凝析气藏的形成与分布
东濮凹陷古近系凝析气藏成因类型及其分布特征
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２０ ０ ８年 第 ３ ２卷 第５ 期
中国石油大学学报 （自然科 学版）
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Ｖｏ ． Ｎｏ ５ １３２ ． பைடு நூலகம்
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文 章 编 号 ：６ ３５０ （ ０ ８ ０ －０ ８０ １７ —０ ５ ２ ０ ） ５０２ － ７
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凝析气藏物化性质
凝析气藏物化性质气藏作为地质勘探和开发中的重要矿物资源，其开发利用和综合评估也面临着严峻的挑战。
气藏的物化性质是其开发利用的关键基础性条件，对气藏的安全开发具有十分重要的意义。
本文将从气藏的结构、形成条件和物化性质三个方面对气藏物化性质进行凝析，以期对其开发利用提供指导意义。
一、气藏结构与形成条件气藏是一种储层类型，是指以气体组成的岩石储层，气体包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等多种烃类物质。
气藏分为深层气藏和浅层气藏，一般来说，深层气藏存在于超过2000米的岩层中，浅层气藏存在于1000米以下的岩层中。
气藏的形成条件是其物化性质的重要决定因素，气藏的形成主要受烃源岩和控制层对其影响。
烃源岩是气藏所依赖的烃源，其物质分为生物烃、无机烃和混合烃。
控制层也被称作隔层，其厚度可以在几米到数十米或更大。
在控制层的作用下，烃源岩中的有机质可以分解、积累，最终形成气体储层。
二、气藏物化性质气藏的物化性质既受到深层地质条件又受到浅层地质条件的影响，包括了流动性、储层压力、储集量、含气量等几方面。
首先是流动性，流动性是指气藏中气体的流动性质，它在气藏开发利用中具有重要作用。
流动性受温度、压力以及气体组分等因素影响，通常来讲，温度越高、压力越低、气体组分越简单，流动性越好。
其次是储层压力，储层压力是指气藏内部的绝对压力，它可以反映出气藏的构造特征和流体特征。
从流体特征的角度上来看，储层压力是影响气藏的流动性的一个重要因素，通常来讲，储层压力越大，流动性越差。
紧接着是储集量，储集量是指气藏容积和图层段厚度比积数值，反映了气藏内部储集能力。
储集量也受到构造特征和流体特征的双重影响，通常来讲，储集量越大，意味着气藏的储集能力越强，可以吸引更多的气体。
最后是含气量，含气量描述的是气藏中气体的含量，是指气藏中气体的占比，是气藏的质量指标。
它受到温度、压力和拉压力的影响，其值可以由地质调查、实验室分析和工程测试确定。
三、综合性结论气藏是地质勘探和开发中的重要矿物资源，其开发利用和综合评估也面临着严峻的挑战。
《凝析气藏气液变相态渗流理论研究》
《凝析气藏气液变相态渗流理论研究》篇一一、引言凝析气藏是一种重要的能源资源，具有独特的气液变相态特性。
气液变相态渗流研究对于了解凝析气藏的开发利用、提高采收率及保障能源安全具有重要意义。
本文将围绕凝析气藏气液变相态渗流理论展开深入研究，为实际工程应用提供理论依据。
二、凝析气藏基本特性凝析气藏是指在地下高压高温环境下，烃类组分凝结为液体的气藏。
凝析气藏的主要特点是存在多相渗流，包括气体、轻质油和重质油等多种相态。
在储层条件下，由于温度和压力的变化，各相态之间会发生相互转化，导致渗流规律复杂多变。
三、气液变相态渗流理论基础在凝析气藏中，气液变相态渗流主要涉及以下几个方面：相态分布、多相渗流模型和传质过程等。
在理论研究过程中，我们需要充分考虑气体、液体的性质和流动特点，分析多相态间的转化关系以及其在不同储层条件下的分布特征。
在此基础上，我们提出了一种新型的气液变相态渗流模型，该模型能够更准确地描述凝析气藏的渗流规律。
四、模型建立与求解（一）模型建立针对凝析气藏的气液变相态渗流问题，我们建立了多相渗流模型。
该模型考虑了气体、轻质油和重质油等多种相态的分布和转化关系，以及储层条件对各相态的影响。
通过引入状态方程和物质守恒原理，我们建立了相应的数学模型。
（二）模型求解在模型求解过程中，我们采用了数值模拟方法。
通过对方程进行离散化处理，将其转化为易于求解的线性方程组。
在求解过程中，我们充分考虑了多相态的分布特征和转化关系，确保计算结果的准确性。
此外，我们还对求解过程中可能出现的问题进行了分析，并提出了相应的解决方案。
五、实验验证与结果分析（一）实验验证为了验证模型的准确性，我们进行了室内实验和现场试验。
室内实验主要针对不同储层条件下的凝析气藏进行模拟实验，以验证模型的适用性。
现场试验则通过收集实际生产数据与模型计算结果进行对比分析，以验证模型的可靠性。
（二）结果分析通过实验验证，我们发现所建立的多相渗流模型能够较好地描述凝析气藏的气液变相态渗流规律。
凝析气藏
预计泰国的凝析油需求将由2003 年的11.8 万桶/ 日增至2008 年的23.4 万桶/ 日和2013年的33.7 万桶/ 日。其中由凝析油分离 装置加工的将由2003 年的7.0 万桶/ 日增至2008 年的17.0 万桶/ 日和2013 年的24.0万桶/ 日,其余的将送往石化厂和炼厂。中国 的凝析油需求预计将由2003 年的5.9 万桶/ 日增至2008 年的 22.4 万桶/ 日和2013年的27.0 万桶/ 日。 预计在今后几年, 还会有一些供应凝析油的装置投产, 产量将 不断增加。凝析油与非炼厂来源的液化石油气和石脑油增加,将 使中东地区油品逐渐轻质化,使得液化石油气、石脑油和汽油占 油品的份额将继续增加, 至2007 年将超过50%以上; 同期, 燃料 油、沥青和润滑油等产品的份额将会下降, 而中馏分油则基本保 持不变。
从上世纪末开始, 中国石油天然气集团公司将“凝 析油气田开采新技术研究”列为“九五”重点科技攻 关项目, 随后科技部将其列为国家“ 十五”重点科技 攻关项目。据悉, 近10 年的研发已创新5 项关键技术, 其中一体化的高压集气、处理及注气系统设计技术、 高压循环注气技术、复杂地层条件钻井技术已达到国 际领先水平。我国利用这一项目的研究成果, 塔里木凝 析气田在国内首次实现高压循环注气开发, 取得很好的 效益。目前已开发牙哈、桑吉、柯克亚等凝析气藏11 个,形成3 个凝析气田群, 可年产凝析油118 万吨, 年产 天然气29 亿立方米。与美国、俄罗斯等循环注气项目 相比较, 牙哈凝析气田开发技术指标处于国际领先水平。
目前波斯湾地区已有大量凝析油分离装置能力投产, 预计 到2008 年将有更多能力开工。究其原因, 主要是因为: 首先, 该地区的许多国家积极推进天然气资源的开发, 而凝析油分 离有助于处理来自新建天然气加工装置的多余液体; 其次, 这 类装置投资较少, 并能快速建成; 第三, 将凝析油分离与现有 的炼厂整合, 立即提高轻、中馏分的产量而不需投资燃料油 裂化产能。波斯湾地区2004 年凝析油加工能力为123 万桶/ 日, 2008 年将增至176 万桶/ 日, 2011 年将增至300 万桶/ 日。 这将使苏伊士以东地区占世界凝析油加工能力的比例从2004 年的约60%增至2011 年的70%以上。亚太地区的凝析油分离 装置能力也将增加, 部分是因为分离装置可生产大量石化原 料和汽油。沙特和伊朗希望利用分离装置帮助满足快速增长 的国内运输燃料需求( 包括汽油和柴油) 。凝析油分离装置将 成为炼厂的一个很大的组成部分。
凝析气藏气井的开采
1.4 凝析气藏气井的开采
4、凝析气藏的基本特征
➢ 凝析气藏类型复杂 孔隙型砂岩储层居多,在碳酸岩裂缝孔隙性储层也有
➢ 凝析气的反转凝析和再蒸发现象 ➢ 凝析气藏埋藏深、温度高、压力高
我国凝析气藏埋深一般在：2000-5000m，地层压力25～56MPa， 温度70～100℃ ➢ 富含腐蚀性流体：H2S，CO2 ➢ 产出“四低一高”的凝析油 低密度、低粘度、低初馏点、低含蜡，高馏分
>600 250～600 100～250 50～100
1.4 凝析气藏气井的开采
3、凝析油
➢ 主要成分： C5～C8烃类，又叫轻质油 ➢ 颜色：淡黄色半透明状液体 ➢ 用途：炼油、乙烯、苯、甲苯等原料 ➢ 分布：我国凝析油主要分布在新疆油田、中原
油田、东海油田等，尤其新疆的塔里木油田， 凝析油储量占全国总储量的80%。
引自《油层物理》第一章第3小 节，烃类相图特征
开采指导：确保地层压力 始终高于上露点压力！
1.4 凝析气藏气井的开采
2、凝析气藏的分类
按照凝析油含量可进一步划分为特高、高、中、低含凝析油凝析气 藏，如下表所示。
类型
特高含凝析油凝析气藏 高含凝析油凝析气藏 中含凝析油凝析气藏 低含凝析油凝析气藏
凝析油含量，g/m3
1.4 凝析气藏气井的开采
6、凝析气藏气井的开采
2）保持压力开采 定义：利用注入剂驱替，并保持地层压力，避免地层中的反凝析。 类型：
➢ 循环注干气 ➢ 注氮气 ➢ 注二氧化碳（不推荐使用）
藏
般为几十MPa
凝析油1m3
凝析～反常凝析
1.4 凝析气藏气井的开采
5、凝析气藏气井生产时现象分析
1.4 凝析气藏气井的开采
浅析凝析气藏的开发特征及技术措施
地层边底水不活跃
●地层边底水的含水量是影响凝析气藏开发的重要因素之一
●地层边底水的压力变化对凝析气藏的开发也有一定影响
●地层边底水的温度变化可能也会对凝析气藏的开发产生影响
地层边底水不活跃
●地层边底水的不活跃性会增加凝析气藏的开发难度
●底层边底水的不活跃性会导致开发成本的增加
●底层边底水的不活跃性会影响到凝析气藏的产量
含凝析油较多
●凝析气藏与凝析油藏的区别：1、凝析气藏与凝析油藏在含油量 上有所不同，2、凝析气藏与凝析油藏的开发方式有所不同。
●凝析气藏中含凝析油的特点：1、凝析气藏中含有一定量的凝析 油，2、凝析气藏中的凝析油可以提供额外收益，3、凝析气藏 含凝析油会对开发产生影响。
含凝析油较多
● 凝析气藏的开发需要考虑凝析油的处理方式，可以采用凝析油回注技术， 需要合理的处理凝析油资源。
浅析凝析气藏的开发特征 及技术措施
凝析气藏
凝析气藏，在油气藏勘探及开采实践中常常见到这种现象：在地 下深处高温高压条件下的烃类气体经采到地面后，由于温度和压 力降低，反而会凝结出液态石油，这种液态的轻质油就是凝析油， 这种气藏就是凝析气藏。凝析气藏相态变化存在一定的特殊性, 比 一般的气藏资源更加复杂, 其含有凝析油的特点决定了特殊的开发 特征, 要求运用特殊开发方式进行开发, 特别是要结合气藏资源的 天然气、凝析油和原油性质特点以及整体开发特征, 科学选择开发 方式, 提升整体油气采收率。
●凝析气藏开发中, 纯凝析气藏多采用衰竭式开发、保持压力开发等方式, 而 带有油环的凝汽气藏可先对气藏进行衰竭式开发, 对油环暂时不动;也可以 同步开发油气藏;还可以先进行油环开发, 对凝析气区域进行保压。对岩性、 构造双重控制下的凝析气藏, 原始凝析油含量多在400克/立方米以上, 存在 较多油环和原油资源。作为凝析气藏开发最常用的方式, 衰竭式开发中气 藏所处地层压力不断下降,井筒流体受压降后反凝析作用会析出原油, 进一 步加快了压降进程, 造成采收率下降。因此, 对该类气藏资源的开发要特别 注意生产压差的控制。
凝析气藏的形成
2、双组分烃类物系相图
气液两相共存的最高温度 K1和最高压力B1，分别称为临 界凝析温度和临界凝析压力。
（105Pa）
液相
临界点K为泡点线（DB1曲
线）与露点线（BK1曲线）的 交点。已经不再是两相共存的 最高温度或压力。 K1为临界凝结温度（最高 临界温度），代表气液两相并 存的最高温度
粘度、表面张力等。
纯物质临界点也是气液两相共存的最高温、压点。 临界温度：临界点C的温度——纯物质能液化的最 高温度。即液体能维持液相的最高温度。当T﹥TC时，
无论再加多大压力，该物质也不液化。
临界压力：临界点C的压力——临界温度时纯物质 的气体液化所需的最低压力。
表： 若干物质的临界参数
物质名称 临界温度 临界压力 物质名称 临界温度 临界压力 (℃) (atm) (℃) (atm)
K点：临界点，该点的 T、 临界点 P即为临界温度和 临界温度 临界 压力。该 T以上，气体 压力 在任何P下都不能液化。
71.1℃的P-V曲线： （1）随P ↑，V丙烷 ↓ ； （2）过A点后，V丙烷 继续↓ ，但P保持不变；
（3）过B点后，即使 加极大压力，V也不变。 87.8℃的P-V曲线：
198.0 187.8 280.0 234.7 267.0 296.7 346.3 369.4 390.6
33.3 32.9 40.0 29.9 27.0 24.6 21.2 19.0 18.5
71.1℃时： 丙烷被压缩到A开始 液化；气体量↓，液体 量↑，V丙烷逐渐↓； 到B点时，气体全部 液化，因液体压缩性小， 故加极大P，V也不变。 从A到B：液相与气 相共存。 相共存 P没变，表明 在一定T下，液体有一 定的饱和蒸气压。T ↑， 液体饱和蒸气↑。
凝析气藏分类
凝析气藏分类气藏是石油勘探开发中的一种关键性资源，其地理学特性决定了在勘探和开发过程中它扮演着重要的角色。
因此，准确地分类气藏变得尤为重要，可以为下一步的勘探和开发提供重要的参考。
凝析气藏是一种在深度，温度和压力条件下凝结生成的气藏类型，常见于贫油地区。
根据历史发展史，凝析气藏的形成是由水深度、压力和温度等因素共同作用的结果，在开发钻井时，凝析气藏的形成常常是复杂的，甚至非常棘手。
因此，准确地分类凝析气藏对于准确地勘探和开发具有重要意义。
鉴于凝结气藏的关键性贡献，凝析气藏分类方法也是相应研究的重要课题。
根据相关研究，凝析气藏可以分为四类：由地层压实、碳酸盐和碳氢化物沉积而形成的沉积凝析气藏；由地层重力作用和构造运动等因素造成的沉积凝析气藏；由地层压实和构造运动而形成的深部变形凝析气藏；由岩石结构形质改变而形成的构造凝析气藏。
沉积凝析气藏是最常见的凝析气藏类型，它由地层压实和碳酸盐矿物沉积形成，主要在湖泊、山谷和其他古地层中发育。
它的特征是深层的古地层沉积结构被压缩，这使得气体被压成细小的气泡，使古地层变得更加坚硬和防水。
沉积凝析气藏的结构变化不易发现，需要进行精细地质调查，采用张力计测试技术等新技术，才能发现其特点。
深部变形凝析气藏是次常见的凝析气藏类型，主要结构变化由地层压实和构造运动等造成，地质变形通常指地层变形，其特征是深层地层发生构造变形，使得深层地层的孔隙发生改变，地层孔隙网的分布发生改变，从而影响了气藏的储存能力。
为了更准确地描述深部变形凝析气藏，可以利用数字岩性测井、三维地质分析技术以及采集的精细地质资料，结合地质结构和地质变形特征，来绘制深部变形凝析气藏的空间图。
构造凝析气藏是最不常见的凝析气藏类型，它是由岩石结构形质改变造成的，主要特征是岩石结构发生改变，使得深层地层可塑性发生转换，岩石孔隙网发生变化，气体大量扩散并凝结成气藏。
构造凝析气藏的探测主要依靠地震和测井技术，根据地震数据可以推断出构造凝析气藏的形成，而测井又可以准确地反映出构造凝析气藏的结构特征。
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•临界点：处于临界温度和临界 压力状态
临界参数是物质的特征参数
• 临界参数是物质的特征参数，不同物质，临界参数不同。
不同物质的临界参数
凝析油特点
• 地面条件下为密度小的液态油，密度小 于0.8；在地下温压下溶于气体，形成单 一气态。 • 成分相当于汽油，即35-190 ℃的馏分， 由C6-C11构成主体
四、实例—塔里木盆地凝析气藏
塔里木 盆地天 然气基 本是以 凝析气 藏形式 存在的 ， 这是塔 里木盆 地天然 气地质 的一个 鲜明特 点
凝析气藏的形成
一、凝析气藏的特点 二、物质相态转化 三、凝析气藏形成条件 四、根据气体组成预测地下油气相 态
一、凝析气藏 特点
• 1、定义：
– 在地下特定温度、压力下，因逆蒸发作用而形 成气相状态。采出地面时因压力降低而发生逆 凝产作用，形成一定量的凝析油。
• 2、正常蒸发，正常凝结
– 在正常温压条件下，加压导致气体液化；减压 导致气化
临界点
• 露点压力及露点压力曲线 （A-A’-K） • 泡点压力及泡点压力曲线 （B-B’-K） •纯气区 •气液两相共存区(A-A’-K--B’-B) •纯液相区
二元物质的临 界轨迹
• • • • 临界温度 最大临界凝结温度 露点压力曲线 泡点压力曲线
不同物质混合, 临界轨迹不同
不同混合比例的相图变化
• 3、影响因素：
– 同系物、二氧化碳增加有利 – 地层水存在不利
注意：凝析气能否形成藏还与运聚条件、圈闭 条件有关
四、 油气藏相态预测
1、相图
2、油气比 3、C2/C3+（C1+C2+C3+C4）/C5+
• • • • • >450 80-450 15-80 7-15 <7 纯气藏 凝析气藏 带油环的凝析气藏 凝析气油藏 油藏
临界温度（oC） 甲烷 乙烷 丙烷 辛烷 正十二烷 -82.1 32.3 96.8 296.7 390.6 临界压力（mPa） 4.5 4.82 4.20 2.46 1.85
纯物质的PVT图
• 低于临界温度下（如，71.1oC)， 压力增加，气态物质的摩尔体 积不断减小（被压缩），达到 饱和蒸气压后（A），气体开 始液化，摩尔体积迅速减小， 待完全液化后(B)，摩尔体积不 再变化（液体不可压缩）。
混合烃类的相图
• 与混合物组成有关 • 与混合比例有关
三、凝析气藏形成的条件
• 1、温压条件
– 地层埋藏较深，地层 温度介于烃类物系的 临界温度与临界凝结 温度之间，地层压力 超过该温度时的露点 压力，这种物系才可 能发生显著的逆蒸发 现象。
三、凝析气藏形成的条件
• 2、组成要求
– 该烃类物系中气体数量必须胜过液体数量,这 样才能为液相反溶于气相创造条件。
塔里木盆地油气藏分布
塔里木盆地凝析气藏
79.5%的凝析气藏分布深度 >4000m，3000m-4000m占20.5%
• 3、逆蒸发、逆凝结现象：
– 在特定温压条件下，等温减压引起凝结，等温 加压导致蒸发的现象
二、物质相态的转变及临界状态
在一定温压条件下，物质具有特定的相态。随着系统温压 条件的改变，物质可发生相态转变。 –饱和蒸气压
•一定温度下，将气体开始液化 所需施加的压力 •随温度增高而增大
•临界温度和临界压力