qi+1)/Qi.公式2,凝析油的产量预测不同开发阶段、分段预测,.,38,温度,压力,80%L,泡点线,露点线,40%L,20%L,10%L,临界凝析压力,临界凝析温度,C,干气藏,低含量凝气藏，饱和,高含量凝气藏，未饱和,挥发油,黑油,参数选取不同压力对应不同含量；据单位压降采出量预测压力；据压力预测含油量；据含油量预测产量；Qo=Qg*Mo,溶气驱油藏,凝析油的含量预测依据相图推测含油量变化,.,39,区分2个阶段；递减率值不同Qo=Q1*(1-a)；,凝析油的递减率预测依据生产数据，统计法预测,.,40,天然气开发技术,气藏、溶解气产量的实用预测方法,.,41,大港油田天然气产量经历了上升期、高产稳产、递减和低产稳产四阶段,油、气田开发实践表明，无论何种储集类型、无论何种驱动类型、无论何种开发方式，开发全过程都可划分为：产量上升阶段、产量稳定阶段和产量递减阶段。这三个连续开发阶段的综合，构成了油、气田开发的模式图。,油气田开发模式图,.,42,油气田典型的递减曲线阿尔普斯ARPS,产量,产量,.,43,Arps递减方程：双曲线递减-递减率是产量的幂函数,产量与累积产量的关系式：,累积产量与时间的关系式：,产量与时间的关系式：,.,44,产量递减分析法Arps递减方程,根据递减期生产数据，绘制递减曲线判断递减类型,或用最小二乘法回归出公式判断递减类型;进而确定出油气田递减指数n、初始递减产量qi和递减率ai。,指数递减常百分数递减最简单，最直观；最普遍，最广泛；最稳定，最保险；,指数递减一般在开发末期递减偏离明显；其它2种递减值小于指数递减，但往往差别不大；,.,45,(1)指数递减递减率恒定的递减,.,46,递减阶段累积产气量:,累积产气量：,气藏可采储量：,若0n0.2-0.3为非达西流动）,大产量井底附近或裂缝型地层原油流动；气藏属非线性渗流状态；,.,58,理论之源统计性规律实验的科学（年）,气体状态经典理论：,状态方程,年波义尔定律：定量气体在恒温下,体积和压力成反比；（常数）PV;或P1V1=P2V2=P3V3=.近似关系,787年查理定律：定量气体在恒压下,温度和体积成正比；T1/V2=T2/V1或T1/T2=V1/V2.近似关系,理想气体定律：定量气体在高温、低压下,.真实关系P1V1/T1=P2V2/T3=P3V3/T3=.;或PV/T=n.R;或PV=n.R.T;,1873年瓦尔斯理想气体定律：定量气体在高温、低压下,.真实关系PV=n.R.T.Z;实验数据Z(PprTtr),.,59,达西定律结合理论研究推出，非线性渗流产量公式：,（一）、指数式方程：Qo=C（P）n,渗滤指数n=0.5-1.0；1.0时线性流。,（二）二项式方程：P=AQ+BQ2,摩擦阻力,惯性阻力,驱动力,.,60,气井,指数式方程：Qo=C（P）n应用,n、c的确定方法：计算法：稳定试井Qg、P2的多组数据代入方程，联立方程求解得。图解法：Qg=C+n（Pf2-Ps2）,Qg,（Pf2-Ps2）,C,Qab,（Pf2-0.1）,n=tg,Ps=0.098MPa时无阻流量，气井合理产量1/3-1/4Qab,.,61,二项式方程：Pf2-Ps2=AQ+BQ2,气井,A、B的确定方法：计算法：稳定试井Qg、P2的多组数据代入方程，联立方程求解得。图解法：（Pf2-Ps2）/Qg=A+BQg,（Pf2-Ps2）/Qg,Qg,A,B=tg,气井无阻产量为解一元二次方程根：,.,62,天然气开发技术,油气藏储量计算理论与方法,.,63,油气藏储量计算理论与方法,油气储量：油气藏在原始状态下储有的油、气折算到标准状况（200C，0.098MPa)时的数量。静态法（容积法）动态法（物质平衡法等）数值模拟方法,.,64,静态法（容积法）,最常用、最古老的计算方法；（准确度相对较低）主要适用于碎屑岩孔隙型储层；勘探、评价初期动态资料欠缺时常用；储量计算原理就是计算油气在储层中所占的体积；原油储量容积法计算公式：No=AhSoi/Boi;参数的选取很关键；天然气储量容积法计算公式：G=AhSgi/Bgi；Bgi=ZTPsc/PiTsc,.,65,动态法的应用条件是有已录取的油气藏的开发动态资料。通常采出储量的10%以上资料全、计算准；适用于裂缝型以及各种类型；目前常用的动态法有：物质平衡法、弹性二相法、压力一产量递减法、气藏探边测试法等。其中物质平衡法是最重要、最常用、应用范围最广的方法。物质平衡法是用来对储层流体的开采动态进行估算的一种油藏工程基本方法，它以储层流体的质量守恒定律为基础。一般情况下，可以把储层看作一个处于均一压力下的地下储油（气）容器。在这个容器内，随着流体的采出与注入，流体的体积变化服从物质守恒原理，由此原理建立的方程式称为物质平衡方程式。,动态法（物质平衡法等）,.,66,最为复杂的油气藏开采过程包括下述环节：生产井产出油气水；注入井注入气体和水量；压力降落引起气顶区和含油区内的束缚水和岩石孔隙体积的弹性膨胀，驱动能量包括：弹性驱、气顶驱、溶解气驱、天然水驱、注气驱、注入水驱。在上述综合驱动能量的作用下，油气藏压力下降了P后，这时地层中累积采出油、气、水的地下体积量，应当等于气藏中诸项弹性累积体积膨胀量、累积天然水侵体积量、人工注水与注气累积体积量之和。,.,67,体积平衡原理得出如下的物质平衡方程式：1累积产油量+2累积多产气量+3累积产水量=4气顶的累积体积膨胀量+5气顶区内地层岩石和束缚水的累积弹性体积膨胀量+6含油区内地层原油的累积膨胀量+7含油区内地层岩石和束缚水的累积弹性体积膨胀量+8累积天然水侵体积量+9人工累积注水体积量+10人工累积注气体积量,NpBo+(GPBg-NpRSBg)+WpBw=G（Bg-Bgi）+GBgi(Cf+CwSwi)P/（1-Swi）+N（Bo-BOi）+（RSi-RS）Bg+NBoi(Cf+CwSwi)P/（1-Swi）+We+WiBw+GiBig,物质平衡方法应用中的注意事项1)油气藏类型是应用此方法的基础，2)但由于地层的