文昌低滲凝析氣藏反凝析傷害相態(tài)特征研究

陳 健,周 展,王勇標(biāo),褚?guī)r巖,王 琴

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057)

凝析氣藏流體性質(zhì)較為多變，在開采過程中當(dāng)壓力降低到露點(diǎn)壓力以下后氣藏流體的性質(zhì)及相態(tài)都會發(fā)生復(fù)雜的變化[1-3]。研究氣藏相態(tài)特征，弄清地下流體在開采過程中相態(tài)和組成的變化規(guī)律是進(jìn)一步研究深層低滲凝析氣藏滲流機(jī)理、進(jìn)行低滲凝析氣井試井分析和開發(fā)動態(tài)分析的基礎(chǔ)。本文首先開展常規(guī)PVT分析，獲取不考慮多孔介質(zhì)條件下的相態(tài)特征及相態(tài)變化規(guī)律[2，4-5]。其次，考慮到深層低滲凝析氣藏由于儲層具有高溫、高壓、低孔、低滲的特點(diǎn)，其地層流體中富含氣態(tài)地層水，且多孔介質(zhì)界面現(xiàn)象及儲層的變形作用突出[6-7]，因此還開展了考慮氣態(tài)地層水及儲層變形作用影響的PVT相態(tài)分析，以獲得真實(shí)儲層條件下的氣藏流體參數(shù)及相態(tài)變化特征。

1 文昌低滲凝析氣藏常規(guī)PVT相態(tài)特征分析

文昌氣田群主力氣組ZH2Ⅰ(WC9-2-1)、ZH2Ⅱ(WC10-3-1)、ZH2Ⅲ(WC9-3-2)井流物中C1含量分別為72.418%、84.77%、69.94%；中間烴(C2-C6)含量分別為16.07%、9.92%和20.32%，C7+含量分別為2.863%、1.86%和3.648%。從井流物的組成可以看出，井流體物中間烴和重組分較少，可液化體積較小，屬于低含-中含凝析油、氣油比較高的凝析氣藏流體組成特征。

1.1 等組成膨脹特征

等組成膨脹實(shí)驗(yàn)是為了測取凝析油氣體系在地層條件下體積膨脹能力，即彈性膨脹能量的大小，目的是獲得凝析油氣體系PV關(guān)系、露點(diǎn)壓力、靜態(tài)反凝析飽和度等流體相態(tài)特征參數(shù)。

圖1 等組成膨脹特征

根據(jù)三個層位地層流體的露點(diǎn)壓力測試結(jié)果，主力氣組地層凝析氣樣品露點(diǎn)壓力均較高(31.66～36.67MPa)，地露壓差小(2.08～3.21MPa)，生產(chǎn)初期三口井的近井帶地層將會產(chǎn)生反凝析液堵塞，導(dǎo)致氣井產(chǎn)能降低。

實(shí)驗(yàn)測定了三口井在3個不同溫度條件下井流體CCE過程，從測試特征可以看出(圖1)，三口井地層流體膨脹能力較大，最大反凝析飽和度在2%～4%孔隙體積之間，與國內(nèi)新疆等凝析氣藏相比，靜態(tài)反凝析飽和度較小，屬貧-中凝析氣反凝析特征。說明采用衰竭方式開發(fā)文昌低滲凝析氣藏時其凝析油損失較少。

1.2 定容衰竭特征

定容衰竭實(shí)驗(yàn)測試目的是預(yù)測凝析氣藏衰竭開發(fā)過程中地層反凝析油飽和度變化以及天然氣和凝析油采出程度的變化等動態(tài)參數(shù)。測試結(jié)果顯示三個層位的反凝析堆積速度較慢(圖2)，最大反凝析壓力均出現(xiàn)在衰竭開采中后期(15MPa左右)，且隨著壓力的降低，地面條件下產(chǎn)出氣油比逐漸變大，當(dāng)?shù)貙訅毫档阶畲蠓茨鰤毫螅捎谀鲇偷姆凑舭l(fā)，氣油比增加趨勢減緩。

文昌氣田群主力氣組天然氣采出程度在60%～80%之間，而凝析油采出程度在20%～35%之間，可見在衰竭開采過程中，由于反凝析飽和度較小，在地層中達(dá)不到流動飽和度，大部分反凝析油損失在地層中難以采出。

圖2 定容衰竭反凝析特征

1.3 流體相態(tài)特征

運(yùn)用流體相平衡熱力學(xué)原理結(jié)合SRK狀態(tài)方程相圖仿真模擬技術(shù)，在地層流體C7+(或C11+)重餾分的熱力學(xué)參數(shù)場較好地匹配了文昌凝析氣藏地層流體實(shí)測飽和壓力的基礎(chǔ)上，模擬計(jì)算了地層流體的P-T相圖(圖3)，凝析液含量等值線從左向右變稀，最大反凝析液小于5%，為貧凝析氣藏。根據(jù)模擬結(jié)果地層流體露點(diǎn)壓力都接近原始地層壓力，在開采初期便會進(jìn)入反凝析開采階段；但在等溫降壓開采過程中，反凝析液飽和度較小，難以達(dá)到臨界流動飽和度，從而可能導(dǎo)致反凝析油滯留在地層中而難以采出。

圖3 文昌凝析氣藏典型P-T相圖

2 考慮氣態(tài)水和多孔介質(zhì)的流體相態(tài)特征

定容衰竭反凝析特征是通過PVT筒實(shí)驗(yàn)測試得到的，而實(shí)際氣藏流體的相態(tài)變化過程發(fā)生在地下多孔介質(zhì)中。多孔介質(zhì)界面現(xiàn)象如界面吸附、毛細(xì)凝聚、潤濕性和界面張力等諸多因素均會對流體的相態(tài)產(chǎn)生影響。因此，本文采用考慮孔隙介質(zhì)及水蒸發(fā)影響的相平衡模型進(jìn)一步研究了氣藏流體在多孔介質(zhì)中的反凝析特征。

2.1 孔隙介質(zhì)中露點(diǎn)壓力特征

考慮氣態(tài)態(tài)水和多孔介質(zhì)影響后，文昌凝析氣藏群流體露點(diǎn)壓力模擬計(jì)算結(jié)果如圖4所示。考慮氣態(tài)水的影響后，模擬計(jì)算露點(diǎn)壓力比原計(jì)算值略有升高，在氣態(tài)水基礎(chǔ)上繼續(xù)考慮多孔介質(zhì)的影響后，模擬計(jì)算露點(diǎn)壓力進(jìn)一步升高。這說明，地層中反凝析污染傷害出現(xiàn)的時間，會比不考慮這兩個影響因素預(yù)測出的要早。

圖4 露點(diǎn)壓力模擬計(jì)算結(jié)果

2.2 孔隙介質(zhì)中反凝析液飽和度特征

考慮氣態(tài)水和多孔介質(zhì)影響后，文昌凝析氣藏群流體CVD反凝析液量模擬計(jì)如圖5所示?？紫督橘|(zhì)衰竭實(shí)驗(yàn)與定容衰竭實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比，具有以下特點(diǎn)：

(1)考慮氣態(tài)水的影響后，反凝析液飽和度高于 PVT 筒衰竭實(shí)驗(yàn)值，在同時考慮多孔介質(zhì)的影響后，凝析液飽和度進(jìn)一步升高，最大反凝析油飽和度比常規(guī)定容衰竭測量的最大反凝析油飽和度要高20%左右。這說明，地層中反凝析污染傷害程度，會比不考慮這兩個影響因素預(yù)測出的結(jié)果要更嚴(yán)重。

(2)考慮水蒸氣及多孔介質(zhì)后露點(diǎn)壓力升高，在同一壓力下真實(shí)儲層中的凝析液飽和度更高。

(3)達(dá)到最大反凝析油飽和度的壓力基本相當(dāng)。考慮水蒸氣及多孔介質(zhì)中最大反凝析油飽和度壓力同樣為15MPa左右。

根據(jù)以上分析，在進(jìn)行氣藏開發(fā)方案設(shè)計(jì)及開發(fā)指標(biāo)預(yù)測時，如果不考慮氣態(tài)水及多孔介質(zhì)影響的流體相態(tài)特征及規(guī)律，則會造成：①反凝析傷害時間預(yù)測偏晚；②反凝析傷害程度會被弱化，地層中凝析油損失會被降低。為了更好的預(yù)測深層低滲凝析氣藏開發(fā)效果，因此在開發(fā)方案設(shè)計(jì)時應(yīng)采用本次研究得到的新的流體相態(tài)特征。

圖5 飽和度模擬計(jì)算結(jié)果

3 結(jié)論

通過對文昌低滲凝析氣藏的相態(tài)特征開展實(shí)驗(yàn)研究及模擬計(jì)算, 得到以下結(jié)論：

(1)文昌低滲凝析氣藏主力氣組主要為貧凝析氣藏，并且地露壓差小，生產(chǎn)初期三口井的近井帶地層將會產(chǎn)生反凝析液堵塞，導(dǎo)致氣井產(chǎn)能降低。

(2)氣藏衰竭開發(fā)過程反凝析油飽和度小于6%，近井地層的反凝析液堆積速度較慢，表明早期比較適合于采用衰竭方式開發(fā)。

(3)PVT 筒的定容衰竭與多孔介質(zhì)中的衰竭特征有較大的差異。常規(guī)PVT實(shí)驗(yàn)沒有考慮水蒸氣及多孔介質(zhì)，會一定程度弱化反凝析傷害程度。因此為準(zhǔn)確合理的開展凝析氣藏產(chǎn)能評價及動態(tài)管理，建議采用綜合考慮水蒸及多孔介質(zhì)的流體相態(tài)特征及規(guī)律。