文昌低渗凝析气井产能公式建立及应用

陈 健，李 静，周 展，王勇标

(1.中海石油(中国)有限公司湛江分公司，广东 湛江 524057；2.中海油信息科技有限公司 信息技术分公司，天津 304500 )

南海西部文昌气田群为典型的凝析气藏，且地露压差小(0.5～3.1MPa)，在凝析气井生产过程中，当井底压力低于露点压力时，井底附近有凝析液析出，地层中流体将发生相态变化；同时文昌气田群具有低孔(平均孔隙度小于10%)、低渗(渗透率范围为0.2～1.5mD)等特点，因此其产能评价方法也与常规气藏不同[1-2]，需要综合考虑启动压力梯度、应力敏感性、滑脱效应以及反凝析等因素的影响。而目前的产能评价方法或仅考虑反凝析相变或侧重考虑低渗气藏开发特征[3-4]，针对文昌低孔低渗且凝析特征特征，尚未建立综合考虑启动压力梯度、应力敏感性、滑脱效应以及反凝析等因素的影响产能评价方法。因此推导建立综合考虑以上多因素的产能评价方程，明确文昌气田群影响气井产能关键因素，从而有效指导气井合理开发。

1 低渗凝析气藏产能公式的建立

深层低渗凝析气藏储层岩石颗粒细、孔隙小，界面效应明显。此外，凝析油气界面张力明显低于常规油气界面张力，使得深层低渗凝析气藏中油气相渗特征既不同于常规油气渗流，也不同于高渗地层的凝析油气渗流[5]。由于地层中气的流量较大，粘度较小，渗流速度比较大，气的流动会呈现出非达西渗流状态；地层中油的流量较小，粘度较大，渗流速度比较小，油的流动视为达西渗流。根据稳态理论、达西定律及非达西定律可知：

对油相：

(1)

对气相：

(2)

式中：βg—气体惯性阻力系数，MPa·s2/ Kg ； po、pg —分别为油、气两相在半径r处的压力，MPa；μo、μg —分别为油、气两相在半径r处的粘度，mpa·s；kro、krg —分别为油、气两相在半径r处的相对渗透率；k —地层绝对渗透率，μm2；qo、qg —分别为油、气两相在半径r处的质量流量，Kg/s； r —离井筒的位置，m；ρo、ρg —分别为油、气两相在半径r处的密度，Kg/m3；h —地层厚度，m；pco —为半径r处油气两相的毛管压力，MPa； —启动压力梯度，MPa/m；为应力敏感系数；Pe为原始地层压力，MPa；P为地层压力，MPa；b，滑脱因子,MPa。

忽略毛管压力的影响，则有：

(3)

总质量流量为油气两相质量流量之和，即：

(4)

将(1)、(2)代入(4)式变形后可得：

(5)

令函数f(p)如下：

(6)

式(6)两边积分得：

(7)

定义两相拟压力：

(8)

同时考虑表皮系数影响，则(8)式可变为：

(9)

(10)

再将总质量流量换算成标准状况下的气体体积产量(m3/s)，最后可以得到考虑反凝析效应、启动压力、滑脱效应和应力敏感性的低渗凝析气藏产能计算公式为：

(11)

2 产能关键影响因素分析

首先利用本次建立的拟压力函数，开展了不同滑脱因子、启动压力梯度、应力敏感系数以及反凝析饱和度下的敏感性分析，研究获得影响文昌低渗凝析气井产能的关键因素。

2.1 滑脱因子影响

根据计算结果(图1)，随着滑脱因子的增加，气井产能不断增加，无阻流量增加比例与滑脱因子增加比例基本呈线性关系。且渗透率越低，滑脱效应对产能影响越明显。不考虑滑脱效应时的无阻流量为考虑滑脱效应无阻流量的92.1%；当滑脱因子增加为现在值的2倍时，气井无阻流量增加量为7.8%。滑脱效应会在一定程度上增加气井产能，但增加幅度不明显，总体看来，其对气井产能影响并不严重。因此，滑脱效应不是影响气井产能的关键因素。

2.2 启动压力

文昌气田群1井区存在约为1.97MPa的启动压力。在此基础上改变启动压力值，可以得出启动压力与绝对无阻流量之间的关系(图2)。随着启动压力的增加，气井产能不断降低，无阻流量降低比例与启动压力增加比例基本呈线性关系。当启动压力增加为现在值的2倍时，气井无阻流量减少量仅为5.3%。总体看来，启动压力的存在会在一定程度上降低气井产能，但降低幅度不明显，其对气井产能影响并不严重；文昌凝析气田群启动压力现象并不明显，启动压力不是影响气井产能的关键因素。

图1 滑脱因子与绝对无阻流量关系图

图2 启动压力梯度与绝对无阻流量关系图

2.3 应力敏感性

根据压敏实验分析结果文昌凝析气藏的应力敏感指数为0.05941。在此基础上改变应力敏感指数值，可以得出不同应力敏感程度下的拟压力函数，从而得出应力敏感与绝对无阻流量之间的关系(图3)。随着应力敏感指数的增加，气井产能不断降低，无阻流量降低比例与应力敏感指数增加比例基本呈线性关系。当应力敏感指数变化20%时，无阻流量变化为5%，因此应力敏感是影响气井产能的关键因素。

图3 不同应力敏感系数下的流入动态曲线

2.4 反凝析饱和度

图4 不同流体反凝析饱和度下的流入动态曲线

计算分析了常规PVT、考虑气态水模拟、考虑气态水和多孔介质模拟三种情况下的流体不同压力情况下反凝析饱和度，在此基础上进一步改变饱和度的大小，反凝析饱和度对产能影响见图4。随着反凝析饱和度的增加，气井无阻流量不断减小。如果采用常规PVT筒流体物性进行新井产能预测，将会高估产能近10%。因此在进行产能预测计算时应尽量采用考虑含水和多孔介质综合影响的流体相态特征开展，以避免对产能的过高估计，从而使得生产过程中，单井产能过高而导致的凝析油被过多的滞留在地下。由上面分析可知，反凝析饱和度的大小应属于影响产能的关键因素之一。

3 实际气井产能计算

利用本次建立的拟压力函数，代入1井实际数据，计算回归得到，考虑反凝析效应、气体滑脱效应及应力的拟压力函数为：

(12)

将上述拟压力函数代入产能公式，分析得出产能方程各项系数及绝对无阻流量值见表1所示。

表1 1井产能分析结果对比表

由产能分析结果可知，利用只考虑反凝析影响的拟压力，分析得到的无阻流量比压力平方法无阻流量高5.2%。利用同时考虑反凝析和滑脱效应、启动压力影响的拟压力，分析得到的无阻流量比压力平方法无阻流量高5.6%。在此基础上，继续考虑应力敏感性的影响，则气井无阻流量降低8.2%为47.56×104m3/d，说明应力影响较为显著。根据以上计算结果可以看到，利用常规压力平方法会在一定程度上高估气井的产能。

4 结论

(1)基于文昌气田群流体特征，建立了考虑启动压力梯度、应力敏感性、滑脱效应以及反凝析等因素的低渗凝析气藏拟压力产能方程。

(2)根据推导的产能方程，明确了应力敏感和反凝析饱和度的大小是影响气井产能的关键因素，滑脱效应以及启动压力梯度对气井产能影响较小。

(3)采用考虑反凝析效应、气体滑脱效应及应力的拟压力函数计算获得文昌气田群1井的产能为47.56×104m3/d，如利用常规压力平方法会在一定程度上高估气井的产能。