凝析氣藏黑油產(chǎn)量劈分方法

傅 英，王惠芝，王書(shū)彬

（1.中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤海油田勘探開(kāi)發(fā)研究院，天津塘沽 300452；2.中海石油能源發(fā)展采油技術(shù)服務(wù)公司）

凝析氣藏衰竭開(kāi)發(fā)過(guò)程中，受地層能量衰竭以及生產(chǎn)壓差等多因素影響，黑油從油環(huán)區(qū)向氣區(qū)侵入［1］、錐進(jìn)并突破至井底后以混合物形式與凝析油一起產(chǎn)出至地面。在氣藏生產(chǎn)管理工作中，往往需要將黑油與凝析油產(chǎn)量劈分開(kāi)來(lái)，如油氣藏生產(chǎn)開(kāi)發(fā)指標(biāo)評(píng)價(jià)、油氣藏動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算等。

一般而言，對(duì)于凝析油含量高于200 g／m3的凝析氣藏，衰竭開(kāi)發(fā)天然氣采收率在60%～80%，凝析油采收率在20%～45%；保壓開(kāi)采天然氣采收率能達(dá)到95%以上，凝析油采收率可以達(dá)到50%～80%［2－4］。無(wú)論何種方式開(kāi)發(fā)，凝析油采收率均較天然氣采收率低。對(duì)于黑油突破的氣藏，如不對(duì)黑油產(chǎn)量進(jìn)行劈分，就會(huì)導(dǎo)致凝析油采收率偏高。以錦州20－2中斷塊異常高壓凝析氣藏為例，在氣藏開(kāi)采早期階段，天然氣采出程度12.0%時(shí)，凝析油采收率為8.0%；在開(kāi)采中后期，黑油錐進(jìn)突破，油水干擾較嚴(yán)重，氣藏采出程度為31.4%時(shí)，在不劈分黑油產(chǎn)出情況下，計(jì)算凝析油采出程度達(dá)33.6%，高于天然氣采出程度，不符合氣藏開(kāi)發(fā)規(guī)律。

此外，在進(jìn)行氣藏動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算時(shí)，需要將凝析油折回到地層狀態(tài)下的凝析氣量，若不進(jìn)行黑油劈分，就會(huì)使得折算氣量偏大，進(jìn)而導(dǎo)致動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量偏大。

由此可見(jiàn)，黑油產(chǎn)量的劈分在氣藏生產(chǎn)管理中尤為重要。原油密度法與氣油比法因其計(jì)算簡(jiǎn)單、快捷、可靠，為最常用的黑油產(chǎn)量劈分方法。

1 黑油產(chǎn)量劈分方法

1.1 原油密度法

原油密度法基本原理就是利用黑油與凝析油之間的密度差異（凝析油密度較小，而黑油密度較大），利用密度關(guān)系可確定黑油在混合油所占的體積比例系數(shù)ξo，進(jìn)而確定黑油產(chǎn)出。其具體計(jì)算方法為：

（1）首先，假設(shè)采出混合油（黑油與凝析油）的地面體積為單位1，其中，黑油體積為ξo，凝析油體積為ξc，則有：

根據(jù)取樣分析可確定地面黑油密度ρc，地面凝析油密度ρo及地面混合油密度為ρm，則有：

式中：ρo——黑油地面密度，g／cm3；ρc——凝析油地面密度，g／cm3；ρm——（黑油與凝析油）混合油地面密度，g／cm3。

（2）其次，將（1）式與（2）式聯(lián)立求解，得到：

（3）最后，根據(jù)上式計(jì)算的ξo即可將黑油產(chǎn)量Vo從實(shí)際地面采出總油量Vm中劈分出來(lái)，即：

式中：Vo——黑油產(chǎn)量，104m3／a；Vc——凝析油產(chǎn)量，104m3／a；Vm——（黑油與凝析油）混合油產(chǎn)量，104m3／a。

原油密度法計(jì)算簡(jiǎn)單、快捷，所需計(jì)算參數(shù)均易獲取，可用于氣藏開(kāi)發(fā)各階段，為本文之推薦方法。

1.2 氣油比法

其基本原理就是利用了氣藏相態(tài)變化特點(diǎn)：相同地層壓力水平下，氣藏內(nèi)各處凝析氣相變行為一致，體現(xiàn)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)上就是各處生產(chǎn)凝析氣油比也應(yīng)基本一致。

假設(shè)有A、B兩口氣井同時(shí)開(kāi)采同一氣藏，井間連通關(guān)系較好，同期內(nèi)壓力水平基本一致。A井為黑油突破井，井口同時(shí)采出天然氣（因量小，溶解氣采出量忽略不計(jì)）、（凝析油與黑油）混合油，體積分別為Vg和Vm；B井為正常生產(chǎn)氣井，井口采出天然氣、凝析油。A、B兩口井生產(chǎn)氣油比分別為GORA、GORB。

對(duì)于A井，有：

式中：Vg——天然氣產(chǎn)量，104m3／a；GORA——黑油突破氣井生產(chǎn)氣油比，m3／m3。

假設(shè)A井采出混合油中黑油所占體積為Vo，凝析油所占體積為Vc，則有：

因?yàn)锳、B兩口氣井生產(chǎn)同一氣藏，假設(shè)A井未出黑油（Vo＝0），其生產(chǎn)氣油比應(yīng)與B井一致，即：

式中：GORB——黑油未突破氣井生產(chǎn)氣油比。

聯(lián)立求解（5）式、（6）式及（7）式，得到：

（8）式可改寫為：

令λ＝GORA／GORB，（9）式可簡(jiǎn)化為：

需要補(bǔ)充的是，如果氣藏所有生產(chǎn)氣井均存黑油突破，這種情況下，就無(wú)法直接得到GORB，可以采用氣藏動(dòng)態(tài)分析方法，如PVT相態(tài)分析、地層壓力及生產(chǎn)數(shù)據(jù)回歸分析等，確定GORB。

2 計(jì)算實(shí)例及分析

以M復(fù)雜斷塊帶油環(huán)凝析氣藏M1井為例。根據(jù)該油氣藏特點(diǎn)，采用衰竭方式開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)程序?yàn)橄乳_(kāi)采氣頂，后開(kāi)采油環(huán)。氣藏地面凝析油密度為0.76g／cm3，地面黑油密度為0.85g／cm3。M1井于1993年投產(chǎn)，1999年年底觀察井口產(chǎn)出油樣變黑，確定該井出黑油。根據(jù)M1井歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)及各年地面原油取樣分析結(jié)果，利用原油密度法劈分黑油歷史產(chǎn)出量，計(jì)算參數(shù)及結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 M1井原油密度法劈分黑油產(chǎn)量計(jì)算數(shù)據(jù)

M2井位于M氣藏構(gòu)造高部位，黑油尚未突破。根據(jù)壓力剖面分析可知，兩口氣井井間連通性好。因此，可以參考并借用M2井生產(chǎn)氣油比劈分M1黑油產(chǎn)量。表2為氣油比法計(jì)算參數(shù)及結(jié)果數(shù)據(jù)表。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析可知，兩種方法劈分的黑油產(chǎn)量變化趨勢(shì)一致：先迅速增加后逐年緩慢遞減，且黑油產(chǎn)量都是在2002年達(dá)到最高值，如圖1所示。對(duì)比兩條曲線不難看出，原油密度法劈分出來(lái)的黑油產(chǎn)量較氣油比法略多。從1999年出黑油至今，原油密度法計(jì)算的黑油逐年產(chǎn)量均高于氣油比法計(jì)算值；生產(chǎn)十二年，原油密度法計(jì)算M1井累計(jì)采出黑油13.11×104m3，較氣油比法計(jì)算的11.16×104m3多1.95×104m3。

分析黑油體積比例系數(shù)變化情況可知，兩種方法確定的黑油體積比例系數(shù)均呈現(xiàn)先上升后降低的變化趨勢(shì)，但曲線拐點(diǎn)有所不同。如圖2所示，密度法計(jì)算曲線上拐點(diǎn)出現(xiàn)在2005年，氣油比法出現(xiàn)2004年。此外，密度法確定的黑油體積比例系數(shù)較氣油比法較高。M1井黑油突破后生產(chǎn)時(shí)間越長(zhǎng)，黑油體積比例系數(shù)差異越大。

由于凝析氣井在黑油突破及未突破兩種狀態(tài)下井底積液、井筒流態(tài)、凝析油氣的微觀與宏觀滲流方式及相態(tài)變化過(guò)程等均存在一定差異，且隨著生產(chǎn)時(shí)間延續(xù)，油錐對(duì)生產(chǎn)干擾日趨嚴(yán)重，這種差異還會(huì)更加顯著，進(jìn)而影響GORM1與GORM2之間的相關(guān)性，使得氣油比法計(jì)算結(jié)果較實(shí)際值存在一定偏差。原油密度法計(jì)算時(shí)只涉及本井原油密度參數(shù)，無(wú)需參考井，影響因素單一，且適用于任何生產(chǎn)階段，因此，計(jì)算結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確。

表2 M1井氣油比法劈分黑油產(chǎn)量計(jì)算數(shù)據(jù)

圖1 M1井原油密度法與氣油比法劈分黑油產(chǎn)量變化曲線

圖2 M1井原油密度法與氣油比法計(jì)算黑油體積比例系數(shù)變化曲線

3 認(rèn)識(shí)與結(jié)論

（1）凝析氣藏衰竭開(kāi)發(fā)過(guò)程中，黑油從油環(huán)區(qū)向氣區(qū)逐漸錐進(jìn)，突破至井底后與凝析油混合在一起產(chǎn)出地面。在進(jìn)行生產(chǎn)開(kāi)發(fā)指標(biāo)評(píng)價(jià)以及動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算等工作時(shí)，黑油產(chǎn)量的劈分顯得尤為重要。

（2）由于計(jì)算簡(jiǎn)單、快捷、可靠，原油密度法與氣油比法為氣藏生產(chǎn)管理中經(jīng)常采用的兩種黑油產(chǎn)量劈分方法。因影響因素單一、不受生產(chǎn)階段的限制等特點(diǎn)，原油密度法計(jì)算結(jié)果較氣油比法更為準(zhǔn)確。

（3）計(jì)算結(jié)果表明，隨著生產(chǎn)時(shí)間的推移，黑油產(chǎn)量與黑油在混合油中所占比例均呈現(xiàn)先增后減的變化趨勢(shì)。

［1］袁士義，葉繼根，孫志道.凝析氣藏高效開(kāi)發(fā)理論與實(shí)踐［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2003：50－70.

［2］Bourbiaux B.Parametric of gas condensate reservoir behavior during depletion：Guide for development planning［A］∥European Petroleum Conference［C］，London，U K.，25～27Oct，1994.

［3］Donohoe C M，Buchanan Jr.Economic evaluation of cycling gas－condensate reservoir with nitrogen［J］.J of Petro Tech，F(xiàn)eb.1981：263－270.

［4］Lopez J A.Gas injection as a method for improved recovery in gas－condensate reservoirs with active support［A］∥SPE International Petroleum Conference and Exhibition［C］，Villahermosa，Mexico，1～3Feb，2000.