凝析氣藏氣井產(chǎn)能影響因素研究

徐 偉，楊 艷

(中國石油大港油田公司 勘探開發(fā)研究院，天津 300280)

X區(qū)塊氣藏是一個以中高凝析油含量為主、具有中等儲量規(guī)模的層狀構(gòu)造凝析氣藏，油氣在縱向上和平面上的分布受到多種因素的綜合影響，表現(xiàn)出復(fù)雜氣藏特征。該區(qū)塊各井投產(chǎn)初期產(chǎn)氣量都在10×104m3以上，但隨著生產(chǎn)的延續(xù)，部分氣井配產(chǎn)過高而造成產(chǎn)量迅速下降。而在實(shí)際生產(chǎn)過程中，隨生產(chǎn)時間的延續(xù)、地層壓力的下降、凝析油的反凝析污染或地層水產(chǎn)出等因素的影響，氣井產(chǎn)能是逐步下降的。針對這種情況，本文全面詳細(xì)研究了X區(qū)塊凝析氣藏氣井產(chǎn)能影響因素和影響程度，為氣井經(jīng)濟(jì)、高效生產(chǎn)運(yùn)行提供了分析方法和技術(shù)手段。

1 氣井產(chǎn)能情況

bs7、bs8、q18-18井為X區(qū)塊凝析氣藏生產(chǎn)較好、具有代表性的氣井。利用該區(qū)塊各氣井生產(chǎn)過程中動態(tài)資料，對各井不同時間產(chǎn)能進(jìn)行計(jì)算[1]，結(jié)果表明,無阻流量隨生產(chǎn)時間增加而大幅下降(見表1)。X區(qū)塊儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，單井控制半徑較小(僅約500 m)，易造成壓力快速下降、反凝析污染、產(chǎn)水率上升等現(xiàn)象，影響單井產(chǎn)能。

表1 一點(diǎn)法無阻流量計(jì)算表

2 氣井產(chǎn)能影響因素研究

X區(qū)塊氣井產(chǎn)能變化的主要影響因素有地層壓力下降、凝析油反凝析污染、產(chǎn)水率上升三大方面，各井產(chǎn)能在不同階段受不同因素影響的程度各異。

2.1 壓力下降對氣井產(chǎn)能變化的影響分析

根據(jù)氣井穩(wěn)定二項(xiàng)式產(chǎn)能方程，選取X區(qū)塊生產(chǎn)較好的三口氣井動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合[5]，所得回歸方程式及擬合圖版符合二項(xiàng)式關(guān)系(見圖1)，氣井產(chǎn)能隨地層壓力的降低而降低，回歸方程如下：

式中:QAOF為氣井無阻流量，104m3·d-1；PR為地層壓力，MPa。

隨著地層壓力的下降，天然氣偏差系數(shù)、黏度、氣層滲透率、有效厚度等發(fā)生變化，影響二項(xiàng)式系數(shù)A、B，對氣井產(chǎn)能產(chǎn)生進(jìn)一步影響，其中天然氣偏差系數(shù)(Z)與黏度(μg，mPa·s)的變化對氣井產(chǎn)能影響較大，根據(jù)郝玉鴻[3]采用變化的二項(xiàng)式系數(shù)A、B重新計(jì)算bs8井的無阻流量(見圖2)，隨著地層壓力的下降，Z值先降后升，μg呈下降趨勢，Z×μg值呈下降趨勢，據(jù)此重新計(jì)算無阻流量(Q′AOF),與原方法計(jì)算的無阻流量(QAOF)相比，Q′AOF初期差異較小，PR降至31 MPa后差異逐漸顯現(xiàn)，在氣井開采中后期更為明顯。

2.2 反凝析對氣井產(chǎn)能變化影響分析

X區(qū)塊平均凝析油含量達(dá)337 g/m3，為中高凝析油含量的凝析氣藏，根據(jù)所選三口井(bs7、bs8、q18-18)生產(chǎn)資料，利用開發(fā)軟件對單井進(jìn)行動態(tài)擬合[6]，擬合出各井表皮因子如表2所示。擬合結(jié)果表明，隨著生產(chǎn)時間的增長，反凝析加劇，各井表皮因子都逐漸增加，使得儲層含液(油、水)增大，孔滲下降，單井氣產(chǎn)量隨之下降。計(jì)算bs8井IPR曲線(見圖3)，初期無阻流量66×104m3/d，反凝析發(fā)生后，氣井無阻流量由23.2×104m3/d降至15.6×104m3/d，平均下降32.8%，表明凝析油反凝析造成的地層傷害比較大。

表2 單井動態(tài)擬合數(shù)據(jù)表

2.3 產(chǎn)水對氣井產(chǎn)能影響程度研究

氣井產(chǎn)水對氣井產(chǎn)能影響較大，實(shí)驗(yàn)以及X區(qū)塊氣井的生產(chǎn)實(shí)際情況證實(shí)：在儲層中以氣相狀態(tài)存在的凝析水對氣井產(chǎn)能影響不大，液態(tài)游離水則對氣井產(chǎn)能影響十分嚴(yán)重[7]。

通過分析氣水相對滲透率關(guān)系(見圖4)，當(dāng)殘余氣飽和度范圍在14%～16%時，平均氣水相對滲透率為14.7%，當(dāng)含水飽和度大于束縛水飽和度后，氣相相對滲透率大幅度下降，直接影響氣井產(chǎn)能。而地層溫度與水飽和蒸汽壓力有著直接關(guān)系(見圖5)，X區(qū)塊地層溫度在102～107 ℃下的水飽和蒸汽壓為119～144 kPa，地層溫度在160 ℃左右的飽和蒸汽壓在1 000 kPa左右。這說明當(dāng)溫度較低時，水飽和蒸汽壓力相對較穩(wěn)定，當(dāng)溫度升高達(dá)到某一值時，水飽和蒸汽壓力會迅速上升。

通過分別研究X區(qū)塊各氣井生產(chǎn)飽和含水量得知，各單井之間存在很大差異，bs8井與q18-18井并未達(dá)到氣藏的飽和含水量，說明此時沒有產(chǎn)出地層水，產(chǎn)水為凝析水，bs7井超過飽和含水量，但量不大，說明產(chǎn)水部分為地層游離水，后期產(chǎn)水以地層游離水為主，q12-18與q16-16井初期水氣比分別為16.05 m3/104m3和3.00 m3/104m3，說明射穿了水層或者氣水同產(chǎn)層，從而產(chǎn)出大量地層水，而bs703井初期產(chǎn)水顯示接近飽和，但生產(chǎn)僅一月以后，水氣比由0.73 m3/104m3上升為1.72 m3/104m3，說明存在明顯水侵。

在不同產(chǎn)水率下，井底含水飽和度大小對儲層也有一定傷害，當(dāng)?shù)貙訅毫υ酱螅a(chǎn)水氣比就越高，液相傷害倍數(shù)越大。以bs7井地層凝析氣中飽和含水量為例，從理論飽和水氣比與實(shí)際生產(chǎn)水氣比對比看，bs7井在低于25 MPa以后，水氣比明顯高于飽和凝析水氣比，反映了有大量的液態(tài)游離地層水產(chǎn)出[8]。

綜合分析氣相相對滲透率與不同地層壓力和不同生產(chǎn)水氣比間關(guān)系，如圖6所示，地層壓力從40 MPa下降到25 MPa范圍內(nèi)，如果生產(chǎn)水氣比從1.0 m3/104m3增長到1.8 m3/104m3，氣相相對滲透率將降低70%。說明地層產(chǎn)水一旦超過它的飽和凝析水量，也就是地層液態(tài)水入侵以后，氣藏產(chǎn)能將迅速降低，但后期下降較緩慢。

從bs7井壓力、水氣比與無阻流量關(guān)系圖(見圖7)看出，理論飽和水氣比將隨地層壓力的下降緩慢上升，而實(shí)際生產(chǎn)水氣比在地層壓力為30 MPa時就開始大于理論凝析水，由此反映地層中有一定量的液態(tài)游離水產(chǎn)出，則含氣飽和度和氣相相對滲透率開始下降。在低于25 MPa以后，水氣比明顯高于飽和凝析水氣比，反映了有大量的游離地層水產(chǎn)出，氣井產(chǎn)能大幅度下降，最終導(dǎo)致氣井在地層壓力較高水平(20～22 MPa)停噴[9]。

3 結(jié)論

1)地層壓力下降，氣井無阻流量隨之也下降。

2)隨著生產(chǎn)時間的增長，表皮因子都逐漸增加，單井氣產(chǎn)量隨之也下降。

3)水是氣井正常生產(chǎn)最大的威脅，尤其是氣井生產(chǎn)中后期的游離水出現(xiàn)，將很快造成氣井停噴。

4)通過對X區(qū)塊氣井產(chǎn)能影響因素的研究，為該區(qū)塊氣井的產(chǎn)能評價和合理開發(fā)利用提供了依據(jù)。