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凝析气藏复杂的储层物性、凝析气系统复杂的组分和相态变化以及相互耦合的渗流影响因素使得凝析气藏试井分析始终面临较大的难度,这也是多年来凝析气藏试井研究未有较大突破的主要原因。当前是否能从实验和理论分析上揭示凝析气藏多相渗流深层机理,建立考虑因素更全面、反映相变特性的试井数学新模型和数值解法已成为制约凝析气藏高效开发的理论瓶颈,因而迫切需要在多相流试井理论研究方面有新的突破。
本文首先详细描述了凝析气藏在生产和测试期间所表现出的多相流动特征。引入了三区流动机理来描述凝析气藏油气分布状态,综合考虑了两种高速流动效应(毛管数效应和非达西效应)对近井区流动的影响,建立了凝析气藏不稳定渗流理论模型和数值模型。理论描述和模拟结果表明:高速流动效应对于凝析气渗流的影响不可忽视,而采用三区油气分布模型则比常规两区模型或单相流模型更能准确地认识凝析气藏储层动态。本文研究为准确认识凝析气藏渗流机理提供了新的理论和计算方法,对实际试井分析和现场生产具有重要的指导意义。
其次,将三区流动机理引入到凝析气藏试井分析中,建立了凝析气藏多相流三区试井理论模型,推导了模型解析解,绘制出模型的典型曲线。本模型考虑了不同渗流状态下的饱和度、相对渗透率变化,不但能描述不同区域的渗流参数变化,而且能反映出不稳定试井期间两相流动特征,因此比常规单相气或两相流试井模型参数解释更加准确。
然后,研究了反凝析对凝析气井产能的动态影响,建立了考虑高速流动效应的凝析气藏稳态产能方程。系统地分析了测试工作制度对产能方程建立的影响,首次提出了凝析气井流入动态随测试制度和测试时间变化的概念,在此基础上提出了凝析气井产能测试新工艺和产能方程建立方法。由于考虑了多相流动以及渗透率随测试条件的变化,凝析气井的流入动态预测比常规测试工艺和产能模型更加准确,这对于气井的合理配产、产能预测和生产动态分析具有重要的意义。
最后,考虑反凝析对生产子系统的伤害,基于系统、变化的思想,提出了凝析气藏新的生产优化模式。与传统的局部、短时最优生产模式相比,本模式可以实现凝析气井生产周期内的整个系统最优生产。本模式有利于减小反凝析对凝析气井造成的伤害,制定合理的气井工作制度,并最终实现系统的协调生产。