渤海异常高压凝析气藏产能评价模型建立及应用

杨东东，段 宇，王美楠，陈晓祺，何新容

（中海石油（中国）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300452）

气藏气井产能评价是气藏工程研究和气藏开发设计的重要研究内容，它能为气藏开发方案设计、气藏开发规模、投资规模的制定提供指导依据。在气藏的开发过程中，因气藏压力的降低所引发的渗透率的应力敏感性不可避免；其次是在高含凝析油凝析气藏中，压力降低使井底或者近井地带储层析出大量的凝析油，凝析油随着气体的流动，聚集在井底，对储层形成一定的污染；特别是在低渗气藏中，因为酸化等原因，导致工作液进入近井地带，形成水锁效应，降低气井近井地带的渗流能力[1-11]。上述原因在气藏开发中，特别是高含凝析油凝析气藏开发中，对气井的产能影响更加明显。比如渤海B气藏，其孔店组凝析气藏凝析油含量高达820 mg/L，该层位裂缝发育，为异常高压储层，压力系数1.3，测试两个工作制度逐步放大生产压差后，气井产能下降了50%，基于此，研究了压敏效应、凝析油污染、工作液污染等对气藏产能的影响，建立了改进的二项式方程，并在渤海B气藏进行应用，效果良好。

1 问题的提出

常规的二项式产能公式：

其中：

图1 常规二项式方程系数的求取（干气藏）

该气藏公式在使用过程中A、B均为大于0的数。

其中A、B在计算过程中代表斜率和截距（见图1）。但是如果用该公式计算渤海B气藏，则会出现斜率为负数的现象（见图2）。

从图1、图2可见，常规二项式方程在渤海B气藏的产能测试中不适用，分析其原因，主要有常规二项式方程中考虑渗透率为常数，未考虑应力敏感对储层物性的影响、也未考虑储层污染对产能的影响、未考虑气水两相流动对产能的影响。

2 改进的二项式方程的建立

描述气体非线性渗流的二项式渗流微分方程：

拟压力：

渗流速度：

图2 常规二项式方程系数的求取（渤海B气藏）

湍流系数与非达西渗流常数的关系：

考虑应力敏感及气液渗透率的影响，对（8）式的渗透率K变形：

考虑应力敏感的渗透率公式：

考虑气液渗流的气相渗透率为：

拟压力与压力呈线性关系：

公式两端积分：

考虑表皮产生的附加压力降：

对公式（15）变形得出改进的二项式公式为：

该公式考虑了应力敏感、污染、气水两相流动对气井产能的影响。

3 改进的产能评价模型在渤海B气藏的应用

渤海B气藏为高含凝析油凝析气藏，主力层位为潜山，评价井B-1井在潜山射开68 m气层测试，测试3个工作制度，测试日产凝析油40 m3～73 m3，日产天然气 3.85×104m3～8.10×104m3，测试过程中含水率 5%～15%（产出水主要为酸化中的酸液及工作液），通过对潜山岩心进行试验分析，其应力敏感因子为0.0030，不同含水率下对应的气相相对渗透率分别为0.300～0.800，具体测试数据（见表1）。

利用改进的二项式，分别计算了不考虑应力敏感及液相影响的理论无阻流量，考虑应力敏感及液相影响的无阻流量（见图3）。

图3 改进的二项式方程在B-1井的应用

图3中红线代表理论无阻流量11.68×104m3/d，蓝色的线代表考虑应力敏感的无阻流量9.49×104m3/d，黄色的线代表考虑应力敏感和液相影响的无阻流量4.37×104m3/d。从计算结果来看，考虑应力敏感和液相影响的无阻流量4.37×104m3/d更加接近实测的产气量3.85×104m3/d。从而证明了本文推导的公式更加适合高含凝析油凝析气藏的产能确定，此类气井产能的合理确定，将为此类气藏的地质油藏认识和后期的生产管理提供了有利条件，为后来合理开发技术政策的制定和高效开发打下了坚实基础。

表1 渤海B气藏测试基础参数表

4 结论

（1）基于渤海B气藏的测试结果，在常规二项式的基础上，考虑储层压敏效应、储层产出水和凝析油污染等液相因素影响，推导了改进的二项式方程，建立了渤海异常高压凝析气藏产能评价模型。

（2）渤海B气田实践证明，本文推导的新方法能考虑应力敏感，测试中各类液相对气相渗流对气井产能的影响，并能量化，并且预测精度高，可以用于此类高含凝析油凝析气田产能评价。

（3）海上气田受到场地、工期、天气以及开发成本的制约，探井井数少，测试次数有限，建立此类计算气井产能的新方法很有必要。

符号说明：

Pe-原始地层压力，MPa；Pwf-井底流压，MPa；Psc-标准状态下的压力，0.101325 MPa；T-气层温度，K；Tsc-标准状态下的气层温度，273 K；Qsc-气井绝对无阻流量，m3/d；K-渗透率，10-3μm2；h-气层厚度，m；re-供给半径，m；rw-井筒半径，m；β-湍流系数，m-1；Z-气体偏差系数，无量纲；Zsc-标准状态下的气体偏差系数，无量纲；ρsc-标准状态下的气体密度，kg/m3；μg-气体黏度，mPa·s；V-渗流速度，m/s；φ-拟压力，m/s；F-气体质量流量，t/d；γg-气体相对密度，无量纲；Ki-原始条件下渗透率，10-3μm2；α、αφ-渗透率变化系数，无量纲；Krg-气体相对渗透率，无量纲；D-非达西流动常数，（104m3/d）-1；S-表皮系数，无量纲。