文昌低滲凝析氣井產能公式建立及應用

陳 健，李 靜，周 展，王勇標

(1.中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057；2.中海油信息科技有限公司 信息技術分公司，天津 304500 )

南海西部文昌氣田群為典型的凝析氣藏，且地露壓差小(0.5～3.1MPa)，在凝析氣井生產過程中，當井底壓力低于露點壓力時，井底附近有凝析液析出，地層中流體將發生相態變化；同時文昌氣田群具有低孔(平均孔隙度小于10%)、低滲(滲透率范圍為0.2～1.5mD)等特點，因此其產能評價方法也與常規氣藏不同[1-2]，需要綜合考慮啟動壓力梯度、應力敏感性、滑脫效應以及反凝析等因素的影響。而目前的產能評價方法或僅考慮反凝析相變或側重考慮低滲氣藏開發特征[3-4]，針對文昌低孔低滲且凝析特征特征，尚未建立綜合考慮啟動壓力梯度、應力敏感性、滑脫效應以及反凝析等因素的影響產能評價方法。因此推導建立綜合考慮以上多因素的產能評價方程，明確文昌氣田群影響氣井產能關鍵因素，從而有效指導氣井合理開發。

1 低滲凝析氣藏產能公式的建立

深層低滲凝析氣藏儲層巖石顆粒細、孔隙小，界面效應明顯。此外，凝析油氣界面張力明顯低于常規油氣界面張力，使得深層低滲凝析氣藏中油氣相滲特征既不同于常規油氣滲流，也不同于高滲地層的凝析油氣滲流[5]。由于地層中氣的流量較大，粘度較小，滲流速度比較大，氣的流動會呈現出非達西滲流狀態；地層中油的流量較小，粘度較大，滲流速度比較小，油的流動視為達西滲流。根據穩態理論、達西定律及非達西定律可知：

對油相：

(1)

對氣相：

(2)

式中：βg—氣體慣性阻力系數，MPa·s2/ Kg ； po、pg —分別為油、氣兩相在半徑r處的壓力，MPa；μo、μg —分別為油、氣兩相在半徑r處的粘度，mpa·s；kro、krg —分別為油、氣兩相在半徑r處的相對滲透率；k —地層絕對滲透率，μm2；qo、qg —分別為油、氣兩相在半徑r處的質量流量，Kg/s； r —離井筒的位置，m；ρo、ρg —分別為油、氣兩相在半徑r處的密度，Kg/m3；h —地層厚度，m；pco —為半徑r處油氣兩相的毛管壓力，MPa； —啟動壓力梯度，MPa/m；為應力敏感系數；Pe為原始地層壓力，MPa；P為地層壓力，MPa；b，滑脫因子,MPa。

忽略毛管壓力的影響，則有：

(3)

總質量流量為油氣兩相質量流量之和，即：

(4)

將(1)、(2)代入(4)式變形后可得：

(5)

令函數f(p)如下：

(6)

式(6)兩邊積分得：

(7)

定義兩相擬壓力：

(8)

同時考慮表皮系數影響，則(8)式可變為：

(9)

(10)

再將總質量流量換算成標準狀況下的氣體體積產量(m3/s)，最后可以得到考慮反凝析效應、啟動壓力、滑脫效應和應力敏感性的低滲凝析氣藏產能計算公式為：

(11)

2 產能關鍵影響因素分析

首先利用本次建立的擬壓力函數，開展了不同滑脫因子、啟動壓力梯度、應力敏感系數以及反凝析飽和度下的敏感性分析，研究獲得影響文昌低滲凝析氣井產能的關鍵因素。

2.1 滑脫因子影響

根據計算結果(圖1)，隨著滑脫因子的增加，氣井產能不斷增加，無阻流量增加比例與滑脫因子增加比例基本呈線性關系。且滲透率越低，滑脫效應對產能影響越明顯。不考慮滑脫效應時的無阻流量為考慮滑脫效應無阻流量的92.1%；當滑脫因子增加為現在值的2倍時，氣井無阻流量增加量為7.8%?；撔獣谝欢ǔ潭壬显黾託饩a能，但增加幅度不明顯，總體看來，其對氣井產能影響并不嚴重。因此，滑脫效應不是影響氣井產能的關鍵因素。

2.2 啟動壓力

文昌氣田群1井區存在約為1.97MPa的啟動壓力。在此基礎上改變啟動壓力值，可以得出啟動壓力與絕對無阻流量之間的關系(圖2)。隨著啟動壓力的增加，氣井產能不斷降低，無阻流量降低比例與啟動壓力增加比例基本呈線性關系。當啟動壓力增加為現在值的2倍時，氣井無阻流量減少量僅為5.3%?？傮w看來，啟動壓力的存在會在一定程度上降低氣井產能，但降低幅度不明顯，其對氣井產能影響并不嚴重；文昌凝析氣田群啟動壓力現象并不明顯，啟動壓力不是影響氣井產能的關鍵因素。

圖1 滑脫因子與絕對無阻流量關系圖

圖2 啟動壓力梯度與絕對無阻流量關系圖

2.3 應力敏感性

根據壓敏實驗分析結果文昌凝析氣藏的應力敏感指數為0.05941。在此基礎上改變應力敏感指數值，可以得出不同應力敏感程度下的擬壓力函數，從而得出應力敏感與絕對無阻流量之間的關系(圖3)。隨著應力敏感指數的增加，氣井產能不斷降低，無阻流量降低比例與應力敏感指數增加比例基本呈線性關系。當應力敏感指數變化20%時，無阻流量變化為5%，因此應力敏感是影響氣井產能的關鍵因素。

圖3 不同應力敏感系數下的流入動態曲線

2.4 反凝析飽和度

圖4 不同流體反凝析飽和度下的流入動態曲線

計算分析了常規PVT、考慮氣態水模擬、考慮氣態水和多孔介質模擬三種情況下的流體不同壓力情況下反凝析飽和度，在此基礎上進一步改變飽和度的大小，反凝析飽和度對產能影響見圖4。隨著反凝析飽和度的增加，氣井無阻流量不斷減小。如果采用常規PVT筒流體物性進行新井產能預測，將會高估產能近10%。因此在進行產能預測計算時應盡量采用考慮含水和多孔介質綜合影響的流體相態特征開展，以避免對產能的過高估計，從而使得生產過程中，單井產能過高而導致的凝析油被過多的滯留在地下。由上面分析可知，反凝析飽和度的大小應屬于影響產能的關鍵因素之一。

3 實際氣井產能計算

利用本次建立的擬壓力函數，代入1井實際數據，計算回歸得到，考慮反凝析效應、氣體滑脫效應及應力的擬壓力函數為：

(12)

將上述擬壓力函數代入產能公式，分析得出產能方程各項系數及絕對無阻流量值見表1所示。

表1 1井產能分析結果對比表

由產能分析結果可知，利用只考慮反凝析影響的擬壓力，分析得到的無阻流量比壓力平方法無阻流量高5.2%。利用同時考慮反凝析和滑脫效應、啟動壓力影響的擬壓力，分析得到的無阻流量比壓力平方法無阻流量高5.6%。在此基礎上，繼續考慮應力敏感性的影響，則氣井無阻流量降低8.2%為47.56×104m3/d，說明應力影響較為顯著。根據以上計算結果可以看到，利用常規壓力平方法會在一定程度上高估氣井的產能。

4 結論

(1)基于文昌氣田群流體特征，建立了考慮啟動壓力梯度、應力敏感性、滑脫效應以及反凝析等因素的低滲凝析氣藏擬壓力產能方程。

(2)根據推導的產能方程，明確了應力敏感和反凝析飽和度的大小是影響氣井產能的關鍵因素，滑脫效應以及啟動壓力梯度對氣井產能影響較小。

(3)采用考慮反凝析效應、氣體滑脫效應及應力的擬壓力函數計算獲得文昌氣田群1井的產能為47.56×104m3/d，如利用常規壓力平方法會在一定程度上高估氣井的產能。