凝析氣藏復雜的相變滲流特征對儲層油氣分布及滲流影響較大，從而影響凝析氣井的產(chǎn)能和凝析油氣的采收率［1-2］。國內外對凝析氣藏油氣微觀(guān)分布及滲流特征［3-8］的大量研究表明，凝析油臨界流動(dòng)飽和度Scc（一般干氣藏對應殘余油飽和度）和相對滲透率對流體界面張力十分敏感。測量凝析油臨界流動(dòng)飽和度的方法有長(cháng)巖心驅替實(shí)驗法［9-14］和反射波測試法［15-17］。只有當地層壓力低于露點(diǎn)壓力時(shí)，這2種方法才能測量出低界面張力階段凝析油的臨界流動(dòng)飽和度，結果通常為較小的常數，不能反映隨地層壓力逐漸下降，油氣界面張力上升對凝析油臨界流動(dòng)飽和度的影響。目前，凝析氣藏數值模擬的凝析油臨界流動(dòng)飽和度取值一般為高界面張力流體（如氮氣和煤油）巖心相對滲透率的殘余油飽和度，通常為常數［18］，無(wú)法表征近井地帶凝析油逐漸聚集、反凝析加劇的特征。

為了準確地表征近井地帶凝析油逐漸聚集、反凝析加劇的特征，本文從界面張力對凝析油分布的影響機理出發(fā)，分析了界面張力對凝析油氣相滲及臨界流動(dòng)飽和度的影響，建立了基于界面張力影響的臨界流動(dòng)飽和度模型，最后將界面張力對凝析油臨界流動(dòng)飽和度的影響表征到數值模擬中，模擬了更加真實(shí)的凝析氣藏凝析油聚集特征。

1界面張力對凝析油分布的影響

凝析氣藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中伴隨著(zhù)油氣界面張力σog的變化，當地層壓力高于露點(diǎn)壓力時(shí)，處于混相狀態(tài)，油氣界面張力接近0 mN/m；當地層壓力略低于露點(diǎn)壓力時(shí)，出現反凝析現象，少量凝析油析出，此時(shí)油氣界面張力較小，析出的凝析油以油膜狀態(tài)附著(zhù)在束縛水之上，即以油膜鋪展方式分布于儲層中。在曲率較大的孔隙角隅處，由于毛細凝聚作用，以油滴方式分布，凝析油易流動(dòng)，實(shí)驗測量的凝析油臨界流動(dòng)飽和度一般小于10%［14］（見(jiàn)圖1a）；隨著(zhù)凝析氣藏的開(kāi)發(fā)，當地層壓力遠低于露點(diǎn)壓力時(shí)，大量凝析油析出，油氣界面張力迅速增加，到最大反凝析壓力時(shí)的界面張力可比露點(diǎn)壓力時(shí)的高2個(gè)數量級［4］。析出的凝析油大部分以段塞的形式分布于孔隙喉道與角隅，相對于凝析油膜更難以流動(dòng)，凝析油臨界流動(dòng)飽和度增大（見(jiàn)圖1b）。

圖1不同界面張力時(shí)凝析油分布特征

2凝析油氣臨界流動(dòng)飽和度模型

2.1不同油氣界面張力下的油氣相對滲透率特征

圖2為不同界面張力下凝析油相對滲透率Kro和凝析氣相對滲透率Krg隨含氣飽和度Sg變化曲線(xiàn)，從圖中可知，隨著(zhù)地層壓力及界面張力的變化，凝析油氣相對滲透率曲率、凝析油臨界流動(dòng)飽和度及殘余氣飽和度變化特征分為3個(gè)階段。

1）油氣界面張力近似為0 mN/m階段。當地層壓力高于露點(diǎn)壓力時(shí)，凝析油還未析出，油氣界面張力接近0 mN/m。凝析油氣為混相狀態(tài)，混相狀態(tài)的相對滲透率呈現線(xiàn)性變化的特征，可以用理想油氣相對滲透率表示（見(jiàn)圖2a），并且凝析油臨界流動(dòng)飽和度和殘余氣飽和度Sgr接近于0。

2）界面張力顯著(zhù)顯著(zhù)階段。隨著(zhù)地層壓力逐漸低于露點(diǎn)壓力，界面張力逐漸增大，凝析油氣相對滲透率曲線(xiàn)由直線(xiàn)逐漸變成曲線(xiàn)，并且曲率逐漸增大，凝析油臨界流動(dòng)飽和度和殘余氣飽和度也逐漸增大（見(jiàn)圖2b—2d）。

3）界面張力影響減弱階段。當油氣界面張力大于某個(gè)值時(shí)（見(jiàn)圖2d—2e），隨著(zhù)界面張力的增大，凝析油氣相對滲透率曲線(xiàn)的曲率逐漸恒定，界面張力對凝析油氣滲透率和凝析油氣臨界流動(dòng)飽和度的影響變小，此時(shí)曲線(xiàn)形態(tài)與高界面張力下的氮氣和煤油相對滲透率曲線(xiàn)類(lèi)似（見(jiàn)圖2f）。

圖2不同界面張力下凝析油氣相對滲透率曲線(xiàn)

2.2界面張力條件下凝析油氣臨界流動(dòng)飽和度模型

為了得到界面張力條件下凝析油氣臨界流動(dòng)飽和度模型，通過(guò)對文獻［3］實(shí)驗資料的總結，得到不同界面張力下的凝析油臨界流動(dòng)飽和度及殘余氣飽和度數據（見(jiàn)表1）。

表1凝析油臨界流動(dòng)飽和度及殘余氣飽和度

結合凝析氣藏臨界流動(dòng)飽和度隨界面張力先增大后平穩的滲流特征，再通過(guò)對實(shí)驗數據進(jìn)行擬合，分別得到凝析油臨界流動(dòng)飽和度與殘余氣飽度以及凝析油臨界流動(dòng)飽度隨界面張力變化的關(guān)系曲線(xiàn)（見(jiàn)圖3）及式（1）、式（2）。

圖3凝析油臨界流動(dòng)飽和度、殘余氣飽和度隨界面張力變化的回歸曲線(xiàn)

凝析油臨界流動(dòng)飽和度為

式中：Scc，max和Sgr，max分別為最大界面張力時(shí)的凝析油臨界流動(dòng)飽和度及殘余氣飽和度；A為擬合系數，與巖石潤濕及孔喉分布特征相關(guān)；B為擬合系數，與凝析油氣體系界面張力相關(guān)。

從圖3和式（3）可知，界面張力對凝析油臨界流動(dòng)飽和度的影響分為2個(gè)階段：早期隨著(zhù)界面張力增大，凝析油臨界流動(dòng)飽和度迅速增加，直到最大凝析油臨界流動(dòng)飽和度；之后，凝析油臨界流動(dòng)飽和度為常數，界面張力的影響較小。殘余氣飽和度與凝析油臨界流動(dòng)飽和度的變化特征類(lèi)似。

3基于變臨界流動(dòng)飽和度的數值模擬

設計機理模型和數值模擬方案，建立組分模型分析變凝析油氣臨界流動(dòng)飽和度對開(kāi)發(fā)指標預測的影響，模型網(wǎng)格為50×50×7，滲透率為10×10-3μm2，孔隙度為15%，地質(zhì)儲量為10×108m3。設計日產(chǎn)氣量為10×104m3，最小井底流壓為5 MPa，以及Scc=0.10、Scc隨界面張力變化及Scc=0.45時(shí)，預測凝析油臨界流動(dòng)飽和度及不同方案的生產(chǎn)特征。

圖4為凝析油臨界流動(dòng)飽和度和界面張力隨地層壓力的變化圖。圖中顯示，隨開(kāi)發(fā)過(guò)程中地層壓力下降，界面張力增大，凝析油臨界流動(dòng)飽和度逐漸上升，反映了凝析油在近井地層聚集堵塞孔喉難以流動(dòng)的特征。常規數值模擬方法凝析油臨界流動(dòng)飽和度Scc=0.10和Scc=0.45，均為常數，不能清晰地表征凝析油流動(dòng)特征隨著(zhù)界面張力增大的變化。

圖4凝析油臨界流動(dòng)飽和度和界面張力隨壓力的變化

圖5為不同方案的井底流壓和日產(chǎn)氣量對比曲線(xiàn)，從圖中可知，當Scc=0.10時(shí)，穩產(chǎn)期長(cháng)，壓力平緩下降，顯示凝析油氣滲流能力強，不能反映近井地帶凝析油的聚集特征；當Scc=0.45時(shí)，穩產(chǎn)期短，開(kāi)發(fā)早期壓力快速下掉，顯示生產(chǎn)早期生產(chǎn)壓差增大，油氣滲流能力急劇下降，反映近井地帶凝析油快速聚集污染加劇的特征，與開(kāi)發(fā)早期油氣界面張力小凝析油氣滲流能力強的認識不符；當凝析油臨界流動(dòng)飽和度隨界面張力變化時(shí)，氣井生產(chǎn)早期平穩，而后產(chǎn)量和壓力急劇下降，表現為生產(chǎn)早期滲流能力強，并隨著(zhù)開(kāi)發(fā)，凝析油大量析出，滲流能力急劇下降的滲流機理，能準確反映開(kāi)發(fā)早期低界面張力下少量的凝析油（Scc=0.10）向開(kāi)發(fā)晚期相對較高界面張力下大量凝析油（Scc=0.45）的聚集特征。本文方法更準確地表征了凝析氣藏凝析油析出后逐漸聚集導致污染加劇的滲流機理，更符合生產(chǎn)實(shí)際。

圖5不同方案下井底流壓和日產(chǎn)氣量變化特征曲線(xiàn)

4結論

1）界面張力對凝析油氣分布及流動(dòng)特征影響顯著(zhù)。生產(chǎn)早期低界面張力時(shí)，凝析油以油膜流動(dòng)為主，凝析油臨界流動(dòng)飽和度小，滲流能力強；隨著(zhù)界面張力的增加，析出的凝析油大部分以段塞的形式分布于孔隙喉道與角隅，凝析油臨界流動(dòng)飽和度增大，相對滲透率曲線(xiàn)曲率變大，凝析油氣更難以流動(dòng)，影響凝析氣藏開(kāi)發(fā)效果。

2）建立了基于界面張力影響的凝析油氣臨界流動(dòng)飽和度模型。模型量化了界面張力對凝析油氣臨界流動(dòng)飽和度的影響，能表征隨界面張力增大凝析油氣臨界流動(dòng)飽和度增大的特征，使得凝析氣藏變界面張力的滲流機理更清晰。

3）考慮變臨界流動(dòng)飽和度的凝析氣藏數值模擬模型，能夠模擬隨著(zhù)地層壓力下降，界面張力上升，凝析油在近井地帶聚集難以流動(dòng)的特征，更準確地表征了凝析油析出后逐漸聚集導致污染加劇的滲流機理，物理意義明確，更符合生產(chǎn)實(shí)際。