凝析油衰竭采出程度的數值模擬*

喬林 侯國慶 伏龍 李華斌 陸正元

1油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室 2中化石油勘探開發有限公司

凝析油衰竭采出程度的數值模擬*

喬林1侯國慶2伏龍1李華斌1陸正元1

1油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室 2中化石油勘探開發有限公司

低滲凝析氣層受到凝析氣相態變化、啟動壓力梯度、應力敏感效應等因素的影響，生產的變化規律較為復雜。基于低滲凝析氣層基本情況，利用數值模擬方法，研究了啟動壓力梯度、應力敏感效應對凝析氣生產動態的影響，討論了啟動壓力梯度、應力敏感效應、裂縫長度等對凝析油采出程度的影響。結果表明，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，應力敏感效應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，啟動壓力梯度和應力敏感效應的影響逐漸減小。

低滲凝析氣；凝析油；啟動壓力梯度；應力敏感效應；采出程度

目前，啟動壓力梯度、應力敏感效應等對氣層的生產動態影響的相關研究多針對干氣氣層，而針對凝析氣層的相關研究較少，同時不同流體性質凝析氣層的采出程度的相關研究也較少。利用數值模擬方法，研究了啟動壓力梯度、應力敏感效應對凝析氣生產動態的影響[1-3]，討論了啟動壓力梯度、應力敏感效應、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數值模擬軟件進行數值模擬研究。采用角點網格，步長為20×20 m，X方向劃分40個網格，Y方向40個網格，網格節點總數為40×40×8=12 800（個）。模型的基本參數還包括平均孔隙度（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力敏感效應，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數值模擬軟件中的組分數值模塊進行模擬模型研究，按單因素分析方法研究了啟動壓力強度和應力敏感效應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力敏感效應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的區域，在儲層較深處仍能產生足夠的壓差，克服啟動壓力梯度，使流體發生流動。

2.2 應力敏感效應

從應力敏感效應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，應力敏感效應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，受到應力敏感效應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，對應力敏感造成的產能下降有一定補償作用，在一定程度上減少了應力敏感效應的影響。

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力敏感效應共同影響下，凝析油采出程度低于只考慮啟動壓力梯度或應力敏感效應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力敏感效應，在生產初期就有表現；而應力敏感效應則是在生產一段時間，地層壓力下降后才逐漸表現影響，且隨生產時間增加影響逐漸增強。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，應力敏感效應對凝析油采出程度影響較大。

3 結論

（1）啟動壓力梯度，滲透率應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，應力敏感效應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，啟動壓力梯度與應力敏感效應影響逐漸減小。對于高含凝析油凝析氣藏，應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能的正確預測[J]．天然氣工業，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．非線性滲流復合氣藏氣井產能新方程分析[J]．斷塊油氣田，2012，19（1）：106-109.

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.1.015

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