渤海異常高壓凝析氣藏產(chǎn)能評(píng)價(jià)模型建立及應(yīng)用

楊東東，段 宇，王美楠，陳曉祺，何新容

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300452）

氣藏氣井產(chǎn)能評(píng)價(jià)是氣藏工程研究和氣藏開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的重要研究?jī)?nèi)容，它能為氣藏開(kāi)發(fā)方案設(shè)計(jì)、氣藏開(kāi)發(fā)規(guī)模、投資規(guī)模的制定提供指導(dǎo)依據(jù)。在氣藏的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，因氣藏壓力的降低所引發(fā)的滲透率的應(yīng)力敏感性不可避免；其次是在高含凝析油凝析氣藏中，壓力降低使井底或者近井地帶儲(chǔ)層析出大量的凝析油，凝析油隨著氣體的流動(dòng)，聚集在井底，對(duì)儲(chǔ)層形成一定的污染；特別是在低滲氣藏中，因?yàn)樗峄仍?，?dǎo)致工作液進(jìn)入近井地帶，形成水鎖效應(yīng)，降低氣井近井地帶的滲流能力[1-11]。上述原因在氣藏開(kāi)發(fā)中，特別是高含凝析油凝析氣藏開(kāi)發(fā)中，對(duì)氣井的產(chǎn)能影響更加明顯。比如渤海B氣藏，其孔店組凝析氣藏凝析油含量高達(dá)820 mg/L，該層位裂縫發(fā)育，為異常高壓儲(chǔ)層，壓力系數(shù)1.3，測(cè)試兩個(gè)工作制度逐步放大生產(chǎn)壓差后，氣井產(chǎn)能下降了50%，基于此，研究了壓敏效應(yīng)、凝析油污染、工作液污染等對(duì)氣藏產(chǎn)能的影響，建立了改進(jìn)的二項(xiàng)式方程，并在渤海B氣藏進(jìn)行應(yīng)用，效果良好。

1 問(wèn)題的提出

常規(guī)的二項(xiàng)式產(chǎn)能公式：

其中：

圖1 常規(guī)二項(xiàng)式方程系數(shù)的求?。ǜ蓺獠兀?/p>

該氣藏公式在使用過(guò)程中A、B均為大于0的數(shù)。

其中A、B在計(jì)算過(guò)程中代表斜率和截距（見(jiàn)圖1）。但是如果用該公式計(jì)算渤海B氣藏，則會(huì)出現(xiàn)斜率為負(fù)數(shù)的現(xiàn)象（見(jiàn)圖2）。

從圖1、圖2可見(jiàn)，常規(guī)二項(xiàng)式方程在渤海B氣藏的產(chǎn)能測(cè)試中不適用，分析其原因，主要有常規(guī)二項(xiàng)式方程中考慮滲透率為常數(shù)，未考慮應(yīng)力敏感對(duì)儲(chǔ)層物性的影響、也未考慮儲(chǔ)層污染對(duì)產(chǎn)能的影響、未考慮氣水兩相流動(dòng)對(duì)產(chǎn)能的影響。

2 改進(jìn)的二項(xiàng)式方程的建立

描述氣體非線性滲流的二項(xiàng)式滲流微分方程：

擬壓力：

滲流速度：

圖2 常規(guī)二項(xiàng)式方程系數(shù)的求?。ú澈氣藏）

湍流系數(shù)與非達(dá)西滲流常數(shù)的關(guān)系：

考慮應(yīng)力敏感及氣液滲透率的影響，對(duì)（8）式的滲透率K變形：

考慮應(yīng)力敏感的滲透率公式：

考慮氣液滲流的氣相滲透率為：

擬壓力與壓力呈線性關(guān)系：

公式兩端積分：

考慮表皮產(chǎn)生的附加壓力降：

對(duì)公式（15）變形得出改進(jìn)的二項(xiàng)式公式為：

該公式考慮了應(yīng)力敏感、污染、氣水兩相流動(dòng)對(duì)氣井產(chǎn)能的影響。

3 改進(jìn)的產(chǎn)能評(píng)價(jià)模型在渤海B氣藏的應(yīng)用

渤海B氣藏為高含凝析油凝析氣藏，主力層位為潛山，評(píng)價(jià)井B-1井在潛山射開(kāi)68 m氣層測(cè)試，測(cè)試3個(gè)工作制度，測(cè)試日產(chǎn)凝析油40 m3～73 m3，日產(chǎn)天然氣 3.85×104m3～8.10×104m3，測(cè)試過(guò)程中含水率 5%～15%（產(chǎn)出水主要為酸化中的酸液及工作液），通過(guò)對(duì)潛山巖心進(jìn)行試驗(yàn)分析，其應(yīng)力敏感因子為0.0030，不同含水率下對(duì)應(yīng)的氣相相對(duì)滲透率分別為0.300～0.800，具體測(cè)試數(shù)據(jù)（見(jiàn)表1）。

利用改進(jìn)的二項(xiàng)式，分別計(jì)算了不考慮應(yīng)力敏感及液相影響的理論無(wú)阻流量，考慮應(yīng)力敏感及液相影響的無(wú)阻流量（見(jiàn)圖3）。

圖3 改進(jìn)的二項(xiàng)式方程在B-1井的應(yīng)用

圖3中紅線代表理論無(wú)阻流量11.68×104m3/d，藍(lán)色的線代表考慮應(yīng)力敏感的無(wú)阻流量9.49×104m3/d，黃色的線代表考慮應(yīng)力敏感和液相影響的無(wú)阻流量4.37×104m3/d。從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，考慮應(yīng)力敏感和液相影響的無(wú)阻流量4.37×104m3/d更加接近實(shí)測(cè)的產(chǎn)氣量3.85×104m3/d。從而證明了本文推導(dǎo)的公式更加適合高含凝析油凝析氣藏的產(chǎn)能確定，此類(lèi)氣井產(chǎn)能的合理確定，將為此類(lèi)氣藏的地質(zhì)油藏認(rèn)識(shí)和后期的生產(chǎn)管理提供了有利條件，為后來(lái)合理開(kāi)發(fā)技術(shù)政策的制定和高效開(kāi)發(fā)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

表1 渤海B氣藏測(cè)試基礎(chǔ)參數(shù)表

4 結(jié)論

（1）基于渤海B氣藏的測(cè)試結(jié)果，在常規(guī)二項(xiàng)式的基礎(chǔ)上，考慮儲(chǔ)層壓敏效應(yīng)、儲(chǔ)層產(chǎn)出水和凝析油污染等液相因素影響，推導(dǎo)了改進(jìn)的二項(xiàng)式方程，建立了渤海異常高壓凝析氣藏產(chǎn)能評(píng)價(jià)模型。

（2）渤海B氣田實(shí)踐證明，本文推導(dǎo)的新方法能考慮應(yīng)力敏感，測(cè)試中各類(lèi)液相對(duì)氣相滲流對(duì)氣井產(chǎn)能的影響，并能量化，并且預(yù)測(cè)精度高，可以用于此類(lèi)高含凝析油凝析氣田產(chǎn)能評(píng)價(jià)。

（3）海上氣田受到場(chǎng)地、工期、天氣以及開(kāi)發(fā)成本的制約，探井井?dāng)?shù)少，測(cè)試次數(shù)有限，建立此類(lèi)計(jì)算氣井產(chǎn)能的新方法很有必要。

符號(hào)說(shuō)明：

Pe-原始地層壓力，MPa；Pwf-井底流壓，MPa；Psc-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓力，0.101325 MPa；T-氣層溫度，K；Tsc-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣層溫度，273 K；Qsc-氣井絕對(duì)無(wú)阻流量，m3/d；K-滲透率，10-3μm2；h-氣層厚度，m；re-供給半徑，m；rw-井筒半徑，m；β-湍流系數(shù)，m-1；Z-氣體偏差系數(shù)，無(wú)量綱；Zsc-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體偏差系數(shù)，無(wú)量綱；ρsc-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體密度，kg/m3；μg-氣體黏度，mPa·s；V-滲流速度，m/s；φ-擬壓力，m/s；F-氣體質(zhì)量流量，t/d；γg-氣體相對(duì)密度，無(wú)量綱；Ki-原始條件下滲透率，10-3μm2；α、αφ-滲透率變化系數(shù)，無(wú)量綱；Krg-氣體相對(duì)滲透率，無(wú)量綱；D-非達(dá)西流動(dòng)常數(shù)，（104m3/d）-1；S-表皮系數(shù)，無(wú)量綱。