凝析氣井產能試井解釋中的阻塞表皮系數校正法研究

熊 鈺，孫安培，張雅玲，陽建平，肖 緹

(1.西南石油大學，四川 成都 610500;2.中油長慶油田分公司，陜西 西安 710021; 3.中油塔里木油氣田分公司，新疆 庫爾勒 841000)

凝析氣井產能試井解釋中的阻塞表皮系數校正法研究

熊 鈺1，孫安培1，張雅玲2，陽建平3，肖 緹1

(1.西南石油大學，四川 成都 610500;2.中油長慶油田分公司，陜西 西安 710021; 3.中油塔里木油氣田分公司，新疆 庫爾勒 841000)

在循環注氣凝析氣井產能試井過程中，常會發生反凝析現象，導致凝析油在井底造成阻塞。在氣井產能測試時，主要表現出常規二項式產能測試曲線為負斜率。為準確進行產能測試，將阻塞表皮系數理論與常規二項式產能方程理論相結合，獲得了考慮阻塞效應前提下，相對準確的凝析氣井產能試井方法。實測分析表明:該方法在產量校正基礎上，可有效解決循環凝析氣井產能試井曲線斜率為負的問題，并能正確獲得氣井產能。

凝析氣;產量校正;產能試井;反凝析現象;阻塞表皮系數;凝析油阻塞

引言

反凝析現象是凝析氣藏開發過程中常見的現象。當地層壓力或井底流壓低于露點壓力，即使氣井以穩定產量生產時，但由于近井地帶的反凝析作用，也會形成相當一部分液相的凝析油［1－2］。由于各次開井產量的不同，有可能改變井底附近的阻塞程度。隨著產量的增加，阻塞表皮系數可能增加。另一方面，由于產量增加，有可能攜帶出井底部分堆積的凝析油，使阻塞表皮系數降低。在測試過程中，阻塞表皮系數是增加還是減少，不同的情況會有不同的結果［3］。而在循環注氣凝析氣井的產能測試中，由于其保壓作用，導致較早期階段，反凝析處于快速堆積階段，阻塞表皮系數可能與文獻［4－6］描述有區別。表現為產能測試時，常規產能測試曲線斜率為負，不同井反映出的負斜率差別較大，如何正確計算阻塞效應，以及在處理產能測試數據時如何考慮它，對正確分析氣井產能有一定的工程應用價值。

1 阻塞壓降的計算

當近井地帶出現的反凝析油未達到臨界可流動的飽和度時不會流動，但卻會影響氣相的流動，即形成一定流動的附加阻力［5］。按穩態理論，近井地帶平均凝析油飽和度可由下式表示:

式中:So為凝析油的飽和度;qg為凝析氣的總產氣量，104m3/d;μg為氣體動力黏度，mPa·s;psc為標準大氣壓力，MPa;Z為氣體偏差因子;T為氣藏溫度，K;y為反凝析因子(y=dC/dp)，m3/(MPa· m3);rb為凝析油阻塞半徑，m;h為氣藏有效厚度，m;φ為氣藏有效孔隙度;K為氣藏的有效滲透率，10－3μm2;pR為地層壓力，MPa;Tsc為標準地面溫度，K;t為試井時間，s。

當衰竭式開發時，y值可以直接利用PVT中CVD實驗數據求取。對循環注氣的反凝析因子，應根據穩定生產時的氣油比，并結合PVT計算。將psc=0.101 MPa和Tsc=293K帶入公式得:

當取近井地帶的凝析油飽和度為臨界飽和度Soc時，可得凝析油阻塞半徑的計算公式:

阻塞表皮系數計算公式如下:

式中:Sb為凝析油的阻塞表皮系數;Krgc為在凝析油的臨界飽和度下氣體的相對滲透率;rw為氣井的井底半徑，m;Kb為凝析油阻塞區的有效滲透率，10－3μm2。公式(1)～(5)的推導過程見文獻［7－9］。

為方便在產能評價中使用該計算公式，在研究中將其轉換為壓降公式:

式中:Δp為阻塞表皮引起的壓降，MPa;qo為凝析油產量，m3/d;μo為凝析油動力黏度，mPa·s;Bo為凝析油的體積系數。

2 當量產量計算

對于凝析氣井，產量分為干氣產量和凝析油產量。進行產能分析時，為簡化處理，將凝析油產量折算成當量產氣量［10］，折算方法見公式(7):

式中:q為干氣產量，104m3/d;γo為凝析油的相對密度。

3 考慮反凝析阻塞影響進行產能數據處理

一般來講，常規凝析氣井的二項式產能方程表示為:

式中:pwf為井底流壓，MPa;a、b均為常數。

不同測試產量對應的流動時間不同，阻塞表皮系數不同，因此阻塞表皮引起的附加壓降也不同。假設每一個工作制度對應一個Sbi，則油阻塞表皮引起的附加壓降可以表示為Δpi。在實際測試中，由于測試壓力干擾和阻塞作用本身具有一定的滯后效應，穩定井底流壓具有一定擾動，p2wf是在基準值周圍波動的函數，即符合冪級數的收斂性質，于是可將在基準確值進行泰勒級數展開，并忽略3次導數以后的項，可得到:

式中:pwf(測)為測試的井底流壓，MPa;pwf(準)為準確的井底流壓，MPa。

于是有:

于是，產能數據的處理可分為以下步驟:①利用式(1)～(5)計算阻塞半徑和阻塞表皮系數;②利用公式(6)計算附加壓降;③利用公式(10)進行產能分析。

4 實例分析

某循環注氣凝析氣井中部深度為5 146.5 m;儲層有效厚度為32 m;平均有效孔隙度為14.8%;凝析氣露點壓力(138℃)為53.24 MPa，地層壓力為54.21 MPa，反凝析因子為4.35×10－5m3/(MPa·m3)，該井于2004年6月進行產能測試，產能試井資料見表1。

表1 穩定試井測試數據

由常規的產能試井處理該井的生產數據后得到的二項式產能方程的斜率是負值，其產能曲線無法用于此井的產能求解。采用文中所述阻塞表皮系數法加以校正，校正后的基礎數據見表2。

表2 校正后的試井數據

根據表2數據，利用式(9)進行二項式產能方程修正(圖1)。由圖1可知:該井的二項式產能方程－=7.2417qg+0.0609×無阻流量為166.2×104m3/d。修正后產能方程計算出的無阻流量比一點法計算值(184.158 6×104m3/d)偏小。可以看出，該凝析氣井實際配產量為22×104～27× 104m3時，生產持續穩定。若按無阻流量的1/6配產，阻塞表皮系數法的配產量約為27×104m3/d，一點法約為30×104m3/d。由此證明，阻塞表皮系數法可正確反映凝析油析出對產能的影響。

圖1 修正后的產能測試曲線

圖2為該凝析氣井實際生產動態曲線。由圖2

圖2 某凝析氣井實際生產動態曲線

5 結 論

(1)循環注氣條件下的凝析氣井，若地層壓力處于快速反凝析堆積區間，則阻塞表皮系數會隨著測試產量的增大而逐漸增加。

(2)在循環注氣凝析氣井產能二項式方程中引入阻塞表皮系數的方法可以有效解決二項式產能方程異常的現象，是1種簡單實用的處理產能的方法，對現場實際生產具有指導意義。

(3)利用阻塞表皮系數法計算出的無阻流量進行配產，可以達到較好的穩產效果，這也從實際動態數據中得到了證實。

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編輯 周丹妮

TE373;TE319

A

1006－6535(2012)04－0081－03

10.3969/j.issn.1006－6535.2012.04.020

20110802;改回日期:20110923

國家重大科技專項“大型油氣田及煤層氣開發”子課題“塔里木盆地庫車前陸沖斷帶油氣勘探開發示范工程”(2008ZX05046)

熊鈺(1968－)，男，教授，1995年畢業于西南石油大學油氣田開發專業，現從事油氣藏工程、油氣藏流體相態理論與測試及注氣提高采收率方面的教學和研究。