凝析气井产能和储量计算新方法

凝析气井产能和储量计算新方法
廖发明;苗继军;陈文龙;邓军;王怒涛
【摘要】Complex phase change and re-distribution exist in gas condensate reservoir. It will produce gas condensate in formation and the wellbore, respectively, when the pressure drop to below dew point pressure, resulting in the conversion of mass between wellhead and bottom hole in gas production and oil production, but still follows the law of conservation of total mass. Therefore, according to mass conservation principle, we established the oil and gas two-phase flow equations. By introducing the two-phase pseudo-pressure function, unstable deliverability equation was derived. On this basis, we fit the entire history of production by taking material balance equation and production data into consideration. With this method we not only get the current gas production, but a variety of formation pressure and formation parameters. An example is then analyzed to verify the accuracy and reliability, the method is conducive to the promotion the use of gas condensate.%凝析气藏存在复杂的相变与相态分布,当地层压力下降到露点压力以下时,凝析油会在地层和井筒中分别析出,导致井口产气量、产油量与井底产气量、产油量之间存在质量转换,但仍遵循质量守恒定律.因此利用质量守恒建立考虑油、气两相的渗流微分方程,通过引入两相拟压力函数,推导凝析气井不稳定产能方程.在此基础上,结合物质平衡方程,利用生产动态数据拟合整个历史生产过程,不但可以获得气井目前的产能,还可以获得地层压力及各种地层参数.实例分析表明,计算结果准确可靠,有利于在凝析气井中推广使用.
【期刊名称】《西南石油大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2012(034)004
【总页数】5页(P100-104)
【关键词】凝析气藏;两相拟压力;物质平衡;产能;储量
【作者】廖发明;苗继军;陈文龙;邓军;王怒涛
【作者单位】中国石油塔里木油田公司天然气事业部,新疆库尔勒841000;中国石
油塔里木油田公司天然气事业部,新疆库尔勒841000;中国石油塔里木油田公司天
然气事业部,新疆库尔勒841000;中国石油塔里木油田公司天然气事业部,新疆库尔
勒841000;西南石油大学石油工程学院,四川成都610500
【正文语种】中文
【中图分类】TE33+2
廖发明，苗继军，陈文龙，等．凝析气井产能和储量计算新方法[J]．西南石油大
学学报：自然科学版，2012，34（4）：100-104．
凝析气田在世界油气田开发中占有重要的地位，此类气藏在开采特征上反映出气井的产能及压力递减快，井间干扰相对较小。

对凝析气井产能分析，目前仍沿用单相或两相拟压力的气井常规产能分析法，或在此基础上发展的经验修正近似分析法，当地层中凝析液量较少时是可行的，对凝析油含量较高的凝析气藏，当井底的凝析液储集到一定程度而处于流动状态时，在很大程度上会影响产能，此时，常用的经验和稳态分析法不能满足动态分析和生产管理的需要。

为了解决这些问题，文中采用不稳定气藏渗流与物质平衡方程的耦合机制进行了动态分析。

气藏中流体处于平衡状态（静止或稳定状态）时，若改变气藏中某口井的工作制度，
即改变气井产量（或压力），则在井底将造成一个压力扰动，此压力扰动将随着时间的不断推移向井壁四周地层径向扩展，最后达到一个新的平衡状态，这个过程称为不稳定渗流。

不稳定渗流过程的发生与气藏、气井和流体的性质有关，即不稳定渗流也是压力或产量随时间发生变化的过程[1-4]。

对于凝析气藏而言，在建立渗流方程时，必须把凝析油考虑进去[5-8]，结合物质
平衡方程，以实际井底流压和产量作为拟合目标函数时，就可以同时得到凝析气藏的地层压力和各种地层参数。

假设油、气两相渗流满足下列条件[9-14]：
（1）假设储层水平、均质、等厚且各向同性；
（2）忽略重力和毛管力影响；
（3）假设地层流体恒温渗流且符合达西定律，不考虑惯性影响；
（4）不考虑油、气渗流过程中的相间传质、扩散作用、孔隙表面吸附影响；（5）假设地层中流体的流动是两相、两组分（气相和凝析油）烃类流体的流动；（6）只考虑径向方向上的地层流动，则不稳定渗流微分模型为
其中
若气井的流动为非Darcy渗流[15，16]，那么式（5）必须加入非Darcy渗流项。

因此，式（5）可以写为
其中
当r=re时，根据式（6）得到非Darcy不稳定渗流的井底拟压力计算公式为
由式（6）知，产能的确定需知道当前地层压力pr，而当前地层压力值通常难以取得，本文利用生产动态数据，采用物质平衡方程获取地层压力为
通过式（10）获取地层压力后，如果有产能测试资料，带入产能方程式（6），计算无阻流量；但是实际生产中产能测试资料较少，并且受测试时间较短的限制，通常很难知道产能方程系数，通过生产动态数据建立如下有关压力和产量的优化目标
函数。

井底流压和产量拟合目标函数为通过求解目标函数式（11）和式（12），可以计
算出进而计算凝析气藏无阻流量，凝析气井的其他物性参数，其程序计算框图如图1。

根据本文模型，对某气井进行计算，气井基本参数见表1，采用多目标优化模型得到凝析气藏井底流压和产量拟合曲线（图2～图4）。

由图 2和图 3可以看出，计算值和理论值拟合的很好，拟合误差很小，准确度很高，说明该方法可行。

由图4可以看出，目前IPR曲线拟合较好，该凝析气藏的产量基本上在（16～30）×104m3/d，约为该气藏无阻流量的1/3～1/6。

通过计算，进一步得出各种地层参数，并预测出该井的无阻流量，计算结果见表2，可以看出，通过井底流压和产量拟合，可以获得各种地层参数，如：动态储量，表皮系数，渗透率，波及半径等。

目前该气藏的动态储量为5.45×108m3，可为该
气藏的动态开发提供参考。

表2 模型计算结果
_ Tab.2_Model_results
4结论
（1）利用文中建立的不稳定产能评价模型，结合物质平衡方程，通过井底流压和产量拟合，可获得各种地层参数：动态储量，表皮系数，井筒储集系数，渗透率，波及半径从而进行精确的生产动态预测。

（2）凝析气藏的产能数据资料较难获得，通过日常的生产动态数据来准确得出拟合产能曲线，计算简单，结果准确可靠。

符号说明
rw—井半径，m；
re—泄油半径，m；
Ceff—综合压缩系数，MPa-1；
ϕ—孔隙度，无因次；
ψi—原始条件地层拟压力，MPa2/（mPa·s）；
D—附加表皮因子系数，ks/m3，D的大小，反映非Darcy渗流对流量的依赖程度；
S—气井机械表皮系数，无因次；
ρo—凝析油密度，kg/m3；
ρg—凝析气密度，kg/m3；
So—单位体积岩石孔隙中的含油饱和度，无因次；
Sg—单位体积岩石孔隙中的含气饱和度，无因次；
Rs—溶解油气比通过它考虑凝析油中的溶解气，m3/m3；
ρog凝析油中所溶解的凝析气的密度，kg/m3；
pave—地层平均压力，MPa；
Gpmix—累积凝析气体积，×104m3；
pwf—实际测试井底流动压力或由井口计算到井底的流动压力，MPa；
pwf∗—定产量生产理论计算的井底流压，MPa；
mt—实际生产井产量，×104m3/d；
m∗t—定流压生产，理论计算产量，×104m3/d。

ηh—地层导压系数，无因次；
K—地层绝对渗透率，mD；
h—储层有效厚度，m；
µo—油的黏度，mPa·s；
µg—气的黏度，mPa·s； Kro—油的相对渗透率，mD；Krg—气的相对渗透率，
mD；二项式达西渗流系数；二项式非达西渗流系数。

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