不同凝析油含量干气吞吐数值模拟

2014-11-21徐忠美1中国石化石油勘探开发研究院2中国石油大学北京地球科学学院

油气田地面工程 2014年2期

徐忠美 1中国石化石油勘探开发研究院；2中国石油大学（北京）地球科学学院

凝析气藏在生产过程中，因地层压力下降地层中存在反凝析现象，在地层内和井筒附近析出凝析油，在地层中将造成反凝析损失和污染，对低渗凝析气藏储层影响尤为明显[1]。单井注气吞吐主要适用于衰竭式开发中后期、储集层连通性差、反凝析严重的低渗凝析气藏[2]，其作用机理主要通过注入气对凝析油的超临界抽提和多级接触近混相驱替，使部分反凝析油蒸发或通过油气界面张力降低，把凝析油推向地层远处，降低近井地层反凝析油饱和度，使地层中反凝析现象减弱。目前国内外研究学者对注气吞吐效果的研究主要集中在注入参数优化方面[3-4]，而针对储层流体类型和裂缝参数对吞吐效果的影响较少。因此，在某低渗凝析气藏的地质模型的基础上，通过数值模拟软件，对比分析了不同储层的流体类型及裂缝参数下的单井吞吐效果。

1 模型建立

根据某低渗凝析气藏基本情况，利用Eclipse数值模拟软件建立单井模型。模型尺寸600m×600m×10m，X方向划分40个网格，Y方向40个网格，网格节点总数为40×40×10=16 000个。地质模型的基本参数还包括平均孔隙度（20.8%），平均渗透率（0.45×10-3μm2），束缚水饱和度（45%），原始地层压力（35.5MPa），原始地层温度（76.5℃）。模型分别采用凝析油含量中、高的凝析气，凝析油含量分别为183 g/m3、321 g/m3。凝析气组成见表1。

2 裂缝参数分析

单井注气吞吐可以用于提高原油的采收率，也可以提高凝析气藏的凝析油采收率，凝析气井单井吞吐研究中除注气量、注入速度、采气速度、焖井时间以及吞吐周期等注入参数[5]外，储层的流体类型和裂缝发育情况也会影响注气吞吐的效果。因此，主要针对流体类型（中凝析油含量凝析气和高凝析油含量凝析气）和裂缝参数（裂缝长度、裂缝数量、裂缝高度和裂缝宽度）进行研究，综合考虑这些因素分别设计了不同方案，分析裂缝参数对不同流体类型的注气吞吐效果影响。在建立地质模型的基础上，研究两种含量凝析油的凝析气衰竭式开采，每种含量的凝析气衰竭到其CVD实验中的最大反凝析油饱和度对应压力。

表1 不同凝析油含量的凝析气组成 %

从实验结果可以看出，高含凝析油的凝析气的最大反凝析油饱和度对应压力为18MPa，中含凝析油的凝析气的最大反凝析油饱和度对应压力为14MPa。进行注干气，焖井一段时间后，重新进行衰竭式开采，同样衰竭到该凝析气对应的最大反凝析油饱和度对应压力，模拟各裂缝参数下注气吞吐效果，并比较两种凝析油含量的凝析气的吞吐效果，其中吞吐效果采用凝析油的采出程度进行评价。模拟参数包括：注气总量为120×104m3，注气速度为6×104m3/d，采气速度为4×104m3/d，焖井时间为10 d。

2.1 衰竭实验

图1为两种凝析气衰竭开采的采出程度。从图1可以看出，中含凝析油的凝析气衰竭开采的凝析油采出程度大于高含凝析油凝析气开采时凝析油采出程度，分析可能是凝析气在压力下降过程中，会发生相变出现反凝析现象，析出的凝析油将留在储层中，造成反凝析的损失和污染，堵塞孔隙。高含凝析油的凝析气析出凝析油较多，反凝析现象严重，凝析油在储层中为达到临界流动饱和度，没有随凝析气流动，反凝析损失较大，造成凝析油的采出程度低；而中含凝析油的凝析气的反凝析现象不严重，反凝析的损失较少，造成凝析油的采出程度高。

图1 两种凝析气衰竭开采的采出程度

2.2 裂缝长度

从裂缝长度对两种凝析气的凝析油采出程度的影响曲线可看出，考虑裂缝存在后，两种凝析气的凝析油采出程度呈下降趋势。其中高含凝析气的凝析油采收率下降幅度大；在裂缝存在的前提下，随着裂缝长度增加，凝析油的采出程度都是先增加后趋于平缓，说明了储层裂缝发育与否对高含凝析油的凝析气井的吞吐效果影响更大；同时井筒附近地层存在的微裂缝可提高吞吐效果，其中高含凝析油的采出程度增加幅度大，但是裂缝过长会使注入气体沿缝窜到远井区，降低吞吐的效果。凝析气的反凝析现象主要发生在近井区，近井区周围存在微裂缝，将增加干气与地层中反凝析油接触面积，增加干气抽提凝析油量，增加凝析油的采出程度；而高含凝析油的凝析气析出的凝析油较多，干气能更多地抽提凝析油。

2.3 裂缝条数

从裂缝条数对两种含量的凝析气的凝析油采出程度的影响曲线可看出，在相同的裂缝长度下，裂缝条数增加造成凝析油采出程度减少，即共轭缝的吞吐效果变差。分析原因可能是共轭缝有利于气体向远井区扩散，造成与近井区地层中凝析气析出的凝析油接触注入干气量减小，减小了干气对凝析油的抽提，不利于其发挥解堵效果。

2.4 裂缝高度

从裂缝高度对两种含量的凝析气的凝析油采出程度的影响曲线可看出，随着压裂层数增加，凝析油采出程度的变化较小，说明了裂缝高度对凝析油采出程度影响较小。

2.5 裂缝宽度

从裂缝宽度对两种含量的凝析气的凝析油采出程度的影响曲线可看出，随着裂缝宽度增加，凝析油的采出程度先减小后增加。在裂缝宽度为低值时，裂缝宽度增加会使注入气向远井区窜流，使进入近井区发挥抽提效应的气体量减少，造成凝析油的采出程度下降；当裂缝宽度增加到一定值时，注入干气后近井区恢复的地层压力相对减小，压降减小，干气向远井区窜流减少，增加了干气和凝析油接触面，导致干气抽提效应增加，此时水力压裂和注气吞吐相互作用，使凝析油的采出程度增加。