凝析油衰竭采出程度的數(shù)值模擬*

喬林 侯國慶 伏龍 李華斌 陸正元

1油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室 2中化石油勘探開發(fā)有限公司

凝析油衰竭采出程度的數(shù)值模擬*

喬林1侯國慶2伏龍1李華斌1陸正元1

1油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室 2中化石油勘探開發(fā)有限公司

低滲凝析氣層受到凝析氣相態(tài)變化、啟動壓力梯度、應(yīng)力敏感效應(yīng)等因素的影響，生產(chǎn)的變化規(guī)律較為復(fù)雜。基于低滲凝析氣層基本情況，利用數(shù)值模擬方法，研究了啟動壓力梯度、應(yīng)力敏感效應(yīng)對凝析氣生產(chǎn)動態(tài)的影響，討論了啟動壓力梯度、應(yīng)力敏感效應(yīng)、裂縫長度等對凝析油采出程度的影響。結(jié)果表明，在開采初期，啟動壓力梯度對凝析油采出程度影響較大，在開采后期，應(yīng)力敏感效應(yīng)對凝析油采出程度影響較大；隨著凝析油含量增加，反凝析損失和污染的影響逐漸增大，啟動壓力梯度和應(yīng)力敏感效應(yīng)的影響逐漸減小。

低滲凝析氣；凝析油；啟動壓力梯度；應(yīng)力敏感效應(yīng)；采出程度

目前，啟動壓力梯度、應(yīng)力敏感效應(yīng)等對氣層的生產(chǎn)動態(tài)影響的相關(guān)研究多針對干氣氣層，而針對凝析氣層的相關(guān)研究較少，同時不同流體性質(zhì)凝析氣層的采出程度的相關(guān)研究也較少。利用數(shù)值模擬方法，研究了啟動壓力梯度、應(yīng)力敏感效應(yīng)對凝析氣生產(chǎn)動態(tài)的影響[1-3]，討論了啟動壓力梯度、應(yīng)力敏感效應(yīng)、裂縫長度等對凝析油采出程度的影響。

1 模型建立

利用建模軟件Petrel建立凝析氣層的框架模型和屬性模型，再利用Eclipse數(shù)值模擬軟件進(jìn)行數(shù)值模擬研究。采用角點網(wǎng)格，步長為20×20 m，X方向劃分40個網(wǎng)格，Y方向40個網(wǎng)格，網(wǎng)格節(jié)點總數(shù)為40×40×8=12 800（個）。模型的基本參數(shù)還包括平均孔隙度（19.8%）、平均滲透率（0.2× 10-3μm2）、束縛水飽和度（35%）、原始地層壓力（32.5 MPa）和原始地層溫度（76.5℃）。考慮到低滲氣層需要采用壓裂增產(chǎn)措施開采，模擬了裂縫半長分別為50，75和100 m的壓裂縫，裂縫平均導(dǎo)流能力為35 μm2·cm。模型分別采用凝析油含量低、中、高的三種凝析氣，凝析油含量分別為80、150和300 g/m3。模擬不同凝析油含量的凝析氣藏衰竭式開采過程，模型中考慮啟動壓力梯度和應(yīng)力敏感效應(yīng)，研究不同因素對凝析油衰竭采出程度的影響。

2 因素敏感性分析

利用Eclipse數(shù)值模擬軟件中的組分?jǐn)?shù)值模塊進(jìn)行模擬模型研究，按單因素分析方法研究了啟動壓力強(qiáng)度和應(yīng)力敏感效應(yīng)對不同凝析油含量的凝析油采出程度的影響。分別研究了啟動壓力梯度為0、0.002、0.004、0.006、0.008和0.01 MPa/m對不同凝析油含量的凝析油采出程度的影響；及滲透率變形系數(shù)為0、0.01、0.02、0.03、0.04和0.05 MPa-1對不同凝析油含量的凝析油采出程度的影響；最后綜合研究了啟動壓力梯度和應(yīng)力敏感效應(yīng)對不同凝析油含量的凝析油采出程度的影響。

2.1 啟動壓力梯度

從啟動壓力梯度對不同凝析油含量的凝析油采出程度的影響曲線可見，隨著啟動壓力梯度的增大，凝析油采出程度呈下降趨勢；同時，隨著凝析油含量增加，啟動壓力梯度對凝析油采收率的影響逐漸減小。凝析油含量較高時，隨著壓力降低，凝析油析出，反凝析損失和反凝析污染較為嚴(yán)重，凝析油由于低于臨界流動飽和度，在不考慮啟動壓力梯度的影響時也難以流動；在啟動壓力梯度條件下，析出的凝析油更難以流動。從曲線中還可以看出，隨著裂縫長度增加，啟動壓力梯度影響逐漸減小。裂縫較長時，壓降迅速波及距離井筒較遠(yuǎn)的區(qū)域，在儲層較深處仍能產(chǎn)生足夠的壓差，克服啟動壓力梯度，使流體發(fā)生流動。

2.2 應(yīng)力敏感效應(yīng)

從應(yīng)力敏感效應(yīng)對不同凝析油含量的凝析油采出程度的影響曲線可看出，隨著滲透率變形系數(shù)增大，凝析油采出程度呈下降趨勢；同時，隨著凝析油含量增加，應(yīng)力敏感效應(yīng)對凝析油采收率影響逐漸減小。這是因為凝析油含量較高時，反凝析損失嚴(yán)重，大部分凝析油滯留于地層中，是凝析油采收率低的主要原因；流動的氣相或液相，受到應(yīng)力敏感效應(yīng)造成儲層滲透率下降和反凝析污染的影響。另外，隨著裂縫長度增加，應(yīng)力敏感影響逐漸減小。這是因為在一般情況下，井底或裂縫附近儲層中壓降較大，應(yīng)力敏感影響較大，地層滲透率下降較明顯；但由于裂縫長度增加，有效泄流面積增大，對應(yīng)力敏感造成的產(chǎn)能下降有一定補(bǔ)償作用，在一定程度上減少了應(yīng)力敏感效應(yīng)的影響。

2.3 綜合影響

從不同影響因素對凝析油采出程度影響曲線可以看出，相同裂縫半長下，凝析氣中凝析油含量對凝析油采出程度影響很大，低含凝析油凝析氣藏的凝析油采出程度明顯高于高含凝析油凝析氣藏，說明了較嚴(yán)重的反凝析損失和污染是造成高含凝析油凝析氣藏的凝析油采出程度偏低的主要因素。相同凝析油含量下，隨著裂縫半長的增加，凝析油采出程度有一定的增加。在啟動壓力梯度與應(yīng)力敏感效應(yīng)共同影響下，凝析油采出程度低于只考慮啟動壓力梯度或應(yīng)力敏感效應(yīng)單一因素下的采出程度。在對最終采出程度影響接近的情況下，啟動壓力梯度對采出程度的影響早于應(yīng)力敏感效應(yīng)，在生產(chǎn)初期就有表現(xiàn)；而應(yīng)力敏感效應(yīng)則是在生產(chǎn)一段時間，地層壓力下降后才逐漸表現(xiàn)影響，且隨生產(chǎn)時間增加影響逐漸增強(qiáng)。說明了在開采初期，啟動壓力梯度對凝析油采出程度影響較大；在開采后期，應(yīng)力敏感效應(yīng)對凝析油采出程度影響較大。

3 結(jié)論

（1）啟動壓力梯度，滲透率應(yīng)力敏感均會降低凝析氣藏的凝析油衰竭采出程度。在開采初期，啟動壓力梯度對凝析油采出程度影響較大；在開采后期，應(yīng)力敏感效應(yīng)對凝析油采出程度影響較大。

（2）隨著凝析油含量增加，凝析油衰竭采出程度顯著下降，反凝析損失和污染的影響逐漸增大，啟動壓力梯度與應(yīng)力敏感效應(yīng)影響逐漸減小。對于高含凝析油凝析氣藏，應(yīng)盡量減輕反凝析損失與污染影響。

[1]黃全華，孫雷，李士倫，等．低滲凝析氣藏氣井產(chǎn)能的正確預(yù)測[J]．天然氣工業(yè)，2005，25（11）：82-84.

[2]崔大慶，譚國華，王樂之．濮城油田濮67塊低滲凝析難動用氣藏挖潛技術(shù)研究[J]．鉆采工藝，2003，26（4）：44-47.

[3]熊健，郭平，張磊，等．非線性滲流復(fù)合氣藏氣井產(chǎn)能新方程分析[J]．?dāng)鄩K油氣田，2012，19（1）：106-109.

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.1.015

基金論文：國家自然科學(xué)基金項目“活化低滲孔隙介質(zhì)中殘余油的機(jī)理和條件研究”（40772083）。