雅克拉-大涝坝凝析气藏油—气—水三相体系相态特征研究

梁利侠 邵光玉 周小平 张 浩 王艳伟 张春福

(中国石化西北石油局勘探开发研究院)

0 引言

雅克拉—大涝坝凝析气藏属深层高温高压凝析气藏，雅克拉—大涝坝凝析油-气-水三相体系相态特征主要研究内容包括：选取具有代表性的地层凝析油、气、水样品，进行凝析油-气-地层水体系三相PVT相态实验测试分析，并通过PVT实验过程的相态数值模拟计算，分析雅克拉—大涝坝深层高温高压凝析气藏富含气态可凝析液PVT相态特征，研究地层流体降压过程中析出液量与压力的变化关系，确定初始凝析压力、最大凝析压力、最大反凝析油和凝析水量，并在此基础上开展注气前凝析油-气-地层水体系三相相态特征的模拟研究，考虑了低渗储层流-固耦合效应，从而为气井产能评价提供了准确的流体相态特征数据。

1 富含气态地层水的凝析油气体系PVT相态实验

1.1 富含气态地层水地层流体单次闪蒸测试

地层共存水在天然气中的溶解度不仅可应用于分析和预测气藏产水规律，而且对考察地层水对油气藏相态特征的影响亦有重要意义[1]。

恒压下将原始地层条件下富含气态凝析水的地层凝析气样品进行单次闪蒸测试，计量单次脱气、单次脱油和单次脱出水量，并对单脱油和单脱气进行色谱分析，以获取富含气态凝析水的凝析气藏地层井流物组成和凝析气中所析出的饱和气态水含量。

经过单次闪蒸测试，得到YK1井的井流物组分组成，其结果见表1。

表1 YK1井含地层水井流物组分、组成实验分析数据

分析表明，雅克拉白垩系YK1井井流物中C1含量为83.461%；中间烃(C2-C6)含量为8.304%，C7+含量为2.497%；气态地层水含量为0.547%。从井流物的组成可以看出，中间烃和重组分含量较少，可液化体积较小，属于中高气油比、中低含凝析油的凝析气体系。

1.2 富含气态地层水地层流体露点压力测试

通过实验测试YK1井有气态水、地层水共存时凝析油气体系在不同温度下的露点压力变化(表2)，可以看出：雅克拉白垩系YK1井地层凝析油气体系露点压力高，地露压差小，气井生产初期就可能进入反凝析开采阶段。

表 2 富含气态地层水凝析气体系露点压力测试结果

1.3 富含气态地层水地层流体等组成膨胀测试

通过富含气态地层水凝析气等组成膨胀实验测试研究，得到了凝析气体系在地层条件下体积的膨胀能力，即弹性膨胀能量的大小，目的是分析气态地层水对凝析油气体系P-V关系、露点压力变化及反凝析液量等流体相态特征参数的影响[2]。

从(图1～图2)可知，YK1井属中高气油比、中低含凝析油气体系，当压力降低到露点压力以下时，凝析油饱和度逐渐上升至7.42%左右。

图1 YK1井 地层流体P-V关系(136.5℃)

图2 YK1井 CCE过程反凝析饱和度变化(136.5℃)

1.4 富含气态地层水地层流体定容衰竭实验

从YK1井模拟定容衰竭采出过程的实验结果可以看出(图3、图4)：

YK1井属中低含凝析油的凝析油气体系，地层压力下降至露点压力以下后，反凝析油饱和度逐渐升高至4.72%，凝析油的最终采出程度为38.52%，采出程度相对较高。在衰竭开采过程中，由于反凝析液饱和度较小，在地层中可能达不到流动饱和度，凝析油大部分损失在地层中难以采出。

图3 YK1井CVD过程反凝析液量

图4 YK1井CVD过程油气采出程度

1.5 定容衰竭采出气中气态可凝析水含量实验

为了研究雅克拉—大涝坝凝析气藏凝析水产水规律，模拟了YK1井定容衰竭过程采出井流物含水量的变化。

YK1井随压力下降的凝析水产水规律(图5)，YK1井在衰竭开采过程中，随压力的降低，井流物中气态水含量逐渐上升。在10MPa时YK1井井流物中气态水含量上升至182m3/104m3，天然气中折算的液态水量上升至0.148m3/104m3。

图 5 YK1井定容衰竭井流物地层水含量

因此，在开采过程中，就必然要考虑到气态地层水的影响，同时通过气水比测试还可以判断出气井的产水类型和井底是否积液。

2 地层水对地层流体相态的影响

为了研究地层水对YK1井地层流体的饱和压力和反凝析饱和度等相态参数的影响，应用CMG数值模拟软件的Winprop相态分析模块，对YK1井考虑地层水存在时地层流体的PVT实验数据进行拟合。拟合主要包括地层流体重馏分的特征化、组分归并、露点压力计算、单次闪蒸实验拟合、等组成膨胀实验拟合、定容衰竭实验拟合等。拟合的目的是获得能较真实地反应地层流体实际性质变化的流体组分热力学参数场，从而能够在此热力学参数场的基础上，对不考虑地层水时YK1井地层流体进行PVT相态计算，最终得到不考虑地层水的地层流体相态参数。通过对比考虑含地层水和不含地层水的地层流体的相态参数，可以明确地层水对地层油气体系相态特征的影响[4]。

2.1 考虑地层水的地层流体等组成膨胀实验拟合结果

地层流体等组成膨胀实验是模拟地层流体在降压开采过程中流体性质变化的方法之一，其主要反映地层流体的膨胀能力指标。

YK1井地层流体(含水)在地层温度(141.7℃)下组成膨胀实验P-V关系拟合(图 6)。

图6 考虑含水的YK1井CCE实验拟合结果

2.2 考虑地层水的地层流体定容衰竭实验

定容衰竭实验的目的主要是模拟凝析气藏开采时，随着地层压力的下降，地层流体反凝析液量及天然气的采出程度的变化。定容衰竭实验过程反凝析液量及天然气采出程度的拟合是凝析气藏数值模拟相态拟合的重点，反凝析液量的多少也直接影响气井的产能。

YK1井地层凝析气(含水)定容衰竭实验拟合如图7。

图7考虑含水的YK1井CVD实验反凝析液饱和度和天然气采出程度拟合结果

2.3 地层水对地层凝析气相态行为的影响

通过考虑地层水的YK1井流体相态拟合，获得了能较真实地反应地层流体实际性质变化的流体组分热力学参数场。在此热力学参数场的基础上，对不考虑地层水时YK1井地层流体进行PVT相态计算。相态计算主要包括定容衰竭实验计算以及PT相图计算。通过相态计算得到不考虑地层水的地层流体相态参数与考虑含地层水的地层流体相态参数的对比，由此可明确地层水对地层油气体系相态特征的影响[5]。

考虑含水和不考虑含水的YK1井地层凝析气定容衰竭实验计算结果对比(图8)可见：地层水对YK1井的反凝析饱和度和天然气采出程度的影响很小。总体上各井的反凝析饱和度和天然气采出程度基本保持不变，仅YK1井的反凝析饱和度下降略微明显。

图8含水与不含水的YK1井CVD实验反凝析液饱和度和天然气采出程度

综上所述可以看出由于YK1井的地层水含量为0.55%，水含量很小，故对YK1井的凝析气体系相态行为影响很小。

3 结论

(1)采出地层油气流体烃组成分布，根据分离器凝析油，气组成的色谱分析结果和井流物组成计算数据，得到地层凝析气全分析数据。总体上甲烷含量中等，中间烃含量中等，C7+含量偏高。雅克拉气田地层流体属中高含凝析油型凝析气藏流体组成特征，大涝坝气田地层流体属高含凝析油型凝析气藏流体组成特征。地层凝析气具有较高的体积膨胀能力，有利于提高天然气的采收率。

(2)考虑气态地层水流体相态测试结果表明，随压力的降低，井流物中气态水含量逐渐上升，并且上升速度越来越快，因此，在开采过程中要考虑到气态地层水对气井产水类型和井底是否积液的影响。

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

2 郭平.油气藏流体相态理论与应用[M].北京:石油工业出版社，2004.

3 杨小松,孙雷,孙良田,等.多孔介质中凝析油气体系相平衡规律的研究现状及其意义[J].天然气勘探与开发,2005,28(2):54-58.

4 沈平平,韩冬译.油藏流体的PVT与相[M].北京：石油工业出版社，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).