雅克拉-大澇壩凝析氣藏油—氣—水三相體系相態(tài)特征研究

梁利俠 邵光玉 周小平 張 浩 王艷偉 張春福

(中國石化西北石油局勘探開發(fā)研究院)

0 引言

雅克拉—大澇壩凝析氣藏屬深層高溫高壓凝析氣藏，雅克拉—大澇壩凝析油-氣-水三相體系相態(tài)特征主要研究內(nèi)容包括：選取具有代表性的地層凝析油、氣、水樣品，進(jìn)行凝析油-氣-地層水體系三相PVT相態(tài)實驗測試分析，并通過PVT實驗過程的相態(tài)數(shù)值模擬計算，分析雅克拉—大澇壩深層高溫高壓凝析氣藏富含氣態(tài)可凝析液PVT相態(tài)特征，研究地層流體降壓過程中析出液量與壓力的變化關(guān)系，確定初始凝析壓力、最大凝析壓力、最大反凝析油和凝析水量，并在此基礎(chǔ)上開展注氣前凝析油-氣-地層水體系三相相態(tài)特征的模擬研究，考慮了低滲儲層流-固耦合效應(yīng)，從而為氣井產(chǎn)能評價提供了準(zhǔn)確的流體相態(tài)特征數(shù)據(jù)。

1 富含氣態(tài)地層水的凝析油氣體系PVT相態(tài)實驗

1.1 富含氣態(tài)地層水地層流體單次閃蒸測試

地層共存水在天然氣中的溶解度不僅可應(yīng)用于分析和預(yù)測氣藏產(chǎn)水規(guī)律，而且對考察地層水對油氣藏相態(tài)特征的影響亦有重要意義[1]。

恒壓下將原始地層條件下富含氣態(tài)凝析水的地層凝析氣樣品進(jìn)行單次閃蒸測試，計量單次脫氣、單次脫油和單次脫出水量，并對單脫油和單脫氣進(jìn)行色譜分析，以獲取富含氣態(tài)凝析水的凝析氣藏地層井流物組成和凝析氣中所析出的飽和氣態(tài)水含量。

經(jīng)過單次閃蒸測試，得到Y(jié)K1井的井流物組分組成，其結(jié)果見表1。

表1 YK1井含地層水井流物組分、組成實驗分析數(shù)據(jù)

分析表明，雅克拉白堊系YK1井井流物中C1含量為83.461%；中間烴(C2-C6)含量為8.304%，C7+含量為2.497%；氣態(tài)地層水含量為0.547%。從井流物的組成可以看出，中間烴和重組分含量較少，可液化體積較小，屬于中高氣油比、中低含凝析油的凝析氣體系。

1.2 富含氣態(tài)地層水地層流體露點壓力測試

通過實驗測試YK1井有氣態(tài)水、地層水共存時凝析油氣體系在不同溫度下的露點壓力變化(表2)，可以看出：雅克拉白堊系YK1井地層凝析油氣體系露點壓力高，地露壓差小，氣井生產(chǎn)初期就可能進(jìn)入反凝析開采階段。

表 2 富含氣態(tài)地層水凝析氣體系露點壓力測試結(jié)果

1.3 富含氣態(tài)地層水地層流體等組成膨脹測試

通過富含氣態(tài)地層水凝析氣等組成膨脹實驗測試研究，得到了凝析氣體系在地層條件下體積的膨脹能力，即彈性膨脹能量的大小，目的是分析氣態(tài)地層水對凝析油氣體系P-V關(guān)系、露點壓力變化及反凝析液量等流體相態(tài)特征參數(shù)的影響[2]。

從(圖1～圖2)可知，YK1井屬中高氣油比、中低含凝析油氣體系，當(dāng)壓力降低到露點壓力以下時，凝析油飽和度逐漸上升至7.42%左右。

圖1 YK1井 地層流體P-V關(guān)系(136.5℃)

圖2 YK1井 CCE過程反凝析飽和度變化(136.5℃)

1.4 富含氣態(tài)地層水地層流體定容衰竭實驗

從YK1井模擬定容衰竭采出過程的實驗結(jié)果可以看出(圖3、圖4)：

YK1井屬中低含凝析油的凝析油氣體系，地層壓力下降至露點壓力以下后，反凝析油飽和度逐漸升高至4.72%，凝析油的最終采出程度為38.52%，采出程度相對較高。在衰竭開采過程中，由于反凝析液飽和度較小，在地層中可能達(dá)不到流動飽和度，凝析油大部分損失在地層中難以采出。

圖3 YK1井CVD過程反凝析液量

圖4 YK1井CVD過程油氣采出程度

1.5 定容衰竭采出氣中氣態(tài)可凝析水含量實驗

為了研究雅克拉—大澇壩凝析氣藏凝析水產(chǎn)水規(guī)律，模擬了YK1井定容衰竭過程采出井流物含水量的變化。

YK1井隨壓力下降的凝析水產(chǎn)水規(guī)律(圖5)，YK1井在衰竭開采過程中，隨壓力的降低，井流物中氣態(tài)水含量逐漸上升。在10MPa時YK1井井流物中氣態(tài)水含量上升至182m3/104m3，天然氣中折算的液態(tài)水量上升至0.148m3/104m3。

圖 5 YK1井定容衰竭井流物地層水含量

因此，在開采過程中，就必然要考慮到氣態(tài)地層水的影響，同時通過氣水比測試還可以判斷出氣井的產(chǎn)水類型和井底是否積液。

2 地層水對地層流體相態(tài)的影響

為了研究地層水對YK1井地層流體的飽和壓力和反凝析飽和度等相態(tài)參數(shù)的影響，應(yīng)用CMG數(shù)值模擬軟件的Winprop相態(tài)分析模塊，對YK1井考慮地層水存在時地層流體的PVT實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。擬合主要包括地層流體重餾分的特征化、組分歸并、露點壓力計算、單次閃蒸實驗擬合、等組成膨脹實驗擬合、定容衰竭實驗擬合等。擬合的目的是獲得能較真實地反應(yīng)地層流體實際性質(zhì)變化的流體組分熱力學(xué)參數(shù)場，從而能夠在此熱力學(xué)參數(shù)場的基礎(chǔ)上，對不考慮地層水時YK1井地層流體進(jìn)行PVT相態(tài)計算，最終得到不考慮地層水的地層流體相態(tài)參數(shù)。通過對比考慮含地層水和不含地層水的地層流體的相態(tài)參數(shù)，可以明確地層水對地層油氣體系相態(tài)特征的影響[4]。

2.1 考慮地層水的地層流體等組成膨脹實驗擬合結(jié)果

地層流體等組成膨脹實驗是模擬地層流體在降壓開采過程中流體性質(zhì)變化的方法之一，其主要反映地層流體的膨脹能力指標(biāo)。

YK1井地層流體(含水)在地層溫度(141.7℃)下組成膨脹實驗P-V關(guān)系擬合(圖 6)。

圖6 考慮含水的YK1井CCE實驗擬合結(jié)果

2.2 考慮地層水的地層流體定容衰竭實驗

定容衰竭實驗的目的主要是模擬凝析氣藏開采時，隨著地層壓力的下降，地層流體反凝析液量及天然氣的采出程度的變化。定容衰竭實驗過程反凝析液量及天然氣采出程度的擬合是凝析氣藏數(shù)值模擬相態(tài)擬合的重點，反凝析液量的多少也直接影響氣井的產(chǎn)能。

YK1井地層凝析氣(含水)定容衰竭實驗擬合如圖7。

圖7考慮含水的YK1井CVD實驗反凝析液飽和度和天然氣采出程度擬合結(jié)果

2.3 地層水對地層凝析氣相態(tài)行為的影響

通過考慮地層水的YK1井流體相態(tài)擬合，獲得了能較真實地反應(yīng)地層流體實際性質(zhì)變化的流體組分熱力學(xué)參數(shù)場。在此熱力學(xué)參數(shù)場的基礎(chǔ)上，對不考慮地層水時YK1井地層流體進(jìn)行PVT相態(tài)計算。相態(tài)計算主要包括定容衰竭實驗計算以及PT相圖計算。通過相態(tài)計算得到不考慮地層水的地層流體相態(tài)參數(shù)與考慮含地層水的地層流體相態(tài)參數(shù)的對比，由此可明確地層水對地層油氣體系相態(tài)特征的影響[5]。

考慮含水和不考慮含水的YK1井地層凝析氣定容衰竭實驗計算結(jié)果對比(圖8)可見：地層水對YK1井的反凝析飽和度和天然氣采出程度的影響很小。總體上各井的反凝析飽和度和天然氣采出程度基本保持不變，僅YK1井的反凝析飽和度下降略微明顯。

圖8含水與不含水的YK1井CVD實驗反凝析液飽和度和天然氣采出程度

綜上所述可以看出由于YK1井的地層水含量為0.55%，水含量很小，故對YK1井的凝析氣體系相態(tài)行為影響很小。

3 結(jié)論

(1)采出地層油氣流體烴組成分布，根據(jù)分離器凝析油，氣組成的色譜分析結(jié)果和井流物組成計算數(shù)據(jù)，得到地層凝析氣全分析數(shù)據(jù)。總體上甲烷含量中等，中間烴含量中等，C7+含量偏高。雅克拉氣田地層流體屬中高含凝析油型凝析氣藏流體組成特征，大澇壩氣田地層流體屬高含凝析油型凝析氣藏流體組成特征。地層凝析氣具有較高的體積膨脹能力，有利于提高天然氣的采收率。

(2)考慮氣態(tài)地層水流體相態(tài)測試結(jié)果表明，隨壓力的降低，井流物中氣態(tài)水含量逐漸上升，并且上升速度越來越快，因此，在開采過程中要考慮到氣態(tài)地層水對氣井產(chǎn)水類型和井底是否積液的影響。

1 Namiot A.Y. Phase Equiliment in oil production, Nedra , Moscow(1976) 183.

2 郭平.油氣藏流體相態(tài)理論與應(yīng)用[M].北京:石油工業(yè)出版社，2004.

3 楊小松,孫雷,孫良田,等.多孔介質(zhì)中凝析油氣體系相平衡規(guī)律的研究現(xiàn)狀及其意義[J].天然氣勘探與開發(fā),2005,28(2):54-58.

4 沈平平,韓冬譯.油藏流體的PVT與相[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000.

5 Trebin F.A., Zadora G.I.: Experiment study of the effect of a porous media on phase changes in gas condensate systems, Neft’s Gaz ,1968, 8(37).