凝析气藏黑油产量劈分方法

傅 英，王惠芝，王书彬

（1.中海石油（中国）有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院，天津塘沽 300452；2.中海石油能源发展采油技术服务公司）

凝析气藏衰竭开发过程中，受地层能量衰竭以及生产压差等多因素影响，黑油从油环区向气区侵入［1］、锥进并突破至井底后以混合物形式与凝析油一起产出至地面。在气藏生产管理工作中，往往需要将黑油与凝析油产量劈分开来，如油气藏生产开发指标评价、油气藏动态储量计算等。

一般而言，对于凝析油含量高于200 g／m3的凝析气藏，衰竭开发天然气采收率在60%～80%，凝析油采收率在20%～45%；保压开采天然气采收率能达到95%以上，凝析油采收率可以达到50%～80%［2－4］。无论何种方式开发，凝析油采收率均较天然气采收率低。对于黑油突破的气藏，如不对黑油产量进行劈分，就会导致凝析油采收率偏高。以锦州20－2中断块异常高压凝析气藏为例，在气藏开采早期阶段，天然气采出程度12.0%时，凝析油采收率为8.0%；在开采中后期，黑油锥进突破，油水干扰较严重，气藏采出程度为31.4%时，在不劈分黑油产出情况下，计算凝析油采出程度达33.6%，高于天然气采出程度，不符合气藏开发规律。

此外，在进行气藏动态储量计算时，需要将凝析油折回到地层状态下的凝析气量，若不进行黑油劈分，就会使得折算气量偏大，进而导致动态储量偏大。

由此可见，黑油产量的劈分在气藏生产管理中尤为重要。原油密度法与气油比法因其计算简单、快捷、可靠，为最常用的黑油产量劈分方法。

1 黑油产量劈分方法

1.1 原油密度法

原油密度法基本原理就是利用黑油与凝析油之间的密度差异（凝析油密度较小，而黑油密度较大），利用密度关系可确定黑油在混合油所占的体积比例系数ξo，进而确定黑油产出。其具体计算方法为：

（1）首先，假设采出混合油（黑油与凝析油）的地面体积为单位1，其中，黑油体积为ξo，凝析油体积为ξc，则有：

根据取样分析可确定地面黑油密度ρc，地面凝析油密度ρo及地面混合油密度为ρm，则有：

式中：ρo——黑油地面密度，g／cm3；ρc——凝析油地面密度，g／cm3；ρm——（黑油与凝析油）混合油地面密度，g／cm3。

（2）其次，将（1）式与（2）式联立求解，得到：

（3）最后，根据上式计算的ξo即可将黑油产量Vo从实际地面采出总油量Vm中劈分出来，即：

式中：Vo——黑油产量，104m3／a；Vc——凝析油产量，104m3／a；Vm——（黑油与凝析油）混合油产量，104m3／a。

原油密度法计算简单、快捷，所需计算参数均易获取，可用于气藏开发各阶段，为本文之推荐方法。

1.2 气油比法

其基本原理就是利用了气藏相态变化特点：相同地层压力水平下，气藏内各处凝析气相变行为一致，体现生产动态上就是各处生产凝析气油比也应基本一致。

假设有A、B两口气井同时开采同一气藏，井间连通关系较好，同期内压力水平基本一致。A井为黑油突破井，井口同时采出天然气（因量小，溶解气采出量忽略不计）、（凝析油与黑油）混合油，体积分别为Vg和Vm；B井为正常生产气井，井口采出天然气、凝析油。A、B两口井生产气油比分别为GORA、GORB。

对于A井，有：

式中：Vg——天然气产量，104m3／a；GORA——黑油突破气井生产气油比，m3／m3。

假设A井采出混合油中黑油所占体积为Vo，凝析油所占体积为Vc，则有：

因为A、B两口气井生产同一气藏，假设A井未出黑油（Vo＝0），其生产气油比应与B井一致，即：

式中：GORB——黑油未突破气井生产气油比。

联立求解（5）式、（6）式及（7）式，得到：

（8）式可改写为：

令λ＝GORA／GORB，（9）式可简化为：

需要补充的是，如果气藏所有生产气井均存黑油突破，这种情况下，就无法直接得到GORB，可以采用气藏动态分析方法，如PVT相态分析、地层压力及生产数据回归分析等，确定GORB。

2 计算实例及分析

以M复杂断块带油环凝析气藏M1井为例。根据该油气藏特点，采用衰竭方式开发，开发程序为先开采气顶，后开采油环。气藏地面凝析油密度为0.76g／cm3，地面黑油密度为0.85g／cm3。M1井于1993年投产，1999年年底观察井口产出油样变黑，确定该井出黑油。根据M1井历史生产数据及各年地面原油取样分析结果，利用原油密度法劈分黑油历史产出量，计算参数及结果见表1。

表1 M1井原油密度法劈分黑油产量计算数据

M2井位于M气藏构造高部位，黑油尚未突破。根据压力剖面分析可知，两口气井井间连通性好。因此，可以参考并借用M2井生产气油比劈分M1黑油产量。表2为气油比法计算参数及结果数据表。

根据计算结果分析可知，两种方法劈分的黑油产量变化趋势一致：先迅速增加后逐年缓慢递减，且黑油产量都是在2002年达到最高值，如图1所示。对比两条曲线不难看出，原油密度法劈分出来的黑油产量较气油比法略多。从1999年出黑油至今，原油密度法计算的黑油逐年产量均高于气油比法计算值；生产十二年，原油密度法计算M1井累计采出黑油13.11×104m3，较气油比法计算的11.16×104m3多1.95×104m3。

分析黑油体积比例系数变化情况可知，两种方法确定的黑油体积比例系数均呈现先上升后降低的变化趋势，但曲线拐点有所不同。如图2所示，密度法计算曲线上拐点出现在2005年，气油比法出现2004年。此外，密度法确定的黑油体积比例系数较气油比法较高。M1井黑油突破后生产时间越长，黑油体积比例系数差异越大。

由于凝析气井在黑油突破及未突破两种状态下井底积液、井筒流态、凝析油气的微观与宏观渗流方式及相态变化过程等均存在一定差异，且随着生产时间延续，油锥对生产干扰日趋严重，这种差异还会更加显著，进而影响GORM1与GORM2之间的相关性，使得气油比法计算结果较实际值存在一定偏差。原油密度法计算时只涉及本井原油密度参数，无需参考井，影响因素单一，且适用于任何生产阶段，因此，计算结果相对准确。

表2 M1井气油比法劈分黑油产量计算数据

图1 M1井原油密度法与气油比法劈分黑油产量变化曲线

图2 M1井原油密度法与气油比法计算黑油体积比例系数变化曲线

3 认识与结论

（1）凝析气藏衰竭开发过程中，黑油从油环区向气区逐渐锥进，突破至井底后与凝析油混合在一起产出地面。在进行生产开发指标评价以及动态储量计算等工作时，黑油产量的劈分显得尤为重要。

（2）由于计算简单、快捷、可靠，原油密度法与气油比法为气藏生产管理中经常采用的两种黑油产量劈分方法。因影响因素单一、不受生产阶段的限制等特点，原油密度法计算结果较气油比法更为准确。

（3）计算结果表明，随着生产时间的推移，黑油产量与黑油在混合油中所占比例均呈现先增后减的变化趋势。

［1］袁士义，叶继根，孙志道.凝析气藏高效开发理论与实践［M］.北京：石油工业出版社，2003：50－70.

［2］Bourbiaux B.Parametric of gas condensate reservoir behavior during depletion：Guide for development planning［A］∥European Petroleum Conference［C］，London，U K.，25～27Oct，1994.

［3］Donohoe C M，Buchanan Jr.Economic evaluation of cycling gas－condensate reservoir with nitrogen［J］.J of Petro Tech，Feb.1981：263－270.

［4］Lopez J A.Gas injection as a method for improved recovery in gas－condensate reservoirs with active support［A］∥SPE International Petroleum Conference and Exhibition［C］，Villahermosa，Mexico，1～3Feb，2000.