凝析氣藏復(fù)雜的相變滲流特征對(duì)儲(chǔ)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(guó)內(nèi)外對(duì)凝析氣藏油氣微觀分布及滲流特征［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(duì)應(yīng)殘余油飽和度）和相對(duì)滲透率對(duì)流體界面張力十分敏感。測(cè)量凝析油臨界流動(dòng)飽和度的方法有長(zhǎng)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)法［9-14］和反射波測(cè)試法［15-17］。只有當(dāng)?shù)貙訅毫Φ陀诼饵c(diǎn)壓力時(shí)，這2種方法才能測(cè)量出低界面張力階段凝析油的臨界流動(dòng)飽和度，結(jié)果通常為較小的常數(shù)，不能反映隨地層壓力逐漸下降，油氣界面張力上升對(duì)凝析油臨界流動(dòng)飽和度的影響。目前，凝析氣藏?cái)?shù)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?dú)夂兔河停r心相對(duì)滲透率的殘余油飽和度，通常為常數(shù)［18］，無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(zhǔn)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(duì)凝析油分布的影響機(jī)理出發(fā)，分析了界面張力對(duì)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(duì)凝析油臨界流動(dòng)飽和度的影響表征到數(shù)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(duì)凝析油分布的影響

凝析氣藏開發(fā)過程中伴隨著油氣界面張力σog的變化，當(dāng)?shù)貙訅毫Ω哂诼饵c(diǎn)壓力時(shí)，處于混相狀態(tài)，油氣界面張力接近0 mN/m；當(dāng)?shù)貙訅毫β缘陀诼饵c(diǎn)壓力時(shí)，出現(xiàn)反凝析現(xiàn)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)附著在束縛水之上，即以油膜鋪展方式分布于儲(chǔ)層中。在曲率較大的孔隙角隅處，由于毛細(xì)凝聚作用，以油滴方式分布，凝析油易流動(dòng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)量的凝析油臨界流動(dòng)飽和度一般小于10%［14］（見圖1a）；隨著凝析氣藏的開發(fā)，當(dāng)?shù)貙訅毫h(yuǎn)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(shù)量級(jí)［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(duì)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(duì)滲透率特征

圖2為不同界面張力下凝析油相對(duì)滲透率Kro和凝析氣相對(duì)滲透率Krg隨含氣飽和度Sg變化曲線，從圖中可知，隨著地層壓力及界面張力的變化，凝析油氣相對(duì)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(dāng)?shù)貙訅毫Ω哂诼饵c(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(duì)滲透率呈現(xiàn)線性變化的特征，可以用理想油氣相對(duì)滲透率表示（見圖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）界面張力顯著顯著階段。隨著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(duì)滲透率曲線由直線逐漸變成曲線，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（見圖2b—2d）。

3）界面張力影響減弱階段。當(dāng)油氣界面張力大于某個(gè)值時(shí)（見圖2d—2e），隨著界面張力的增大，凝析油氣相對(duì)滲透率曲線的曲率逐漸恒定，界面張力對(duì)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)曲線形態(tài)與高界面張力下的氮?dú)夂兔河拖鄬?duì)滲透率曲線類似（見圖2f）。

圖2不同界面張力下凝析油氣相對(duì)滲透率曲線

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，通過對(duì)文獻(xiàn)［3］實(shí)驗(yàn)資料的總結(jié)，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(shù)據(jù)（見表1）。

表1凝析油臨界流動(dòng)飽和度及殘余氣飽和度

結(jié)合凝析氣藏臨界流動(dòng)飽和度隨界面張力先增大后平穩(wěn)的滲流特征，再通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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（見圖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

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(shù)，與巖石潤(rùn)濕及孔喉分布特征相關(guān)；B為擬合系數(shù)，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(duì)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(shù)，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似。

3基于變臨界流動(dòng)飽和度的數(shù)值模擬

設(shè)計(jì)機(jī)理模型和數(shù)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(duì)開發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)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(chǔ)量為10×108m3。設(shè)計(jì)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(yù)測(cè)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，隨開發(fā)過程中地層壓力下降，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(guī)數(shù)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(shù)，不能清晰地表征凝析油流動(dòng)特征隨著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(duì)比曲線，從圖中可知，當(dāng)Scc=0.10時(shí)，穩(wěn)產(chǎn)期長(zhǎng)，壓力平緩下降，顯示凝析油氣滲流能力強(qiáng)，不能反映近井地帶凝析油的聚集特征；當(dāng)Scc=0.45時(shí)，穩(wěn)產(chǎn)期短，開發(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，與開發(fā)早期油氣界面張力小凝析油氣滲流能力強(qiáng)的認(rèn)識(shí)不符；當(dāng)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(wěn)，而后產(chǎn)量和壓力急劇下降，表現(xiàn)為生產(chǎn)早期滲流能力強(qiáng)，并隨著開發(fā)，凝析油大量析出，滲流能力急劇下降的滲流機(jī)理，能準(zhǔn)確反映開發(fā)早期低界面張力下少量的凝析油（Scc=0.10）向開發(fā)晚期相對(duì)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(zhǔn)確地表征了凝析氣藏凝析油析出后逐漸聚集導(dǎo)致污染加劇的滲流機(jī)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

4結(jié)論

1）界面張力對(duì)凝析油氣分布及流動(dòng)特征影響顯著。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(qiáng)；隨著界面張力的增加，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(duì)滲透率曲線曲率變大，凝析油氣更難以流動(dòng)，影響凝析氣藏開發(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(duì)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(jī)理更清晰。

3）考慮變臨界流動(dòng)飽和度的凝析氣藏?cái)?shù)值模擬模型，能夠模擬隨著地層壓力下降，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(zhǔn)確地表征了凝析油析出后逐漸聚集導(dǎo)致污染加劇的滲流機(jī)理，物理意義明確，更符合生產(chǎn)實(shí)際。