蘇英杰 王健偉

（中國(guó)石化上海海洋油氣分公司研究院 上海 200120）

定容凝析氣藏單井凝析油污染程度判別

蘇英杰 王健偉

（中國(guó)石化上海海洋油氣分公司研究院 上海 200120）

目前主要通過(guò)試井分析或巖心實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)定容凝析氣藏單井凝析油污染程度，但試井分析的壓力導(dǎo)數(shù)經(jīng)常出現(xiàn)大幅度波動(dòng)，擬合效果差，而巖心實(shí)驗(yàn)方法較為繁瑣，不易操作。提出了利用生產(chǎn)壓差進(jìn)行凝析油污染程度判別的思路，其中井底流壓通過(guò)井下壓力計(jì)直接讀取，平均地層壓力選用試湊法計(jì)算。實(shí)例應(yīng)用結(jié)果表明，試湊法得到的生產(chǎn)壓差符合生產(chǎn)實(shí)際，結(jié)果較為可靠，可以用來(lái)判斷凝析油污染程度。建議將凝析油污染產(chǎn)生的額外生產(chǎn)壓差占總生產(chǎn)壓差的百分?jǐn)?shù)作為污染程度的判斷標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)這一百分?jǐn)?shù)小于10%時(shí)，凝析油污染程度為輕微；當(dāng)這一百分?jǐn)?shù)介于10%～20%時(shí)，凝析油污染程度為中等；當(dāng)這一百分?jǐn)?shù)大于20%時(shí)，凝析油污染程度為嚴(yán)重。

凝析氣藏；凝析油污染；試湊法；生產(chǎn)壓差；平均地層壓力

1 問(wèn)題的提出

凝析氣藏壓力下降至露點(diǎn)壓力后會(huì)發(fā)生反凝析，出現(xiàn)凝析油污染，引起氣井產(chǎn)能下降。東海盆地平湖油氣田八角亭構(gòu)造平湖組氣藏多為邊底水不活躍的定容凝析氣藏，地露壓差小，氣油比低，投入開(kāi)發(fā)后凝析油污染嚴(yán)重。目前主要通過(guò)試井分析和巖心實(shí)驗(yàn)［1］評(píng)價(jià)凝析油污染程度，其中巖心實(shí)驗(yàn)方法較為繁瑣，不易操作，無(wú)法對(duì)凝析氣藏的凝析油污染程度作出快速評(píng)價(jià)。由于受到反凝析現(xiàn)象、儲(chǔ)層非均質(zhì)性、關(guān)井測(cè)壓時(shí)間較短等因素影響，尤其是凝析油含量較高時(shí)，凝析氣藏試井分析的壓力導(dǎo)數(shù)經(jīng)常出現(xiàn)大幅度上下波動(dòng)。以平湖油氣田BG2井為例，該井儲(chǔ)層平均孔隙度為14.8%，平均滲透率為21.6 mD，氣油比為2 233 m3/m3，凝析油含量為304 g/m3，屬中孔中滲高含凝析油凝析氣藏（氣藏原始?jí)毫?4.38 MPa，PVT分析露點(diǎn)壓力為34.38 MPa，即氣藏投入開(kāi)發(fā)便會(huì)出現(xiàn)反凝析現(xiàn)象）。圖1為BG2井歷次的壓力恢復(fù)曲線圖，可以看出壓力“駝峰”、壓力導(dǎo)數(shù)上下波動(dòng)等現(xiàn)象特別明顯，擬合效果較差。

圖1 平湖油氣田BG2井壓力導(dǎo)數(shù)曲線圖Fig.1 Pressure derivative curve of well BG2in Pinghu oil and gas fields

通過(guò)計(jì)算生產(chǎn)壓差的變化可以量化凝析油污染程度的變化，但采用測(cè)試手段很難得到凝析氣藏的真實(shí)平均地層壓力。圖2為平湖油氣田BG2井生產(chǎn)曲線圖，圖3為BG2井歷次測(cè)試生產(chǎn)壓差統(tǒng)計(jì)圖，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，隨著B(niǎo)G2井產(chǎn)氣量不斷降低，本應(yīng)逐漸減小的生產(chǎn)壓差卻始終保持在1 MPa左右，這與滲流理論相矛盾。分析認(rèn)為，生產(chǎn)壓差僅由地層靜壓和井底流壓決定，其中井底流壓通過(guò)井下壓力計(jì)可直接讀取，可靠性較高；對(duì)于地層靜壓，由于受到測(cè)試時(shí)間、儲(chǔ)層物性參數(shù)等因素影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)測(cè)試值小于真實(shí)值的情況，這一現(xiàn)象可以通過(guò)東海某氣田A3井的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)得到驗(yàn)證。

圖2 平湖油氣田BG2井生產(chǎn)曲線圖Fig.2 Production curve of well BG2in Pinghu oil and gas fields

圖3 平湖油氣田BG2井測(cè)試生產(chǎn)壓差統(tǒng)計(jì)圖Fig.3 Testing producing pressure drop of well BG2 in Pinghu oil and gas fields

東海某氣田A3井儲(chǔ)層平均孔隙度17.9%，平均滲透率94 mD，氣油比12 000 m3/m3，屬于中孔中滲低含凝析油凝析氣藏。A3井井下裝配有永久式壓力計(jì)，可以實(shí)時(shí)記錄壓力變化。圖4為A3井在2013年2月至3月關(guān)井期間的壓力恢復(fù)曲線。雖然此次關(guān)井時(shí)間較長(zhǎng)（達(dá)47 d），但直至開(kāi)井時(shí)地層壓力仍未恢復(fù)至平衡，始終呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，這表明2～3d的常規(guī)靜壓測(cè)試得到的地層壓力會(huì)遠(yuǎn)小于真實(shí)地層壓力。與A3井相比，BG2井物性更差，氣油比更大，凝析油污染程度會(huì)更為嚴(yán)重，恢復(fù)至壓力平衡的時(shí)間也會(huì)更長(zhǎng)。因此，BG2井各階段測(cè)試得到的地層壓力小于真實(shí)平均地層壓力，無(wú)法應(yīng)用，需要選用其他方法計(jì)算真實(shí)平均地層壓力。

圖4 東海某氣田A3井壓力恢復(fù)曲線圖Fig.4 Pressure build－up curve of well A3in a gas field，East China Sea

2 平均地層壓力計(jì)算

筆者采用試湊法［2－4］進(jìn)行平均地層壓力計(jì)算。

設(shè)氣藏原始?jí)毫閜0，氣藏中某井井控儲(chǔ)量為G，在生產(chǎn)時(shí)間為t時(shí)，累計(jì)產(chǎn)量為Gp，此時(shí)的地層壓力為pt，根據(jù)物質(zhì)平衡方程有

式（1）中：Z0為原始地層壓力下偏差因子；Zt為t時(shí)刻地層平均壓力下偏差因子。

氣井生產(chǎn)較為平穩(wěn)時(shí)，可以用二項(xiàng)式產(chǎn)能方程來(lái)描述地層壓力pt、井底流壓pwf和瞬時(shí)產(chǎn)氣量q之間的關(guān)系［1］，即

其中

對(duì)于某一特定氣藏，a和b可以認(rèn)為定值。式（1）與式（2）聯(lián)立可得動(dòng)用儲(chǔ)量G與井底流壓pwf之間的關(guān)系式

聯(lián)立多次測(cè)試數(shù)據(jù)，按照下面的計(jì)算步驟進(jìn)行計(jì)算：

1）由生產(chǎn)歷史和測(cè)壓歷史資料得到歷次測(cè)壓時(shí)的產(chǎn)氣量q、累積產(chǎn)氣量Gp和原始地層壓力p0，代入式（3）中可得到關(guān)于井底流壓pwf、動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量G、系數(shù)a、系數(shù)b的關(guān)系式［5－9］；

2）假定一個(gè)動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量G，一般以地質(zhì)儲(chǔ)量為初始值；

3）給定合理的系數(shù)a、系數(shù)b（a＞0，b＞0）；

4）計(jì)算得到一系列井底流壓值p＊wf，取E＝（p＊wfpwf）2為目標(biāo)函數(shù)，取最小值即計(jì)算流壓最接近測(cè)試流壓時(shí)的p＊wf及a、b、G，再利用二項(xiàng)式產(chǎn)能方程或物質(zhì)平衡方程求取某一時(shí)刻的平均地層壓力pt。

3 定容凝析氣藏單井凝析油污染程度判別

以平湖油氣田BG2井為例。表1為該井平均地層壓力及生產(chǎn)壓差計(jì)算結(jié)果，可以看出，在生產(chǎn)初期，平均地層壓力測(cè)試值接近計(jì)算值；在生產(chǎn)中后期，平均地層壓力計(jì)算值逐漸高于測(cè)試值。圖5為該井生產(chǎn)壓差計(jì)算值與測(cè)試值對(duì)比結(jié)果，圖6為該井生產(chǎn)氣油比變化圖。研究表明，凝析氣藏開(kāi)發(fā)生產(chǎn)前期，凝析油影響較小，氣油比相對(duì)較為穩(wěn)定；隨著開(kāi)發(fā)的進(jìn)行，地層凝析油飽和度逐漸升高，氣油比逐漸升高，凝析油產(chǎn)生的額外生產(chǎn)壓差逐漸變大；當(dāng)?shù)貙又心鲇惋柡投冗_(dá)到流動(dòng)飽和度后，氣油比會(huì)開(kāi)始逐漸降低，凝析油產(chǎn)生的額外生產(chǎn)壓差會(huì)開(kāi)始減?。?］。對(duì)比圖5、6可以看出，采用試湊法計(jì)算所得的BG2井生產(chǎn)壓差變化趨勢(shì)和該井生產(chǎn)氣油比變化趨勢(shì)相一致，并且能夠與上述生產(chǎn)理論較好吻合，說(shuō)明選用試湊法計(jì)算平均地層壓力及生產(chǎn)壓差是可行的，其結(jié)果較為可靠。

表1 平湖油氣田BG2井平均地層壓力及生產(chǎn)壓差計(jì)算結(jié)果Table 1 Average layer pressure and producing pressure drop of well BG2in Pinghu oil and gas fields

圖5 平湖油氣田BG2井生產(chǎn)壓差計(jì)算值與測(cè)試值對(duì)比圖Fig.5 Comparison of testing and calculated producing pressure drop of well BG2in Pinghu oil and gas fields

圖6 平湖油氣田BG2井生產(chǎn)氣油比變化圖Fig.6 Gas/oil ratio curve of well BG2in Pinghu oil and gas fields

由于影響特定凝析氣藏氣井生產(chǎn)壓差大小的因素通常有產(chǎn)量、鉆完井污染、凝析油污染等，而氣井投產(chǎn)初期產(chǎn)量較大，鉆完井污染可以較快地反排并保持在一定程度，因此可以認(rèn)為測(cè)試時(shí)鉆完井污染引起的滲透率下降為定值，其影響已包含在產(chǎn)量因素中。

根據(jù)二項(xiàng)式產(chǎn)能方程，產(chǎn)氣量是生產(chǎn)壓差的二次函數(shù)，因此在氣藏開(kāi)發(fā)中后期可以近似認(rèn)為產(chǎn)量越高時(shí)生產(chǎn)壓差越大，產(chǎn)量越低時(shí)生產(chǎn)壓差越?。?0］，對(duì)比凝析油析出前后相同產(chǎn)量下的生產(chǎn)壓差就可得到凝析油污染引起的生產(chǎn)壓差。BG2井P8c層凝析氣無(wú)地露壓差，投產(chǎn)后凝析油不斷堆積而影響生產(chǎn)壓差，無(wú)法選取無(wú)凝析油影響點(diǎn)產(chǎn)量數(shù)據(jù)來(lái)比較凝析油污染程度的變化。但分析表1發(fā)現(xiàn)，2008年及之后測(cè)試獲得日產(chǎn)量數(shù)據(jù)較為接近，故選取2008年3月測(cè)試點(diǎn)生產(chǎn)壓差作為基準(zhǔn)點(diǎn)，與之后時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù)相減以消除產(chǎn)量引起的生產(chǎn)壓差，得到凝析油產(chǎn)生的生產(chǎn)壓差（表2），可以比較2008年之后BG2井凝析油污染程度的變化。由于2008年之前該井就已經(jīng)出現(xiàn)凝析油污染，其后計(jì)算得到的凝析油堆積產(chǎn)生的附加生產(chǎn)壓差值較真實(shí)值均有所偏小。

從表2可以看出，相對(duì)于2008年3月，2010年7月測(cè)試時(shí)BG2井由于凝析油堆積產(chǎn)生的附加生產(chǎn)壓差為1.43 MPa，占總生產(chǎn)壓差的36%，凝析油污染程度嚴(yán)重。由于此前無(wú)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)衡量凝析油的污染程度，筆者建議根據(jù)凝析油引起的生產(chǎn)壓差占總生產(chǎn)壓差的百分比來(lái)衡量凝析氣井凝析油污染程度：當(dāng)凝析油引起的生產(chǎn)壓差所占的百分比大于20%時(shí)，可視為凝析油污染程度嚴(yán)重；當(dāng)凝析油引起的生產(chǎn)壓差所占的百分比介于10%～20%時(shí)，可視為凝析油污染程度中等；當(dāng)凝析油引起的生產(chǎn)壓差所占百分比小于10%時(shí)，可視為凝析油污染程度輕微。

表2 平湖油氣田BG2井凝析油污染程度變化表Table 2 Condensate damage degree of well BG2in Pinghu oil and gas fields

另外，根據(jù)計(jì)算得到的凝析油引起的生產(chǎn)壓差大小還可以進(jìn)行快速凝析油污染解除措施經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。以BG2井為例，如果凝析油污染解除措施效果理想，消除了凝析油的負(fù)面影響，那么在同等生產(chǎn)條件下，該井的井底、井口壓力上升值應(yīng)為1.43 MPa，單位井口壓降下的產(chǎn)氣量為1 034萬(wàn)m3，則措施理想增產(chǎn)氣量為1 479萬(wàn)m3，再結(jié)合措施作業(yè)成本，就可快速地進(jìn)行措施經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。

4 結(jié)論

1）實(shí)例分析表明，利用生產(chǎn)及測(cè)試資料并選用試湊法計(jì)算凝析氣藏平均地層壓力及生產(chǎn)壓差，其結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)情況較為吻合，可以用來(lái)判斷定容凝析氣藏單井凝析油污染程度。

2）建議將凝析油污染產(chǎn)生的額外生產(chǎn)壓差占總生產(chǎn)壓差的百分?jǐn)?shù)作為污染程度判斷標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)這一百分?jǐn)?shù)小于10%時(shí)，凝析油污染程度為輕微；當(dāng)這一百分?jǐn)?shù)介于10%～20%時(shí)，凝析油污染程度為中等；當(dāng)這一百分?jǐn)?shù)大于20%時(shí)，凝析油污染程度為嚴(yán)重。

3）根據(jù)凝析油產(chǎn)生的額外生產(chǎn)壓差大小和措施成本可以快速地進(jìn)行凝析氣藏凝析油污染解除措施經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。

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Identification of condensate damage degree of a well in constant volume gas condensate reservoirs

Su Yingjie Wang Jianwei
（Research Institute of Shanghai Offshore Oil ＆Gas Company，SINOPEC，Shanghai 200120，China）

Well testing analyses or core experiments are currently used to evaluate the degree of condensate damage of constant volume gas condensate reservoirs.But the evaluation result is not satisfactory because of the fluctuation of differential of the pressure curve，and the core experiments are not easy to conduct.In this paper the approach of using the drawdown pressure to identify the degree of condensate damage was proposed.The bottom hole flowing pressure was directly from the downhole pressure gauge and formation pressure was from trial－and－error calculation.According to calculation this method works very well.The extra pressure drop percentage of total pressure drop can be used to evaluate the degree of condensate damage.The degree of condensate damage is slight when the percentage is below10%，and moderate when the percentage is between 10%and 20%，and heavy when the percentage is above 20%.

gas condensate reservoir；condensate damage；trial－and－error method；drawdown pressure；average formation pressure

TE372

A

2014－07－16改回日期：2014－12－10

（編輯：楊 濱）

蘇英杰，王健偉.定容凝析氣藏單井凝析油污染程度判別［J］.中國(guó)海上油氣，2015，27（2）：58－62.

Su Yingjie，Wang Jianwei.Identification of condensate damage degree of a well in constant volume gas condensate reservoirs［J］.China Offshore Oil and Gas，2015，27（2）：58－62.

1673－1506（2015）02－0058－05

10.11935/j.issn.1673－1506.2015.02.010

蘇英杰，男，2007年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東），獲碩士學(xué)位，主要從事油氣田開(kāi)發(fā)研究工作。地址：上海市浦東新區(qū)商城路1225號(hào)917室（郵編：200120）。E－mail：suyingjie.shhy＠sinopec.com。