塔河9區(qū)油氣層合采分層儲(chǔ)量計(jì)算方法

張浩，周吉春

(中石化西北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,新疆 烏魯木齊 830011)

余瑞艷

(長(zhǎng)江大學(xué)信息與數(shù)學(xué)學(xué)院,湖北 荊州 434023)

陳巖

(油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué))，湖北 武漢 430100)

丁輝，印婷，梁利俠，張春福

(中石化西北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,新疆 烏魯木齊 830011)

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塔河9區(qū)油氣層合采分層儲(chǔ)量計(jì)算方法

張浩，周吉春

(中石化西北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,新疆 烏魯木齊 830011)

余瑞艷

(長(zhǎng)江大學(xué)信息與數(shù)學(xué)學(xué)院,湖北 荊州 434023)

陳巖

(油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué))，湖北 武漢 430100)

丁輝，印婷，梁利俠，張春福

(中石化西北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,新疆 烏魯木齊 830011)

[摘要]針對(duì)塔河9區(qū)奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)層中部分井凝析氣藏與油層合采時(shí)，生產(chǎn)氣油比變化大、分層產(chǎn)量計(jì)算困難、單井控制儲(chǔ)量及生產(chǎn)制度難以確定等問(wèn)題，首先通過(guò)生產(chǎn)數(shù)據(jù)概述了塔河9區(qū)油氣藏的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征，通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)分別對(duì)油層與氣層樣品的組分和PVT物性進(jìn)行了檢測(cè)，根據(jù)流體的組分和PVT物性判定了儲(chǔ)層類型；再利用油、氣PVT試驗(yàn)數(shù)據(jù)與產(chǎn)出油密度，建立了合采井中凝析氣層產(chǎn)量與油層產(chǎn)量的計(jì)算模型；最后，利用模型獲取了油層與凝析氣層的動(dòng)態(tài)產(chǎn)量數(shù)據(jù)，并利用Fetkovich產(chǎn)量遞減特征曲線方法和Arps方法分析了油層與凝析氣層的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量。結(jié)果表明，塔河9區(qū)油層與氣層不屬于同一個(gè)流體系統(tǒng)，油層屬于揮發(fā)性油藏，氣層屬于凝析氣藏；所建立的模型能實(shí)現(xiàn)合采井中氣層與油層分層產(chǎn)量的計(jì)算，TKX井油層產(chǎn)油量占總產(chǎn)油量的73.91%和總產(chǎn)氣量的6.55%，氣層產(chǎn)量占總油量的26.09%和總產(chǎn)氣量的93.45%；Fetkovich方法和Arps方法計(jì)算的儲(chǔ)量差距較小，F(xiàn)etkovich方法計(jì)算儲(chǔ)量可信度較高。研究結(jié)果對(duì)塔河9區(qū)奧陶系油氣藏開(kāi)發(fā)方案的制定有一定借鑒意義。

[關(guān)鍵詞]奧陶系；油氣層合采；分層產(chǎn)量；產(chǎn)量遞減；儲(chǔ)量

塔河油田奧陶系碳酸鹽巖經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖溶作用改造，形成了孔隙、裂縫和溶洞共存的特殊儲(chǔ)集空間，屬于典型的碳酸鹽巖儲(chǔ)集體[1～3]。由于奧陶系儲(chǔ)集體存在多期油氣充填，流體物性差異大，稠油、輕質(zhì)油、凝析油和天然氣共存，開(kāi)發(fā)難度大[4～6]。前人對(duì)塔河油田奧陶系油氣藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中產(chǎn)量及儲(chǔ)量計(jì)算已有一定的研究[7～14]，但都是基于單一油氣藏類型進(jìn)行分析，油層與氣層合采時(shí)單井控制儲(chǔ)量及生產(chǎn)特征的相關(guān)研究還未見(jiàn)報(bào)道。在塔河9區(qū)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，部分井油層與氣層合采，生產(chǎn)井生產(chǎn)氣油比變化大，產(chǎn)量遞減迅速，因此有必要對(duì)合采井生產(chǎn)特征進(jìn)行研究，以便弄清單井控制儲(chǔ)量，制定合理的開(kāi)發(fā)技術(shù)政策。下面，筆者從區(qū)塊生產(chǎn)動(dòng)態(tài)出發(fā)，結(jié)合儲(chǔ)層流體相態(tài)特征試驗(yàn)結(jié)果，分析了油層與氣層合采時(shí)各層的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，最后通過(guò)Fetkovich方法產(chǎn)量遞減方法計(jì)算了各層動(dòng)儲(chǔ)量，以期對(duì)塔河9區(qū)的高效開(kāi)發(fā)有一定借鑒意義。

1區(qū)域概況

塔河9區(qū)奧陶系凝析氣藏地理位置位于輪臺(tái)縣城南約70km處，構(gòu)造上位于沙雅隆起阿克庫(kù)勒凸起東南部，西鄰塔河油田3區(qū)東奧陶系油氣藏，南鄰AT28-AT40井區(qū)，北靠中石油阿克庫(kù)勒油氣田[15]。塔河9區(qū)奧陶系凝析氣藏包括T901-T904井區(qū)、DK25井區(qū)和T913-AT37井區(qū)，整體工區(qū)面積共97.98km2。區(qū)塊先后經(jīng)歷了加里東期、海西期、印支期及喜馬拉雅期等多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成整體北西高南東低構(gòu)造，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中一直處于阿克庫(kù)勒凸起構(gòu)造斜坡區(qū)域。在構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用下，形成了多個(gè)走向不同的斷裂體系。斷裂是塔河油田9區(qū)油氣藏發(fā)育程度的主控因素，主控?cái)嗔褞Ц浇蜌饩a(chǎn)量高，零散斷裂附近油氣井產(chǎn)量低。由構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及后期溶巖作用形成的縫、溶孔及溶洞為主要儲(chǔ)集空間。由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、期次多以及油氣多期次充填，儲(chǔ)層中流體物性差距大。目前投入開(kāi)發(fā)的含油氣層系主要為一間房組和山鷹組，主要儲(chǔ)集空間為裂縫和溶洞，儲(chǔ)集體厚度大，孔隙度較小，在2%～3.5%之間，儲(chǔ)層平均埋深5870m處地層靜壓為64.63MPa，地層溫度133.50℃，地層壓力系數(shù)為1.10，地溫梯度為2.27℃/100m，屬于正常溫度、正常壓力系統(tǒng)。

2生產(chǎn)特征

2002年3月發(fā)現(xiàn)該凝析氣藏，2002～2012年相繼進(jìn)行了一系列勘探活動(dòng)，2013年開(kāi)始進(jìn)行整體開(kāi)發(fā)。區(qū)塊目前共有生產(chǎn)井21口，全部采用自噴方式進(jìn)行生產(chǎn)，截止到2014年12月，區(qū)塊累計(jì)產(chǎn)油20.26×104t，累計(jì)產(chǎn)氣4.14×108m3，基本不產(chǎn)水。受儲(chǔ)集體發(fā)育特征及流體分布等因素的影響，奧陶系碳酸鹽巖油氣藏表現(xiàn)出如下生產(chǎn)特征：

1)生產(chǎn)井產(chǎn)量平面分布差異大。單井產(chǎn)氣量總體較高，但平面上分布差異較大，單井產(chǎn)量從10.9×104～0.7×104m3/d不等。在碳酸鹽巖中，儲(chǔ)集體的發(fā)育受溶巖作用及構(gòu)造作用的控制，在斷裂帶附件，溶巖作用強(qiáng)烈，儲(chǔ)層物性好，生產(chǎn)井產(chǎn)量高；相反，遠(yuǎn)離斷裂帶的區(qū)域，溶巖作用弱，儲(chǔ)層物性差，生產(chǎn)井產(chǎn)量低。在塔河9區(qū)，T901-T904井區(qū)受巖溶改造作用明顯，儲(chǔ)層發(fā)育程度高，該區(qū)域井產(chǎn)量高，單井產(chǎn)量在10×104m3/d左右；DK25井區(qū)強(qiáng)振幅區(qū)域受溶巖作用影響較大，儲(chǔ)層發(fā)育較好，單井產(chǎn)量也較高。在DK25井區(qū)，裂縫不發(fā)育區(qū)域，溶蝕作用差，儲(chǔ)層物性差，單井產(chǎn)量在1.5×104m3/d左右；另外，T913-AT37井區(qū)構(gòu)造位置較低，生產(chǎn)過(guò)程中有水產(chǎn)產(chǎn)，井產(chǎn)量相對(duì)較低。

圖1　塔河9區(qū)生產(chǎn)油氣比變化曲線

2)區(qū)塊生產(chǎn)氣油比變化大。在生產(chǎn)過(guò)程中，受地面設(shè)備及生產(chǎn)計(jì)劃等因素限制，生產(chǎn)井生產(chǎn)制度變化較大，部分井長(zhǎng)期進(jìn)行間歇式生產(chǎn)。在構(gòu)造高部位生產(chǎn)井氣油比高，TK915-3井生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)氣油比在均10000m3/m3以上，平均為11805m3/m3；而構(gòu)造低部分生產(chǎn)井氣油比低，TK915-8X井生產(chǎn)過(guò)程中平均氣油比僅為110m3/m3；部分井在生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)氣油比變化大，DK25-1井投產(chǎn)后生產(chǎn)氣油比僅為220m3/m3，目前已上升到2300m3/m3；區(qū)塊總體表現(xiàn)出生產(chǎn)氣油比波動(dòng)較大，43～20510m3/m3不等(見(jiàn)圖1)。一般凝析氣藏生產(chǎn)氣油比應(yīng)在800m3/m3以上[16]。因此，該井區(qū)表現(xiàn)出氣層與油層合采或帶有邊底油凝析氣藏的特征。

3相態(tài)特征

表1　塔河9區(qū)奧陶系油氣藏流體組分

圖2　測(cè)試烴類流體組分三角圖

圖3為氣層樣品的相圖。烴類組分以甲烷為主。地層溫度位于臨界溫度(Tc)和最高凝析溫度(Tm)之間，地層壓力高于露點(diǎn)壓力(Pb)，該烴類體系在原始地層條件下是存在一定地露壓差的凝析氣藏。在定容衰竭過(guò)程中，最大反凝析液量為3.63%，凝析油含量為196.43cm3/m3；在地面條件下，凝析油密度為0.8121g/cm3，黏度為4.04mPa·s。

圖3　氣層流體相圖　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖4　油層流體相圖

由于氣層凝析油與油層原油密度相差大，黏度差距大，因而氣層與油層屬于2個(gè)獨(dú)立的流體系統(tǒng)。

4分層產(chǎn)量計(jì)算方法

在該區(qū)塊生產(chǎn)過(guò)程中，部分井油層與氣層同時(shí)開(kāi)采，導(dǎo)致生產(chǎn)氣油比變化大，油井產(chǎn)量波動(dòng)大，弄清這些井在生產(chǎn)過(guò)程中油層與氣層的產(chǎn)能變化特征，有助于認(rèn)識(shí)這類井的生產(chǎn)特征和優(yōu)化井的工作制度。常規(guī)方法是利用地層參數(shù)對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行劈分，由于地層的非均質(zhì)性及各參數(shù)獲取方法的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致劈分結(jié)果誤差大，甚至劈分失敗。考慮凝析油與油層原油密度差異，利用生產(chǎn)井地面原油密度及流體PVT測(cè)試結(jié)果對(duì)油氣層產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)計(jì)算。

在油層壓力高于泡點(diǎn)壓力和氣層壓力高于露點(diǎn)壓力之前，當(dāng)油層與氣層合采時(shí)，井口原油的產(chǎn)量等于油層原油的產(chǎn)量與凝析氣層中凝析油產(chǎn)量之和，可表示為：

Qo=Qoo+QggRV

(1)

井口產(chǎn)氣量為油層產(chǎn)出原油中溶解量氣量與凝析氣藏中產(chǎn)出氣量之和，可表示為：

Qg=Qgg+RsQoo

(2)

地面原油的密度為油層產(chǎn)出原油質(zhì)量與氣藏產(chǎn)出凝析油質(zhì)量之和與產(chǎn)出原油的體積之比，可表示為：

(3)

因此，地面原油的密度可用油層原油密度、凝析油密度、凝析油含量、井產(chǎn)油量和凝析氣層產(chǎn)氣量表征：

(4)

在油井產(chǎn)出原油密度、油層脫氣原油密度、凝析油密度、凝析油含量及產(chǎn)量已知的條件下，可求出凝析氣層產(chǎn)氣量?？杀硎緸椋?/p>

(5)

油層產(chǎn)油量為油井產(chǎn)油量與凝析油產(chǎn)量之差，可表示為：

(6)

式中，Qo為油井產(chǎn)量，m3/d；Qoo為油層產(chǎn)量，m3/d；Qgg為凝析氣層產(chǎn)氣量，m3/d；RV為凝析氣的含油量，m3/m3；Rs為油層條件下的溶解油氣比，m3/m3；γo為產(chǎn)出油地面密度，g/cm3；γog為凝析油地面密度，g/cm3；γoo為油層原油地面密度，g/cm3。

塔河9區(qū)TKX井位于主控?cái)嗔褞Ц浇?，產(chǎn)量高，但生產(chǎn)過(guò)程中氣油比變化大，測(cè)井資料顯示該井射孔層位包含油層和氣層，利用上述分層產(chǎn)量計(jì)算方法對(duì)TKX井2014年5月以來(lái)的生產(chǎn)資料進(jìn)行分析(見(jiàn)圖5和圖6)：井累計(jì)產(chǎn)油2956.5t，累計(jì)產(chǎn)氣793.53×104m3；油層累計(jì)產(chǎn)油量2185.24t，占總產(chǎn)油量的73.91%，累計(jì)產(chǎn)氣52.01×104m3，占總產(chǎn)氣量的6.55%；氣層凝析油產(chǎn)量771.26t，占總油量的26.09%，累計(jì)產(chǎn)氣741.53×104m3，占總產(chǎn)氣量的93.45%。

圖5　TKX井油層、氣層產(chǎn)油量動(dòng)態(tài)曲線　　　　　　　　　圖6　TKX井油層、氣層產(chǎn)氣量動(dòng)態(tài)曲線

5動(dòng)儲(chǔ)量計(jì)算

現(xiàn)代產(chǎn)量遞減方法是一種通過(guò)產(chǎn)量數(shù)據(jù)與流壓數(shù)據(jù)來(lái)分析生產(chǎn)井動(dòng)態(tài)，并獲取相關(guān)參數(shù)的方法[19，20]。由于塔河9區(qū)產(chǎn)量數(shù)據(jù)為日度產(chǎn)量數(shù)據(jù)，沒(méi)有測(cè)定流壓數(shù)據(jù)，采用油壓數(shù)據(jù)折算流壓。以TKX井為例，采用Fetkovich產(chǎn)量遞減特征曲線方法對(duì)日度數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析，獲取了TKX井總產(chǎn)氣量、氣層產(chǎn)氣量和油層產(chǎn)油量遞減特征曲線(見(jiàn)圖7～圖9)，計(jì)算出了油層與氣層可采儲(chǔ)量。同時(shí)采用Arps方法對(duì)該井可采儲(chǔ)量進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果如表2所示。Fetkovich方法計(jì)算的原油可采儲(chǔ)量和氣可采儲(chǔ)量分別為1.72×104t和4368.8×104m3，與Arps方法計(jì)算的誤差僅為3.38%和1.74%。

圖7　TKX井產(chǎn)氣量Fetkovich產(chǎn)量遞減特征曲線分析　　　　　　　圖8　　　　TKX井凝析氣層產(chǎn)量Fetkovich產(chǎn)量遞減　　　特征曲線分析

方法氣可采儲(chǔ)量/104m3氣層油層油可采儲(chǔ)量/104t氣層油層Fetkovich方法3979.6389.20.381.34Arps方法3846.3353.70.411.28相對(duì)誤差/%3.359.12-7.94.48

圖9　TKX井油層產(chǎn)量Fetkovich產(chǎn)量遞減特征曲線分析

6結(jié)論

1)根據(jù)油層與氣層流體樣品測(cè)試化驗(yàn)結(jié)果，利用組分三角圖法和相圖判別法分析認(rèn)為，氣層流體屬于凝析氣藏，油層流體屬于揮發(fā)油藏，氣層與油層是相互獨(dú)立的流體系統(tǒng)。

2) 利用所建立的模型對(duì)TKX井計(jì)算表明，該井油層產(chǎn)量占總產(chǎn)油量的73.91%，占總產(chǎn)氣量的6.55%；氣層產(chǎn)量占總油量的26.09%，占總產(chǎn)氣量的93.45%。

3)根據(jù)油層與氣層合采井的產(chǎn)量及流體密度建立了油氣層分層動(dòng)態(tài)產(chǎn)量模型，獲取了合采井油層采油量和凝析氣層采氣量，利用Fetkovich方法計(jì)算了TKX井的原油可采儲(chǔ)量和天然氣可采儲(chǔ)量分別為1.72×104t和4368.8×104m3，與Arps方法計(jì)算的誤差僅為3.38%和1.74%，說(shuō)明Fetkovich方法可用于油氣井單井控制動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算。

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[編輯]洪云飛

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1673-1409(2016)10-0012-05

[中圖分類號(hào)]TE155;O29

[作者簡(jiǎn)介]張浩(1984-)，男，碩士，工程師，現(xiàn)主要從事油氣田開(kāi)發(fā)方面的研究工作；通信作者：余瑞艷，38739746@qq.com。

[基金項(xiàng)目]國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2011zx05013，2011zx05015)。

[收稿日期]2015-12-29

[引著格式]張浩，周吉春，余瑞艷，等.塔河9區(qū)油氣層合采分層儲(chǔ)量計(jì)算方法[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)，2016,13(10)：12～16，21.