渤海異常高壓凝析氣藏產(chǎn)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(chǎn)能評價是氣藏工程研究和氣藏開發(fā)設計的重要研究內(nèi)容，它能為氣藏開發(fā)方案設計、氣藏開發(fā)規(guī)模、投資規(guī)模的制定提供指導依據(jù)。在氣藏的開發(fā)過程中，因氣藏壓力的降低所引發(fā)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(fā)中，特別是高含凝析油凝析氣藏開發(fā)中，對氣井的產(chǎn)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(fā)育，為異常高壓儲層，壓力系數(shù)1.3，測試兩個工作制度逐步放大生產(chǎn)壓差后，氣井產(chǎn)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(chǎn)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(guī)的二項式產(chǎn)能公式：

其中：

圖1 常規(guī)二項式方程系數(shù)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(shù)。

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(xiàn)斜率為負數(shù)的現(xiàn)象（見圖2）。

從圖1、圖2可見，常規(guī)二項式方程在渤海B氣藏的產(chǎn)能測試中不適用，分析其原因，主要有常規(guī)二項式方程中考慮滲透率為常數(shù)，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(chǎn)能的影響、未考慮氣水兩相流動對產(chǎn)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(guī)二項式方程系數(shù)的求取（渤海B氣藏）

湍流系數(shù)與非達西滲流常數(shù)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(chǎn)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(chǎn)能的影響。

3 改進的產(chǎn)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(chǎn)凝析油40 m3～73 m3，日產(chǎn)天然氣 3.85×104m3～8.10×104m3，測試過程中含水率 5%～15%（產(chǎn)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(shù)據(jù)（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(chǎn)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(chǎn)能確定，此類氣井產(chǎn)能的合理確定，將為此類氣藏的地質(zhì)油藏認識和后期的生產(chǎn)管理提供了有利條件，為后來合理開發(fā)技術政策的制定和高效開發(fā)打下了堅實基礎。

表1 渤海B氣藏測試基礎參數(shù)表

4 結論

（1）基于渤海B氣藏的測試結果，在常規(guī)二項式的基礎上，考慮儲層壓敏效應、儲層產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)能評價。

（3）海上氣田受到場地、工期、天氣以及開發(fā)成本的制約，探井井數(shù)少，測試次數(shù)有限，建立此類計算氣井產(chǎn)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(tài)下的壓力，0.101325 MPa；T-氣層溫度，K；Tsc-標準狀態(tài)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(shù)，m-1；Z-氣體偏差系數(shù)，無量綱；Zsc-標準狀態(tài)下的氣體偏差系數(shù)，無量綱；ρsc-標準狀態(tài)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(zhì)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(shù)，無量綱；Krg-氣體相對滲透率，無量綱；D-非達西流動常數(shù)，（104m3/d）-1；S-表皮系數(shù)，無量綱。