梁利俠 邵光玉 周小平 張 浩 王艷偉 張春福

(中國(guó)石化西北石油局勘探開(kāi)發(fā)研究院)

0 引言

雅克拉—大澇壩凝析氣藏屬深層高溫高壓凝析氣藏，雅克拉—大澇壩凝析油-氣-水三相體系相態(tài)特征主要研究?jī)?nèi)容包括：選取具有代表性的地層凝析油、氣、水樣品，進(jìn)行凝析油-氣-地層水體系三相PVT相態(tài)實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析，并通過(guò)PVT實(shí)驗(yàn)過(guò)程的相態(tài)數(shù)值模擬計(jì)算，分析雅克拉—大澇壩深層高溫高壓凝析氣藏富含氣態(tài)可凝析液PVT相態(tài)特征，研究地層流體降壓過(guò)程中析出液量與壓力的變化關(guān)系，確定初始凝析壓力、最大凝析壓力、最大反凝析油和凝析水量，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)展注氣前凝析油-氣-地層水體系三相相態(tài)特征的模擬研究，考慮了低滲儲(chǔ)層流-固耦合效應(yīng)，從而為氣井產(chǎn)能評(píng)價(jià)提供了準(zhǔn)確的流體相態(tài)特征數(shù)據(jù)。

1 富含氣態(tài)地層水的凝析油氣體系PVT相態(tài)實(shí)驗(yàn)

1.1 富含氣態(tài)地層水地層流體單次閃蒸測(cè)試

地層共存水在天然氣中的溶解度不僅可應(yīng)用于分析和預(yù)測(cè)氣藏產(chǎn)水規(guī)律，而且對(duì)考察地層水對(duì)油氣藏相態(tài)特征的影響亦有重要意義[1]。

恒壓下將原始地層條件下富含氣態(tài)凝析水的地層凝析氣樣品進(jìn)行單次閃蒸測(cè)試，計(jì)量單次脫氣、單次脫油和單次脫出水量，并對(duì)單脫油和單脫氣進(jìn)行色譜分析，以獲取富含氣態(tài)凝析水的凝析氣藏地層井流物組成和凝析氣中所析出的飽和氣態(tài)水含量。

經(jīng)過(guò)單次閃蒸測(cè)試，得到Y(jié)K1井的井流物組分組成，其結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 YK1井含地層水井流物組分、組成實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)

分析表明，雅克拉白堊系YK1井井流物中C1含量為83.461%；中間烴(C2-C6)含量為8.304%，C7+含量為2.497%；氣態(tài)地層水含量為0.547%。從井流物的組成可以看出，中間烴和重組分含量較少，可液化體積較小，屬于中高氣油比、中低含凝析油的凝析氣體系。

1.2 富含氣態(tài)地層水地層流體露點(diǎn)壓力測(cè)試

通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試YK1井有氣態(tài)水、地層水共存時(shí)凝析油氣體系在不同溫度下的露點(diǎn)壓力變化(表2)，可以看出：雅克拉白堊系YK1井地層凝析油氣體系露點(diǎn)壓力高，地露壓差小，氣井生產(chǎn)初期就可能進(jìn)入反凝析開(kāi)采階段。

表 2 富含氣態(tài)地層水凝析氣體系露點(diǎn)壓力測(cè)試結(jié)果

1.3 富含氣態(tài)地層水地層流體等組成膨脹測(cè)試

通過(guò)富含氣態(tài)地層水凝析氣等組成膨脹實(shí)驗(yàn)測(cè)試研究，得到了凝析氣體系在地層條件下體積的膨脹能力，即彈性膨脹能量的大小，目的是分析氣態(tài)地層水對(duì)凝析油氣體系P-V關(guān)系、露點(diǎn)壓力變化及反凝析液量等流體相態(tài)特征參數(shù)的影響[2]。

從(圖1～圖2)可知，YK1井屬中高氣油比、中低含凝析油氣體系，當(dāng)壓力降低到露點(diǎn)壓力以下時(shí)，凝析油飽和度逐漸上升至7.42%左右。

圖1 YK1井 地層流體P-V關(guān)系(136.5℃)

圖2 YK1井 CCE過(guò)程反凝析飽和度變化(136.5℃)

1.4 富含氣態(tài)地層水地層流體定容衰竭實(shí)驗(yàn)

從YK1井模擬定容衰竭采出過(guò)程的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出(圖3、圖4)：

YK1井屬中低含凝析油的凝析油氣體系，地層壓力下降至露點(diǎn)壓力以下后，反凝析油飽和度逐漸升高至4.72%，凝析油的最終采出程度為38.52%，采出程度相對(duì)較高。在衰竭開(kāi)采過(guò)程中，由于反凝析液飽和度較小，在地層中可能達(dá)不到流動(dòng)飽和度，凝析油大部分損失在地層中難以采出。

圖3 YK1井CVD過(guò)程反凝析液量

圖4 YK1井CVD過(guò)程油氣采出程度

1.5 定容衰竭采出氣中氣態(tài)可凝析水含量實(shí)驗(yàn)

為了研究雅克拉—大澇壩凝析氣藏凝析水產(chǎn)水規(guī)律，模擬了YK1井定容衰竭過(guò)程采出井流物含水量的變化。

YK1井隨壓力下降的凝析水產(chǎn)水規(guī)律(圖5)，YK1井在衰竭開(kāi)采過(guò)程中，隨壓力的降低，井流物中氣態(tài)水含量逐漸上升。在10MPa時(shí)YK1井井流物中氣態(tài)水含量上升至182m3/104m3，天然氣中折算的液態(tài)水量上升至0.148m3/104m3。

圖 5 YK1井定容衰竭井流物地層水含量

因此，在開(kāi)采過(guò)程中，就必然要考慮到氣態(tài)地層水的影響，同時(shí)通過(guò)氣水比測(cè)試還可以判斷出氣井的產(chǎn)水類型和井底是否積液。

2 地層水對(duì)地層流體相態(tài)的影響

為了研究地層水對(duì)YK1井地層流體的飽和壓力和反凝析飽和度等相態(tài)參數(shù)的影響，應(yīng)用CMG數(shù)值模擬軟件的Winprop相態(tài)分析模塊，對(duì)YK1井考慮地層水存在時(shí)地層流體的PVT實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。擬合主要包括地層流體重餾分的特征化、組分歸并、露點(diǎn)壓力計(jì)算、單次閃蒸實(shí)驗(yàn)擬合、等組成膨脹實(shí)驗(yàn)擬合、定容衰竭實(shí)驗(yàn)擬合等。擬合的目的是獲得能較真實(shí)地反應(yīng)地層流體實(shí)際性質(zhì)變化的流體組分熱力學(xué)參數(shù)場(chǎng)，從而能夠在此熱力學(xué)參數(shù)場(chǎng)的基礎(chǔ)上，對(duì)不考慮地層水時(shí)YK1井地層流體進(jìn)行PVT相態(tài)計(jì)算，最終得到不考慮地層水的地層流體相態(tài)參數(shù)。通過(guò)對(duì)比考慮含地層水和不含地層水的地層流體的相態(tài)參數(shù)，可以明確地層水對(duì)地層油氣體系相態(tài)特征的影響[4]。

2.1 考慮地層水的地層流體等組成膨脹實(shí)驗(yàn)擬合結(jié)果

地層流體等組成膨脹實(shí)驗(yàn)是模擬地層流體在降壓開(kāi)采過(guò)程中流體性質(zhì)變化的方法之一，其主要反映地層流體的膨脹能力指標(biāo)。

YK1井地層流體(含水)在地層溫度(141.7℃)下組成膨脹實(shí)驗(yàn)P-V關(guān)系擬合(圖 6)。

圖6 考慮含水的YK1井CCE實(shí)驗(yàn)擬合結(jié)果

2.2 考慮地層水的地層流體定容衰竭實(shí)驗(yàn)

定容衰竭實(shí)驗(yàn)的目的主要是模擬凝析氣藏開(kāi)采時(shí)，隨著地層壓力的下降，地層流體反凝析液量及天然氣的采出程度的變化。定容衰竭實(shí)驗(yàn)過(guò)程反凝析液量及天然氣采出程度的擬合是凝析氣藏?cái)?shù)值模擬相態(tài)擬合的重點(diǎn)，反凝析液量的多少也直接影響氣井的產(chǎn)能。

YK1井地層凝析氣(含水)定容衰竭實(shí)驗(yàn)擬合如圖7。

圖7考慮含水的YK1井CVD實(shí)驗(yàn)反凝析液飽和度和天然氣采出程度擬合結(jié)果

2.3 地層水對(duì)地層凝析氣相態(tài)行為的影響

通過(guò)考慮地層水的YK1井流體相態(tài)擬合，獲得了能較真實(shí)地反應(yīng)地層流體實(shí)際性質(zhì)變化的流體組分熱力學(xué)參數(shù)場(chǎng)。在此熱力學(xué)參數(shù)場(chǎng)的基礎(chǔ)上，對(duì)不考慮地層水時(shí)YK1井地層流體進(jìn)行PVT相態(tài)計(jì)算。相態(tài)計(jì)算主要包括定容衰竭實(shí)驗(yàn)計(jì)算以及PT相圖計(jì)算。通過(guò)相態(tài)計(jì)算得到不考慮地層水的地層流體相態(tài)參數(shù)與考慮含地層水的地層流體相態(tài)參數(shù)的對(duì)比，由此可明確地層水對(duì)地層油氣體系相態(tài)特征的影響[5]。

考慮含水和不考慮含水的YK1井地層凝析氣定容衰竭實(shí)驗(yàn)計(jì)算結(jié)果對(duì)比(圖8)可見(jiàn)：地層水對(duì)YK1井的反凝析飽和度和天然氣采出程度的影響很小。總體上各井的反凝析飽和度和天然氣采出程度基本保持不變，僅YK1井的反凝析飽和度下降略微明顯。

圖8含水與不含水的YK1井CVD實(shí)驗(yàn)反凝析液飽和度和天然氣采出程度

綜上所述可以看出由于YK1井的地層水含量為0.55%，水含量很小，故對(duì)YK1井的凝析氣體系相態(tài)行為影響很小。

3 結(jié)論

(1)采出地層油氣流體烴組成分布，根據(jù)分離器凝析油，氣組成的色譜分析結(jié)果和井流物組成計(jì)算數(shù)據(jù)，得到地層凝析氣全分析數(shù)據(jù)?？傮w上甲烷含量中等，中間烴含量中等，C7+含量偏高。雅克拉氣田地層流體屬中高含凝析油型凝析氣藏流體組成特征，大澇壩氣田地層流體屬高含凝析油型凝析氣藏流體組成特征。地層凝析氣具有較高的體積膨脹能力，有利于提高天然氣的采收率。

(2)考慮氣態(tài)地層水流體相態(tài)測(cè)試結(jié)果表明，隨壓力的降低，井流物中氣態(tài)水含量逐漸上升，并且上升速度越來(lái)越快，因此，在開(kāi)采過(guò)程中要考慮到氣態(tài)地層水對(duì)氣井產(chǎn)水類型和井底是否積液的影響。

1 Namiot A.Y. Phase Equiliment in oil production, Nedra , Moscow(1976) 183.

2 郭平.油氣藏流體相態(tài)理論與應(yīng)用[M].北京:石油工業(yè)出版社，2004.

3 楊小松,孫雷,孫良田,等.多孔介質(zhì)中凝析油氣體系相平衡規(guī)律的研究現(xiàn)狀及其意義[J].天然氣勘探與開(kāi)發(fā),2005,28(2):54-58.

4 沈平平,韓冬譯.油藏流體的PVT與相[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000.

5 Trebin F.A., Zadora G.I.: Experiment study of the effect of a porous media on phase changes in gas condensate systems, Neft’s Gaz ,1968, 8(37).