渤海異常高壓凝析氣藏產能評價模型建立及應用

楊東東，段 宇，王美楠，陳曉祺，何新容

（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300452）

氣藏氣井產能評價是氣藏工程研究和氣藏開發設計的重要研究內容，它能為氣藏開發方案設計、氣藏開發規模、投資規模的制定提供指導依據。在氣藏的開發過程中，因氣藏壓力的降低所引發的滲透率的應力敏感性不可避免；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層析出大量的凝析油，凝析油隨著氣體的流動，聚集在井底，對儲層形成一定的污染；特別是在低滲氣藏中，因為酸化等原因，導致工作液進入近井地帶，形成水鎖效應，降低氣井近井地帶的滲流能力[1-11]。上述原因在氣藏開發中，特別是高含凝析油凝析氣藏開發中，對氣井的產能影響更加明顯。比如渤海B氣藏，其孔店組凝析氣藏凝析油含量高達820 mg/L，該層位裂縫發育，為異常高壓儲層，壓力系數1.3，測試兩個工作制度逐步放大生產壓差后，氣井產能下降了50%，基于此，研究了壓敏效應、凝析油污染、工作液污染等對氣藏產能的影響，建立了改進的二項式方程，并在渤海B氣藏進行應用，效果良好。

1 問題的提出

常規的二項式產能公式：

其中：

圖1 常規二項式方程系數的求取（干氣藏）

該氣藏公式在使用過程中A、B均為大于0的數。

其中A、B在計算過程中代表斜率和截距（見圖1）。但是如果用該公式計算渤海B氣藏，則會出現斜率為負數的現象（見圖2）。

從圖1、圖2可見，常規二項式方程在渤海B氣藏的產能測試中不適用，分析其原因，主要有常規二項式方程中考慮滲透率為常數，未考慮應力敏感對儲層物性的影響、也未考慮儲層污染對產能的影響、未考慮氣水兩相流動對產能的影響。

2 改進的二項式方程的建立

描述氣體非線性滲流的二項式滲流微分方程：

擬壓力：

滲流速度：

圖2 常規二項式方程系數的求取（渤海B氣藏）

湍流系數與非達西滲流常數的關系：

考慮應力敏感及氣液滲透率的影響，對（8）式的滲透率K變形：

考慮應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系：

公式兩端積分：

考慮表皮產生的附加壓力降：

對公式（15）變形得出改進的二項式公式為：

該公式考慮了應力敏感、污染、氣水兩相流動對氣井產能的影響。

3 改進的產能評價模型在渤海B氣藏的應用

渤海B氣藏為高含凝析油凝析氣藏，主力層位為潛山，評價井B-1井在潛山射開68 m氣層測試，測試3個工作制度，測試日產凝析油40 m3～73 m3，日產天然氣 3.85×104m3～8.10×104m3，測試過程中含水率 5%～15%（產出水主要為酸化中的酸液及工作液），通過對潛山巖心進行試驗分析，其應力敏感因子為0.0030，不同含水率下對應的氣相相對滲透率分別為0.300～0.800，具體測試數據（見表1）。

利用改進的二項式，分別計算了不考慮應力敏感及液相影響的理論無阻流量，考慮應力敏感及液相影響的無阻流量（見圖3）。

圖3 改進的二項式方程在B-1井的應用

圖3中紅線代表理論無阻流量11.68×104m3/d，藍色的線代表考慮應力敏感的無阻流量9.49×104m3/d，黃色的線代表考慮應力敏感和液相影響的無阻流量4.37×104m3/d。從計算結果來看，考慮應力敏感和液相影響的無阻流量4.37×104m3/d更加接近實測的產氣量3.85×104m3/d。從而證明了本文推導的公式更加適合高含凝析油凝析氣藏的產能確定，此類氣井產能的合理確定，將為此類氣藏的地質油藏認識和后期的生產管理提供了有利條件，為后來合理開發技術政策的制定和高效開發打下了堅實基礎。

表1 渤海B氣藏測試基礎參數表

4 結論

（1）基于渤海B氣藏的測試結果，在常規二項式的基礎上，考慮儲層壓敏效應、儲層產出水和凝析油污染等液相因素影響，推導了改進的二項式方程，建立了渤海異常高壓凝析氣藏產能評價模型。

（2）渤海B氣田實踐證明，本文推導的新方法能考慮應力敏感，測試中各類液相對氣相滲流對氣井產能的影響，并能量化，并且預測精度高，可以用于此類高含凝析油凝析氣田產能評價。

（3）海上氣田受到場地、工期、天氣以及開發成本的制約，探井井數少，測試次數有限，建立此類計算氣井產能的新方法很有必要。

符號說明：

Pe-原始地層壓力，MPa；Pwf-井底流壓，MPa；Psc-標準狀態下的壓力，0.101325 MPa；T-氣層溫度，K；Tsc-標準狀態下的氣層溫度，273 K；Qsc-氣井絕對無阻流量，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，m-1；Z-氣體偏差系數，無量綱；Zsc-標準狀態下的氣體偏差系數，無量綱；ρsc-標準狀態下的氣體密度，kg/m3；μg-氣體黏度，mPa·s；V-滲流速度，m/s；φ-擬壓力，m/s；F-氣體質量流量，t/d；γg-氣體相對密度，無量綱；Ki-原始條件下滲透率，10-3μm2；α、αφ-滲透率變化系數，無量綱；Krg-氣體相對滲透率，無量綱；D-非達西流動常數，（104m3/d）-1；S-表皮系數，無量綱。