一種凝析氣井井口含水率計(jì)算方法

王永忠（西北油田分公司雅克拉采氣廠 新疆 庫(kù)車 842017）

含水率是凝析氣井生產(chǎn)管理的一項(xiàng)最基礎(chǔ)、最重要數(shù)據(jù)之一。作為監(jiān)控凝析氣井的生產(chǎn)狀況的重要指標(biāo)。利用日含水率、計(jì)量產(chǎn)液量和油水比重?cái)?shù)據(jù)結(jié)合，推算出凝析氣井日產(chǎn)油、日產(chǎn)水?dāng)?shù)據(jù)。又通過(guò)日產(chǎn)油、水?dāng)?shù)據(jù)，求得氣油比、氣水比等數(shù)據(jù)，以及評(píng)價(jià)凝析氣田開發(fā)效果關(guān)鍵數(shù)據(jù)累產(chǎn)油、累產(chǎn)水。確保含水率準(zhǔn)確對(duì)凝析氣田開發(fā)管理尤為重要。

雅克拉凝析氣田采用井口手動(dòng)不定時(shí)取樣，通過(guò)蒸餾法或離心法化驗(yàn)含水。自2005年開發(fā)以來(lái)，凝析氣井的井口取樣化驗(yàn)含水方式遇到許多問(wèn)題。一是井口取樣含水波動(dòng)非常異常。雅克拉凝析氣田Y K 18井，2012年2月23日井口連續(xù)24小時(shí)取樣化驗(yàn)，含水率在0.05—66.67%波動(dòng)，且變化看不出任何規(guī)律。二是換不同取樣位置，含水率突變。2011年4月2日Y K 9井同時(shí)在井口不同取樣位置，不同取樣口設(shè)置方式取樣化驗(yàn)。水平管取樣水平含水5.6%、水平管向下取樣含水100%，垂直管線取樣含水45.24%。三是由含水率數(shù)據(jù)異常波動(dòng)，造成日產(chǎn)油水量的突變，引起氣油比、氣液比等一系列生產(chǎn)數(shù)據(jù)的變化。如何獲得凝析氣井準(zhǔn)確的含水率問(wèn)題，已成為開發(fā)管理中難題之一。

一、凝析氣井取樣油水來(lái)源認(rèn)識(shí)

凝析氣井含水率是指地面狀態(tài)下，液相水占液相凝析油和液相水的體積百分?jǐn)?shù)（或質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）。

凝析油：凝析氣在壓力溫度的變化下，會(huì)產(chǎn)生氣、液相態(tài)轉(zhuǎn)變的物理變化。從凝析油產(chǎn)出機(jī)理看，有兩種，一是地層中的凝析氣經(jīng)過(guò)井筒和節(jié)流壓力、溫度下降，其中重質(zhì)組分，由氣相狀態(tài)的轉(zhuǎn)變?yōu)橐合?，稱為凝析油。二是當(dāng)生產(chǎn)壓差超過(guò)地層或井筒附近反凝析出凝析油臨界流動(dòng)啟動(dòng)壓力時(shí)，以液相形式產(chǎn)出凝析油?，F(xiàn)場(chǎng)情況和其他凝析氣田開發(fā)經(jīng)驗(yàn)【1】可知，凝析氣井氣油比，會(huì)隨壓力變化而變化，但變化有一定的規(guī)律，短時(shí)間內(nèi)絕不會(huì)出現(xiàn)突升突降的現(xiàn)象。

液相水：從產(chǎn)生機(jī)理看，有三種。一是地層產(chǎn)出天然氣中飽和水蒸氣，在壓力、溫度下降時(shí)，部分氣相水蒸氣變化為液相水。筆者認(rèn)為由凝析生成的液相水，氯根應(yīng)該為0 V g/L。凝析水量與天然氣氣量、各節(jié)點(diǎn)壓力、溫度等有關(guān)系，計(jì)算方法有多種，但都存在偏差【2】。本文使用布卡克凱克計(jì)算【3】。以YK5H井為例，日產(chǎn)46.5×104V3/d飽和水蒸氣天然氣，水蒸氣總量為11.84V3，一級(jí)節(jié)流后，氣相水蒸氣總量5.95 V3，有5.89V3變化為液相水，詳見(jiàn)表1。二是粒間水（也稱束縛水）的產(chǎn)出，是指氣藏中的附著的巖石孔隙表面的液相水。雅克拉凝析氣田氣層測(cè)井解釋束縛水飽和度在40—60%之間。相關(guān)文獻(xiàn)【4】，當(dāng)壓差大于粒間水臨界流動(dòng)啟動(dòng)壓力時(shí)也會(huì)產(chǎn)出。粒間水應(yīng)和地層水性質(zhì)相同，產(chǎn)出量和生產(chǎn)壓差有關(guān)。凝析氣井產(chǎn)出凝析水和粒間水，現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)稱為凝析水，有含水率低，氯根低的特征。三是地層邊水舌進(jìn)或底水錐進(jìn)侵入產(chǎn)出。高礦化度、高氯根、高含水率是氣井產(chǎn)地層水特征。粒間水和地層水的產(chǎn)出量不確定，但與凝析氣井產(chǎn)水氯根有直接關(guān)系，也是凝析氣井是否見(jiàn)水的一個(gè)重要標(biāo)志。通過(guò)以上認(rèn)識(shí)，凝析氣井正常生產(chǎn)時(shí)，含水率不會(huì)出現(xiàn)太大波動(dòng)。

表1

6.7515.955.89壓力Vpa溫度℃水蒸氣 V3液相水 V3 43.47134.0511.840

二、計(jì)算方法

凝析氣井的含水率計(jì)算，需要得到凝析油量和液相水量。生產(chǎn)過(guò)程中，天然氣其產(chǎn)量、各節(jié)點(diǎn)壓力溫度、氯根、氣油比等數(shù)據(jù)都很容易準(zhǔn)確得到，從而可計(jì)算出凝析氣井的含水率，判斷取樣含水是否準(zhǔn)確。

（1）含水率

fw%=V 1/（V 1+V 2）*100% 公式1

式中fw%含水率 體積百分?jǐn)?shù)

V1日產(chǎn)液相水體積 m3/d

V2日產(chǎn)凝析油體積m3/d

(2)凝析油

V2=Qg×GOR公式2

式中Qg凝析氣井日產(chǎn)氣量m3

GOR氣油比 m3/m3

（3）液相水

V1=V11+V 12+V13公式3

式中V11 天然氣中包含水蒸氣產(chǎn)生凝析水 m3，由布卡克凱克公式求出

V12V13粒間水和地層水 m3

其中根據(jù)凝析氣井產(chǎn)水氯根總量不變?cè)恚赏频匠龉?

V11×凝析水氯根+（V12+V13）×地層水氯根=（V11+V12+V13）×凝析氣井產(chǎn)水氯根 公式4

式中 凝析水氯根 0mg/L

地層水氯根 選用氣田地層水氯根，雅克拉凝析氣田氯根105000 mg/L

凝析氣井產(chǎn)水氯根 選用凝析氣井化驗(yàn)氯根

公式4變化，得出公式5

V12+V13=V11×凝析氣井產(chǎn)水氯根/(地層水氯根-凝析氣井產(chǎn)水氯根)

公式5

（4）計(jì)算步驟

先用布卡克凱克公式根據(jù)氣量求出V 11，通過(guò)公式5求出V 12+V 13，通過(guò)公式3求出液相水V 1。將求出的V 1和V 2數(shù)據(jù)帶到公式1中，計(jì)算出凝析氣井含水率。

三、結(jié)果討論分析

表2 雅克拉凝析氣田計(jì)算含水率與化驗(yàn)含水率對(duì)比結(jié)果。YK5H井、YK7CH偏差最大。因井口取樣化驗(yàn)結(jié)果受取樣位置、取樣地點(diǎn)等因素的影響，沒(méi)有準(zhǔn)確數(shù)據(jù)可參考，根據(jù)對(duì)凝析氣井生產(chǎn)變化規(guī)律認(rèn)識(shí)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際取樣情況分析認(rèn)為，YK5H取樣位于井口水平管中部取樣時(shí)，受油氣水的分離分層影響，1.04%含水率取樣含水結(jié)果偏小。YK7CH在水平立管下部取樣，14.29%含水率取樣含水結(jié)果偏大。其余井偏差在10%左右，但遠(yuǎn)較目前取樣含水率波動(dòng)小，尚可滿足生產(chǎn)實(shí)際需要。

表2 雅克拉凝析氣田計(jì)算含水率與化驗(yàn)含水率對(duì)比表

?

四、認(rèn)識(shí)與結(jié)論

1.對(duì)取樣化驗(yàn)液相凝析油、液相水產(chǎn)出機(jī)理認(rèn)識(shí)，提出一種凝析氣井的井口含水率理論計(jì)算方法，可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)取樣含水率進(jìn)行輔助驗(yàn)證，保證凝析氣田開發(fā)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。其他凝析氣田可參考使用。

2.取樣位置液相凝析水量計(jì)算是確保計(jì)算含水率準(zhǔn)確性的關(guān)鍵參數(shù)，但是幾種常見(jiàn)公式計(jì)算結(jié)果均有誤差，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果有些偏差。

3.高氯根時(shí)，化驗(yàn)氯根值對(duì)計(jì)算結(jié)果影響非常大，計(jì)算時(shí)，應(yīng)取的準(zhǔn)確的產(chǎn)水氯根值。

[1]李士倫王鳴華何江川等編著氣田與凝析氣田開發(fā)中國(guó)石油出版社2004年12月188頁(yè).

[2]車?yán)^明郭平等高溫氣藏及凝析氣藏氣中水含量測(cè)試與計(jì)算 天然氣勘探與開發(fā)2008年6月.

[3]李士倫王鳴華何江川等編著氣田與凝析氣田開發(fā)中國(guó)石油出版社2004年12月59頁(yè).

[4]SYT--5317-2006石油液體管線自動(dòng)取樣法.