凝析气藏生产过程反凝析特征评价方法.doc

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1、凝析气藏生产过程反凝析特征评价方法第32卷增刊2010年11月石油钻采工艺0ILDRILLING&PRODUCTIONTECHNOL0CYVo1.32Sup.NOV.2010文蕈编号:10007393(2010)SO004505凝析气藏生产过程反凝析特征评价方法张云赵习森张艾李建伟何云峰(中石化西北油田分公司雅克拉采气厂,新疆库车842017)摘要:雅克拉一大涝坝凝析气田地露压差小,边底水能量弱.采用衰竭式开发极易发生反凝析现象.目前不能对凝析气藏生产过程中反凝析特征进行识别,从而影响深层凝析气藏的稳产期和最终凝析油采收率.为此建立了凝析气藏反凝析特征综合i7.1J方法.该方法综合考虑

2、了l1个能够反映凝析气藏反凝析特征的动静态参数.运用该方法,比较合理地解释了雅克拉,大涝坝凝析气藏不同于常规凝析气藏的生产特征,认为出现这种特征与生产初期反凝析液量少及产量高等因素有关.在此基础上进一步明确了该气藏生产阶段及其生产规律.关键词:凝析气藏;反凝析特征;参数;评价方法中图分类号:TE258文献标识码:AEvaluationmethodforretrogradecondensationcharacteristicsinthedevelopmentofcondensategasreservoirZHANGYun,ZHAOXisen,ZHANGAi,LIJianwei,HEYunng(Y

3、akelaGasProductionPlantofNorthwestOilfieldCompany,SINOPEC,Kuqa842017,China)Abstract:Duetolesspressuredifferentialbetweenformationpressureanddewpointpressureandweakedge-bottomwatercapac?ity,depletedproductionofYakelaDalaobagascondensatefieldgenerallyresultsinretrogradecondensationoccurrence.Inconside

4、rationoflongerstableproductionperiodofdeepercondensategasreservoirandultimatecondensateoilrecoveryratio,recognitionmethodforretrogradecondensationcharacteristicsincondensategasreservoirwasstudied.Thismethodcombined11dynamicandstaticparametersreflectingretrogradecondensationcharacteristics.Usingthism

5、eodreasonablyinterpretsdifferentproductionfeaturesbetweenYalakeDalaobaandconventionalcondensategasreservoirs,whichisconsideredrelatedwithlessretrogradecondensateliquidinearlyproductiondaysandhigherproductivity.Onthebasisofsuchfinding,productionperiodsandregularitiesarefurtherdefined.Keywords:condens

6、ategasreservoir;retrogradecondensationcharacteristics;parameter;evaluationmethod通过研究雅克拉与大涝坝凝析气藏储层物性,流体相态及生产特征,发现在气藏开发过程中,储层反凝析机理是非常复杂的.同时,根据气藏生产流体监测及生产参数分析,发现评价储层反凝析状况需要利用多参数及综合方法.研究表明,生产气油比,生产气体组分及密度变化,拟采气指数,生产时间,生产部位等参数可用于储层反凝析状况评价.l凝析气藏反凝析特征评价方法1.1基于室内凝析气相态实验结果评价储层反凝析室内凝析气相态实验结果包括地层流体相图,恒质膨胀压力与凝析

7、液变化关系图,定容衰竭过程反凝析液变化关系图,定容衰竭凝析油采收率变化关系图,定容衰竭过程天然气重组分累积采出量变化关系图等.根据开发过程中测试的气藏地层压力作者简介:张云,1977年生.2008年毕业于石油大学(北京)并获工程硕士学位,主要从事凝析气藏开发研究X-作,工程师.电话09977989093,18999621299,Email:280351330qq.corn.石油钻采工艺2010年11月(第32卷)增刊与地层温度,结合以上实验结果,得到凝析气反凝析液量,凝析油采收率及天然气累积采出量指标,可定量评价地层反凝析范围及程度.1.2基于生产气油比评价储层反凝析凝析气田开发过程中,当生产

8、井流压低于上露点压力时,出现反凝析现象,原始储层流体重组分以凝析油的形式析于储层中,导致流体组分变轻,生产气油比上升;储层中凝析油含量达到凝析油临界流动饱和度时便可流动,此时生产气油比现下降的现象,随着衰竭开发,储层压力下降到下露点压力时,凝析油会蒸发成气相,同样会导致生产气油比下降,一直到气藏废弃.1.3基于生产气体组分及密度变化评价储层反凝析当井底流压高于凝析气的露点压力时,地层孔隙中充满的凝析气呈现气体单相状态,采生产气体为原始凝析气组成及原始凝析油密度.当井底流压降低时,气相中重烃组分在分子运动过程中,容易被孑L隙介质异常复杂的壁面捕获,孔隙越小,捕获的几率越大,捕获后的重烃分子聚集在

9、孔隙介质壁面,形成一层凝析油薄膜,井流物重烃组分减少,轻组分增多,生产油密度减小.随压力继续降低,孑L隙介质壁面会继续吸附凝析气中的重质组分,使得孑L隙中的凝析油饱和度增加,相应井流物重组分继续减少,轻组分继续增多,生产油密度增大;当井底流压低于凝析气最大反凝析压力时,继续降低井底流压,凝析油将反蒸发,井流物中重组分增加,轻组分减少,生产油密度增大.因此,通过分析生产气体组分及生产油密度变化可以评价储层反凝析.1.4基于拟采气指数评价储层反凝析建立了一种拟采气指数评价储层反凝析方法.对于一口生产井在同一个储层内生产期问,如果井底流压降至露点压力,则凝析油析Hj,附着在多孔介质中,堵塞气相有效渗

10、流通道,降低了气相相渗,增大近井区表皮因子,造成气井采气指数降低.然而,在正常生产中一般不进行关井以求取采气指数.可根据地面生产数据,采用多相管流计算方法计算井底流压,再结合生产特征及邻井不同时期测得的地层压力,拟合一个本井所处位置地层压力,计算采气指数.由于地层压力是拟合的,有一定误差.但是,该方法在某种程度上可以反映近井地带及储层渗流特征,因此称为”拟采气指数”.门拟采气指数=_了(1)一r式中,Q为产量,m/t;P为地层压力,MPa;P为井底流压,MPa.1.5考虑井生产时间评价储层反凝析将开采过程中的反凝析现象前期划分为3个阶段,第1阶段为井底流压和地层压力都高于气藏露点压力;第2阶段

11、为井底流压小于露点压力,地层压力仍高于露点压力;第3阶段为井底流压,地层压力均小于露点压力.对于生产相同层位的不同生产井,由于井的投产时间不同,在反凝析现象发生的第2阶段,投产时间较早的老井近井地带压力下降较多,井底流压低于露点压力而地层压力仍高于露点压力期间,老井近井地带自然发生反凝析,导致生产气油比升高;新井投产初期近井区压力高于露点压力,不会发生反凝析,因此相同的生产层位,同一生产期,老井和新井近井地带的反凝析情况存在差异.通过不同生产时问生产井气油比与气体组分变化特征,可以评价储层平面上反凝析程度及分布.以YK1井为例,在刚开始投产的一段时期内,由于地层受到钻井液污染等影响,井底流压较

12、低,生产一段时期后有所回升.2002年10月左右井底流压,地层压力均高于露点压力,2006年9月左右井底流压开始低于露点压力,进入第2阶段,近井地带发生反凝析;2008年7月地层压力已低于露点压力,进入第3阶段.考虑到多孔介质对露点压力的提升作用,反凝析发生的时问会早于预测.1.6考虑井生产部位评价储层反凝析由于重力分异的作用,原始状况下,处在不同部位高度的凝析气性质会有一定差异.高部位的凝析气含轻烃相对较多,重烃组分相对较少,生产气油比相对也就高一些;如果凝析气藏不同部位的凝析气性质不同,并且表现为低部位的井气油比逐渐上升,而高部位的井气油比逐渐降低,每口生产井都会出现气油比随开发进行而变化

13、的现象.1.7考虑不同井型评价储层反凝析对于凝析油含量高,地露压差小的凝析气藏,在开发中应尽量保持地层压力和控制井底流压,使井底流压长时间高于露点压力,以延迟地层反凝析的发生,从而确保凝析气田的高产稳产,提高凝析油的最终采收率.由于水平井生产压差较小,对于同一时期投产相同层位的直井和水平井,直井井底流压低于露点压力时,水平井井底流压依然高于露点压力,井筒附张云等:凝析气藏生产过程反凝析特征评价方法47近和地层中还未发生反凝析,产层物性和油气渗流能力几乎保持不变,井流物组分相对稳定.由于受地层是否发生反凝析的影响,水平井和直井的天然气组分变化差异较大,其中直井表现为轻组分(C.+c,+C)增加,

14、重组分(c+)降低,而水平井则相对稳定,变化不大.1.8考虑单井数值模拟评价储层反凝析多孑L介质的比表面积巨大,具有较强的吸附能力,对凝析油气将产生不可忽略的吸附作用.凝析油析出后,在近井地带会1现自由油,气相与吸附的凝析油气相i相共存和自由的油,气两相渗流.数值模拟技术能够反映凝析气藏复杂相态变化.该技术是当前预测凝析气井B至整个凝析气田应用最广泛,最复杂但最准确的方法,用它可以研究流体的相态,地层绝对渗透率和相对渗透率,气藏开发方式等参数对气藏开发的综合影响.目前广泛应用的是CMG和Eclipse数值模拟软件,其功能非常强大,仅组分模拟器就能够对凝析气井反凝析油饱和度,气井产能,反凝析污染

15、程度做出较为准确的评价.此外,荷兰Hagoort&AssociatesBV(H&A)公司的Gaswild软件也是针对近井地带反凝析污染评价而开发的.在该模型中考虑了反凝析影响,毛管力及非达西流对相渗的影响.要求输入的参数有:储层参数,井参数,凝析气等组分膨胀数据,气体性质参数,相渗曲线数据和惯性阻力参数.应用该软件,可得到多个产量条件下地层中压力分布,凝析油饱和度分布,气井生产指数变化等数据和曲线.1.9考虑单井产量评价储层反凝析如果因地层压力不易取得而使拟采气指数不能计算,可考虑单井油气产量大小变化评价反凝析状况.鉴于开采速度较高时容易携带凝析油产,可以作为反凝析异常情况下影

16、响因素之一考虑.1.10考虑储层应力敏感评价储层反凝析当生产压差较大时,会产生应力敏感,拟采气指数将会降低,试井参数也有表现.由于凝析气井生产压降主要发生在井底附近,反凝析在井底附近的聚集会形成一个类似污染区的作用,所以应用不稳定试井分析方法也可有效地评价反凝析污染带的大小,一般主要应用试井双对数曲线标准图形来评价,该曲线的特征为导数曲线在一定的时间后出现一个下降的”台阶”.对一口凝析气井来说,实测试井数据导数曲线出现下降的时问,取决于反凝析区的大小.反凝析区范嗣越大,下降台阶出现的时间越晚,下降幅度越大,说明反凝析油污染程度越严重.通常情况下,反凝析影响区在井底附近10m范围之内最严重.1.

17、1l应用模糊分析方法评价储层反凝析应用数学模糊分析方法可以对影响凝析气藏反凝析程度的因素进行综合评价,共有4个步骤:(1)对各影响因素进行归一化处理;(2)计算评价矩阵;(3)计算各影响因素的权重;(4)计算评价结果,得出综合评价.该评价结果对下一步各井的生产措施实施有一定的指导意义.2雅克拉一大涝坝凝析气藏反凝析特征评价2.1雅克拉凝析气藏反凝析特征评价2.1.1气藏压力与生产气油比特征图1为雅克拉白垩系气藏压力与生产气油比曲线.从气藏压力数据点可以看出,2009年9月气藏压力低于露点压力,储层已进入反凝析阶段.然而,气油比变化曲线却从2005年8月上升短期平稳后呈连续下降趋势,与典型的凝析

18、气藏气油比变化特征不符.qi产时司图1雅克拉白垩系气藏压力与生产气油比特征YK5H井于2005年8月开井试产,是上气层生产井中生产时间较长的,2007年底压力测试显示地层压力为53.85MPa,流体PvT分析报告露点压力为52.26MPa地露压差1.61MPa.2009年2月测试地层压力为53.72MPa,YK5H井地层压力未有大幅度变化,生产压差较小.该井投产以来产量一直保持较好,只有在2008年4月时南于减小工作制度,产量下降,水平井优势明显,气油比较平稳.暂时的下降认为是由于毛管数效应减弱,更多凝析油滞留在储层中,使得气油比升高,增大工作制度后,反凝析液成雾状或小液滴形式被采出,气油比又

19、下降,此后一直保持平稳.从以上结果来看,地层发生反凝析不明显.雅克拉白垩系气田上气层共有2口井3次PVT测试,根据PVT测试数据做衰竭开发过程中反凝析石油钻采工艺2010年11月(第32卷)增刊液量的变化,如图2.64薹,21oolo203O405060压)/MPa图2雅克拉上气层反凝析液量变化随着开采的进行,天然气组分等参数会发生变化,开发一段时问后再进行的PvT测试数据代表性不强,因此本处主要参照2005年在刚投产时所测的YK5H井PVT数据,此时较能代表地层原始状况下的天然气组分.如表1,表2统计数据,两口井天然气原始组分含量基本一致,YK2井重组分稍高于YK5H井.上气层生产井流体性质

20、差别不大,在压力为14MPa时达到最大反凝析液量,最大反凝析液量在3%-4%之间.目前上气层YK2井和YK5H井地层压力已经低于PVT相态实验的露点压力,近井地带可能已经进入反凝析,但是由于反凝析液量很小,基本对渗流通道没有影响,当气井产能较大时,反凝析液刚一形成即被高速流动的气流以雾状或小液滴形式带出,储层中少量的凝析液滞留对生产基本没有影响.表1雅克拉上气层PVT测试井各组分含量统计2.1.2拟采气指数变化YK5H井拟采气指数随着时间的变化开始有增大的趋势,2008年至2009年保持良好,这说明YK5H井周围的地层状况一直保持比较良好,YK5H无边水,因此可判断YK5H基本未受反凝析的影响

21、.2.1-3生产气组分变化YK5H井投产以来c含量略有上升,由2005年11月份的86.87%上升至2009年7月的87.2%,C+以上含量在0.45%左右波动,变化不大,反凝析不明显.2.1.4凝析油密度变化YK5H井凝析油密度存在波动,但变化不大,反凝析不明显.2.2大涝坝凝析气藏反凝析特征评价2.2.1苏维依组反凝析特征评价(1)地层压力与生产气油比变化.$45井在2003年11月时含水率上升迅速,此时单生产气层,受到地层水的影响,气油比呈一定下降趋势.而上下层合采后,含水率稍微减小,气油比上升,流压下降迅速,地层状况变差,此时是反凝析和地层水的双重作用引起的.大涝坝各井PVT相态实验衰

22、竭过程反凝析液量变化如图3所示.45面30150O1O2O3O405060ji力/MPa图3大涝坝各井PVT相态实验衰竭过程反凝析液量变化从图3可知,大涝坝$45井的最大反凝析压力在20MPa左右,最大反凝析液量为15.53%,当地层压力低于露点压力10MPa左右时反凝析液量达到最大值,从露点压力至最大反凝析压力这个阶段反凝析液最迅速增大,因此,大涝坝的气井发生反凝析之后,反凝析液量生成速度较快且量值较大,会对产能造成较为明显的影响.(2)拟采气指数变化.图4反映的是$45井苏维依组上下合采后的含水率及拟采气指数变化.可以看出,2007年8月至2008年3月单位压差下产量张云等:凝析气藏生产过

23、程反凝析特征评价方法49减小,此阶段含水率由10%上升至32%,说明随着生产的进行,$45井周围的地层状况变坏,2008年6月含水率下降为10%左右,此时拟采气指数再次上升,但是由于地层内已经有地层水入侵,拟采气指数持续下降.因此$45井地层状况变差是由于地层水和反凝析的共同影响.q:J”刚间图4$45井单位压差下产量变化曲线(3)生产气组分变化.$45井C含量由1997年的81.35%上升至2009年9月的83.76%,C+由0.37%下降至0.29%,气体相对密度由0.677下降至0.659,各参量变化较大,地下反凝析较严重.(4)凝析油密度变化.如图5所示,$45井凝析油密度由0.8l1

24、5g/cm下降至2009年9月的0.7820g/cm,下降幅度较大,说明随着开发进行,地层压力下降,生产气体重组分减少,轻组分增多,生产油密度减少,凝析气可能发生反凝析.生严t1,1问图5$45井凝析油密度变化用同样的方法分析苏维依组上下气层其他各井认为,整个下气层各生产井的气油比均呈现上升的趋势,综合分析认为该气藏采气速度过大,储层中凝析油堆积严重,反凝析对气藏的开发产生了明显的影响,参考该气藏边部气井已经见水的状况,应适当控制采速,降低单井开采强度,减缓凝析油的析出和堆积速度.2.2-2巴什基奇克组反凝析特征评价2009年9月大涝坝气田2号构造巴什基奇克组气藏共有DLK3和DLK1X井2口

25、生产井,两井投产时间均较长,DLK3井于2005年5月投产,DLK1X井于2006年2月投产.(1)地层压力与生产气油比变化.DLK3井早期产量高,气油l:hll对较高,之后产量下降迅速,油压持续大幅度下降,生产压差加大.2007年进行层系调整后,受采速降低影响,气藏的压力有所恢复,气油比出现下降趋势.目前DLK3井地层压力已经低于露点压力,但生产气油比仍有下降的趋势,认为是受到油环的影响.(2)拟采气指数变化.从DLK3井和DLK1X井的生产情况来看,DLK3井的平均工作制度大于DLK1X井,但拟采气指数远小于DLK1X井,可见DLK3井地层状况不如DLK1X井,主要原因为该井投产初期生产压

26、差较大(17MPa左右),一生产就进入反凝析阶段,造成近井地带污染严重,气井生产形势不断恶化.(3)生产气组分变化.DLK3及DLK1X自投产至今,轻组分含量上升,重组分含量下降,各参量变化较大,地下反凝析现象严重,污染比较厉害.(4)凝析油密度变化.DLK3井凝析油密度南最初的0.7971g/cm下降至0.7893g/cm.具有反凝析特征,该井在投产仅1年半后化验凝析油密度即比投产初期有大幅度减小,也说明DLK3井在开始投产不久已经发生反凝析.(5)其他生产参数特征.根据气油比与日产气量的关系曲线,DLK3井的日产气油量在刚开始投产时变化较大,之后迅速减小,说明此时凝析油已经析出.在此期间气

27、油比有升高趋势,说明由于毛管数效应减弱,更多凝析油滞留在储层中.3结论(1)建立了凝析气藏反凝析特征综合识别方法.该方法综合考虑了11个能够反映凝析气藏反凝析特征的动静态参数.(2)运用该方法,比较合理地解释了雅克拉,大涝坝凝析气藏不同于常规凝析气藏的生产特征,认为雅克拉白垩系凝析气藏在地层压力低于露点压力后,其生产气油比,组分,凝析油密度,拟采气指数等没有体现储层反凝析特征,而大涝坝凝析气田苏维依组气藏反凝析特征较为明显,气井产能下降.参考文献:1王乐之,戚志林,姜贻伟.深层低渗凝析气藏反凝析特征研究J.天然气技术,2007,1(1):52.54.2戴岑璞,王自明.低渗透凝析气藏的反凝析特征J.天然气工业.2007,27(11):7981.(修改稿收到日期20101018)编辑罗维东