凝析氣井產(chǎn)能試井解釋中的阻塞表皮系數(shù)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(chǎn)能試井解釋中的阻塞表皮系數(shù)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(huán)注氣凝析氣井產(chǎn)能試井過程中，常會發(fā)生反凝析現(xiàn)象，導(dǎo)致凝析油在井底造成阻塞。在氣井產(chǎn)能測試時，主要表現(xiàn)出常規(guī)二項式產(chǎn)能測試曲線為負斜率。為準確進行產(chǎn)能測試，將阻塞表皮系數(shù)理論與常規(guī)二項式產(chǎn)能方程理論相結(jié)合，獲得了考慮阻塞效應(yīng)前提下，相對準確的凝析氣井產(chǎn)能試井方法。實測分析表明:該方法在產(chǎn)量校正基礎(chǔ)上，可有效解決循環(huán)凝析氣井產(chǎn)能試井曲線斜率為負的問題，并能正確獲得氣井產(chǎn)能。

凝析氣;產(chǎn)量校正;產(chǎn)能試井;反凝析現(xiàn)象;阻塞表皮系數(shù);凝析油阻塞

引言

反凝析現(xiàn)象是凝析氣藏開發(fā)過程中常見的現(xiàn)象。當?shù)貙訅毫蚓琢鲏旱陀诼饵c壓力，即使氣井以穩(wěn)定產(chǎn)量生產(chǎn)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(chǎn)量的不同，有可能改變井底附近的阻塞程度。隨著產(chǎn)量的增加，阻塞表皮系數(shù)可能增加。另一方面，由于產(chǎn)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(shù)降低。在測試過程中，阻塞表皮系數(shù)是增加還是減少，不同的情況會有不同的結(jié)果［3］。而在循環(huán)注氣凝析氣井的產(chǎn)能測試中，由于其保壓作用，導(dǎo)致較早期階段，反凝析處于快速堆積階段，阻塞表皮系數(shù)可能與文獻［4－6］描述有區(qū)別。表現(xiàn)為產(chǎn)能測試時，常規(guī)產(chǎn)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(yīng)，以及在處理產(chǎn)能測試數(shù)據(jù)時如何考慮它，對正確分析氣井產(chǎn)能有一定的工程應(yīng)用價值。

1 阻塞壓降的計算

當近井地帶出現(xiàn)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(wěn)態(tài)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(chǎn)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(fā)時，y值可以直接利用PVT中CVD實驗數(shù)據(jù)求取。對循環(huán)注氣的反凝析因子，應(yīng)根據(jù)穩(wěn)定生產(chǎn)時的氣油比，并結(jié)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(shù)計算公式如下:

式中:Sb為凝析油的阻塞表皮系數(shù);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(qū)的有效滲透率，10－3μm2。公式(1)～(5)的推導(dǎo)過程見文獻［7－9］。

為方便在產(chǎn)能評價中使用該計算公式，在研究中將其轉(zhuǎn)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(chǎn)量，m3/d;μo為凝析油動力黏度，mPa·s;Bo為凝析油的體積系數(shù)。

2 當量產(chǎn)量計算

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

式中:q為干氣產(chǎn)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(chǎn)能數(shù)據(jù)處理

一般來講，常規(guī)凝析氣井的二項式產(chǎn)能方程表示為:

式中:pwf為井底流壓，MPa;a、b均為常數(shù)。

不同測試產(chǎn)量對應(yīng)的流動時間不同，阻塞表皮系數(shù)不同，因此阻塞表皮引起的附加壓降也不同。假設(shè)每一個工作制度對應(yīng)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(yīng)，穩(wěn)定井底流壓具有一定擾動，p2wf是在基準值周圍波動的函數(shù)，即符合冪級數(shù)的收斂性質(zhì)，于是可將在基準確值進行泰勒級數(shù)展開，并忽略3次導(dǎo)數(shù)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(chǎn)能數(shù)據(jù)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(shù);②利用公式(6)計算附加壓降;③利用公式(10)進行產(chǎn)能分析。

4 實例分析

某循環(huán)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(chǎn)能測試，產(chǎn)能試井資料見表1。

表1 穩(wěn)定試井測試數(shù)據(jù)

由常規(guī)的產(chǎn)能試井處理該井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)后得到的二項式產(chǎn)能方程的斜率是負值，其產(chǎn)能曲線無法用于此井的產(chǎn)能求解。采用文中所述阻塞表皮系數(shù)法加以校正，校正后的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見表2。

表2 校正后的試井數(shù)據(jù)

根據(jù)表2數(shù)據(jù)，利用式(9)進行二項式產(chǎn)能方程修正(圖1)。由圖1可知:該井的二項式產(chǎn)能方程－=7.2417qg+0.0609×無阻流量為166.2×104m3/d。修正后產(chǎn)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?？梢钥闯?，該凝析氣井實際配產(chǎn)量為22×104～27× 104m3時，生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定。若按無阻流量的1/6配產(chǎn)，阻塞表皮系數(shù)法的配產(chǎn)量約為27×104m3/d，一點法約為30×104m3/d。由此證明，阻塞表皮系數(shù)法可正確反映凝析油析出對產(chǎn)能的影響。

圖1 修正后的產(chǎn)能測試曲線

圖2為該凝析氣井實際生產(chǎn)動態(tài)曲線。由圖2

圖2 某凝析氣井實際生產(chǎn)動態(tài)曲線

5 結(jié) 論

(1)循環(huán)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(qū)間，則阻塞表皮系數(shù)會隨著測試產(chǎn)量的增大而逐漸增加。

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

(3)利用阻塞表皮系數(shù)法計算出的無阻流量進行配產(chǎn)，可以達到較好的穩(wěn)產(chǎn)效果，這也從實際動態(tài)數(shù)據(jù)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(fā)”子課題“塔里木盆地庫車前陸沖斷帶油氣勘探開發(fā)示范工程”(2008ZX05046)

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