趙鵬飛 胡曉慶 武靜

(中海油研究總院)

錦州20-2凝析氣田南高點油環(huán)問題淺析

趙鵬飛 胡曉慶 武靜

(中海油研究總院)

在早期評價階段，錦州20-2凝析氣田南高點被認(rèn)為是一個無油環(huán)的凝析氣藏。南高點S4井初期能夠正常生產(chǎn)，但在氣井生產(chǎn)和凝析油氣分離過程中，凝析油的顏色時有變深，判斷南高點凝析氣藏是否有油環(huán)是氣田當(dāng)時生產(chǎn)研究的難點。利用多種方法對錦州20-2凝析氣田南高點油環(huán)問題進(jìn)行了分析，認(rèn)為南高點存在油環(huán)，并且有一定程度的錐進(jìn)。研究結(jié)果為JZ20-2凝析氣田氣井生產(chǎn)制度的改進(jìn)以及氣田綜合調(diào)整方案的研究提供了重要依據(jù)，總結(jié)出的綜合判斷凝析氣藏油環(huán)存在的方法也具有借鑒意義。

凝析氣藏油環(huán)錐進(jìn)判斷方法生產(chǎn)制度綜合調(diào)整

錦州20-2凝析氣田位于渤海遼東灣遼西低凸起。儲量評價和開發(fā)方案設(shè)計階段的研究結(jié)果認(rèn)為，錦州20-2凝析氣田南、中、北3個高點各具獨立的油氣水系統(tǒng)，氣油、油水界面各不相同1)。測試及測井解釋結(jié)果，中高點有底油，氣油、油水界面最淺，分別為海拔－2 140 m和－2 210 m1)。北高點10井鉆遇原油，氣油界面最深，為海拔－2 413 m2)。對于南高點，主要依據(jù)探井和評價井的測井、RFT測試、DST測試和PVT分析資料并采用壓力回歸方法確定了凝析氣藏的壓力系統(tǒng)和氣水界面(深度為海拔－2 307 m)，受資料限制沒有確定出氣油和油水界面，并認(rèn)為南高點凝析氣藏沒有油環(huán)或底油1))陳國風(fēng)，曾昭偉．渤海遼東灣錦州20-2凝析氣田儲量報告．1987．。

在早期生產(chǎn)和凝析油氣分離過程中，錦州20-2凝析氣田南高點S4井所產(chǎn)凝析油顏色時有變深，分析認(rèn)為氣藏可能有油環(huán)，且有一定程度的錐進(jìn)。如果原油發(fā)生了錐進(jìn)，一方面影響氣井的產(chǎn)量，另一方面平臺的油水處理系統(tǒng)也不能滿足過量油水處理的需求。若能判斷和證實油環(huán)存在，那么氣藏的開發(fā)策略、開采方式、動態(tài)管理和工程設(shè)施都會有所調(diào)整。為此，在探井和評價井資料基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)井的靜態(tài)和動態(tài)資料，應(yīng)用經(jīng)驗公式推斷了凝析氣藏的類型，采用井流物的碳分布范圍判斷了南高點的流體性質(zhì)，對比了氣田南、中、北3個氣藏的族組分特點，分析對比了凝析油、油環(huán)油和S4井井流物的流體性質(zhì)，以及其飽和烴特征。綜合研究結(jié)果認(rèn)為2))趙鵬飛等．錦州20-2中、北高點儲量復(fù)查及南高點油環(huán)問題淺析．1994．:①錦州20-2凝析氣田南高點存在油環(huán);②氣藏經(jīng)過一段時間的開發(fā)，油環(huán)中的油已向上錐進(jìn);③S4井的流體為凝析油和油環(huán)油的混合物。研究結(jié)果為JZ20-2凝析氣田氣井生產(chǎn)制度的改進(jìn)以及氣田綜合調(diào)整方案的研究提供了重要依據(jù)，總結(jié)出的綜合判斷凝析氣藏油環(huán)存在的方法也具有借鑒意義。

1 南高點油環(huán)問題分析

1.1 應(yīng)用經(jīng)驗公式推斷凝析氣藏類型及油環(huán)大小

(1)利用Z因子法，依據(jù)凝析氣藏組分資料進(jìn)行判斷，經(jīng)驗公式［1］如下:

若Z1、Z2均小于17，為帶油環(huán)的凝析氣藏; 17＜Z1＜21、17＜Z2＜20.5，為帶油環(huán)的凝析氣藏，但油環(huán)規(guī)模較小;Z1、Z2均大于21，為不帶油環(huán)的凝析氣藏。

由上述公式，對錦州20-2凝析氣藏南、中、北3個高點凝析氣層的井流物資料進(jìn)行統(tǒng)計分析，認(rèn)為3個高點均有油環(huán)(表1)。

表1 錦州20-2凝析氣田井流物分析Z1和Z2值計算及氣藏類型判斷結(jié)果

(2)利用“組合判斷法”進(jìn)行判斷，該方法由前蘇聯(lián)I-O．JI．科羅達(dá)耶維依提出［1］，經(jīng)驗公式如下:

若Z＞450，為純氣藏;80＜Z＜450，為無油環(huán)的凝析氣藏;15＜Z＜80，為帶油環(huán)的凝析氣藏;2.5＜Z＜15，為輕質(zhì)油油藏;Z＜2.5，為高粘度重質(zhì)油藏。

錦州20-2凝析氣田3個高點的Z值分布范圍為16～36，表明均有油環(huán)存在(表2)。北高點和中高點的油環(huán)和底油已為鉆井及DST測試結(jié)果證實，筆者認(rèn)為南高點也存在油環(huán)，只是沒有鉆遇，沒有被充分認(rèn)識。

表2 錦州20-2凝析氣田井流物分析Z值計算統(tǒng)計表

1.2 井流物性質(zhì)研究

1.2.1 碳分布范圍研究

根據(jù)南、中、北3個高點共12口井的井流物資料統(tǒng)計結(jié)果(表3)，錦州20-2凝析氣田凝析氣層的C1—C4摩爾百分?jǐn)?shù)為90.04%～95.95%，油層的C1—C4摩爾百分?jǐn)?shù)為65.60%～68.89%，二者分布范圍相差很大;而南高點S4井的C1—C4摩爾百分?jǐn)?shù)為92.42%。上述數(shù)據(jù)說明S4井產(chǎn)出的烴類物質(zhì)絕大部分是凝析油氣(S4井資料為投產(chǎn)初期所取樣品資料)。

表3 錦州20-2凝析氣田碳分布統(tǒng)計表

1.2.2 氣油比的對比研究

中、北高點氣油比的變化規(guī)律較為明顯，隨深度增加，接近氣油界面，凝析氣層的氣油比呈減小的趨勢1)。3個高點12個凝析氣層樣品的統(tǒng)計結(jié)果顯示，凝析氣層氣油比分布范圍在1 894～6 953 m3/m3，平均值為3 701 m3/m3;中高點和北高點3個油層樣品的統(tǒng)計結(jié)果顯示，油層氣油比較小，分布范圍在139～893 m3/m3，平均值為410 m3/m3;S4井的氣油比為2 368 m3/m3，在錦州20-2凝析氣田屬于氣油比較低的凝析氣層。根據(jù)中、北高點氣油比距離氣油界面的變化規(guī)律，結(jié)合S4井投產(chǎn)后井流物顏色時有變深的生產(chǎn)動態(tài)特征，推測南高點發(fā)育油環(huán)，估計S4井的射孔段深度已靠近氣油界面，并且在生產(chǎn)過程中油環(huán)中的油已不同程度地錐進(jìn)到凝析氣層1))趙鵬飛等．錦州20-2中、北高點儲量復(fù)查及南高點油環(huán)問題淺析．1994．。

1.2.3 族組分分析

分析了多口井的族組分資料，其中C、J和E井是氣層樣品，L、G和D井是油層樣品(表4)。在氣層分析樣品中，沒有非烴(這里指膠質(zhì))和瀝青質(zhì)的成份;而在油層樣品中，存在非烴和瀝青質(zhì)成份，且非烴分布范圍為7.24%～18.91%、瀝青質(zhì)變化范圍為2.59%～4.21%;而S4井井流物存在非烴和瀝青質(zhì)成份，且非烴分布范圍為0.49%～1.22%、瀝青質(zhì)變化范圍為0.74%～4.89%。上述數(shù)據(jù)說明，S4井井流物中已含有油環(huán)油的組分。

表4 錦州20-2凝析氣田流體族組分統(tǒng)計表

1.2.4 流體性質(zhì)對比

典型的凝析油是色淺、密度小于0.786 g/cm3，不含蠟、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，低粘度，低凝固點和低初餾點的液態(tài)烴，烴類碳數(shù)分布于C5—C11之間。而一般原油大多具有顏色較深，密度大于等于0.786 g/cm3，含蠟質(zhì)、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)，高粘度，高凝固點和高初餾點的特征，含有一定量固態(tài)烴類和非烴物質(zhì)(烴和非烴的碳數(shù)可達(dá)到C10—C30)［2］。

表5為錦州20-2凝析氣田流體性質(zhì)對比表，從中可以看出，S4井井流物的密度接近于凝析油但稍大，粘度和凝固點更接近于凝析油，而膠質(zhì)+瀝青質(zhì)、含硫量介于凝析油和油環(huán)油之間。流體性質(zhì)對比結(jié)果說明，S4井井流物是凝析油與原油的混合體，同時在生產(chǎn)過程中油已錐進(jìn)到凝析氣層。

表5 錦州20-2凝析氣田流體性質(zhì)對比表

1.2.5 飽和烴分析

對JZ20-2凝析氣田3種流體樣品的主峰碳、碳分布范圍、Pr/nC17、Ph/nC18和C21(前)/C22(后)指標(biāo)進(jìn)行了綜合對比。對比結(jié)果，3種流體樣品存在明顯差異(表6，圖1～3)。從表6可以看出，S4井井流物各項指標(biāo)基本處于油環(huán)油和凝析油之間，說明S4井井流物是一種典型凝析油與油環(huán)油的混和物。據(jù)此可以判斷錦州20-2凝析氣田南高點為一帶油環(huán)的凝析氣藏，同時在凝析氣藏開發(fā)過程中，油環(huán)中的油已向上錐進(jìn)與凝析氣層中的凝析油氣發(fā)生了混和。

表6 錦州20-2凝析氣田飽和烴指標(biāo)對比表

圖3 JZ20-2-S4井井流物飽和烴氣相色譜圖

2 主要調(diào)整措施及其效果

前述研究結(jié)果證實了錦州20-2凝析氣田南高點油環(huán)的存在和錐進(jìn)。為確保氣井穩(wěn)定生產(chǎn)，對南高點氣井及時采取了必要的生產(chǎn)管理和調(diào)整措施，控制和調(diào)整生產(chǎn)壓差進(jìn)行生產(chǎn)。措施實施后，除個別井外，在合理生產(chǎn)制度下，不同程度地克服了油、水干擾，氣井仍能保持較為正常和穩(wěn)定的生產(chǎn)狀態(tài)。

錦州20-2凝析氣田中高點氣藏也發(fā)育油環(huán)，受南高點油環(huán)錐進(jìn)的啟示，預(yù)測生產(chǎn)過程中中高點氣藏也將會產(chǎn)生油、水錐進(jìn)，因此加強(qiáng)了中高點氣藏的生產(chǎn)動態(tài)管理并積極采取措施，推遲和減緩了中高點油、水錐進(jìn)的時間和速度。

在最初的開發(fā)方式和井位設(shè)計條件下對錦州20-2凝析氣田進(jìn)行開發(fā)，油、水錐進(jìn)是難以回避的矛盾。為緩解氣田開發(fā)矛盾，滿足供氣需求，提高天然氣的采收率，同時動用氣田油環(huán)和底油中原油的地質(zhì)儲量，又多次提出并實施了調(diào)整措施取得了好的開發(fā)效果。地質(zhì)油藏上，利用剩余井槽和停噴低效井在構(gòu)造較高部位鉆探氣井，如N井;同時調(diào)整開發(fā)策略，氣田由單純采氣逐漸向油、氣同采轉(zhuǎn)變，在條件最為成熟的中高點首先進(jìn)行了排液采氣方案研究1))王惠芝，黃保綱．錦州21-1油氣田總體開發(fā)方案及錦州20-2凝析氣田聯(lián)合供氣研究．2005．2))王惠芝，張占女．錦州20-2凝析氣田中高點排液采氣與污水回注地質(zhì)設(shè)計書．2005．，以期實現(xiàn)油氣均衡開采，并在經(jīng)驗積累的基礎(chǔ)上推廣。

錦州20-2凝析氣田具有一定規(guī)模的原油地質(zhì)儲量，氣田中高點平均原油儲量豐度100×104m3/km2以上［3］，預(yù)測氣田南高點平均原油儲量豐度在80×104m3/km2以上。氣田排液采氣方案全面實施后，必將對氣田的穩(wěn)定供氣和油氣綜合利用做出積極貢獻(xiàn)。截至2008年底，南高點已有氣井原油累積產(chǎn)量已達(dá)6×104m3。

3 結(jié)論與建議

(1)凝析氣藏在未投入開發(fā)或剛投入開發(fā)時，應(yīng)用文獻(xiàn)［1］經(jīng)驗公式判斷油環(huán)，結(jié)論是準(zhǔn)確的。

(2)凝析氣藏投入開發(fā)后，通過分析氣藏氣油比的變化規(guī)律，對比井流物的碳分布范圍、族組分分布、流體性質(zhì)和飽和烴特征，可以判斷油環(huán)中的油是否向氣藏發(fā)生了錐進(jìn)。

(3)對于鉆井資料未能揭示油環(huán)的凝析氣藏，投產(chǎn)后應(yīng)及時取樣，進(jìn)行碳分布范圍、氣油比、族組分和飽和烴等井流物性質(zhì)分析，分析結(jié)果有助于確認(rèn)凝析氣藏是否存在油環(huán)。

(4)對于有油環(huán)或底油的凝析氣藏，生產(chǎn)過程中可以通過定期取樣適時監(jiān)控，判斷油環(huán)的錐進(jìn)狀況，并采取必要的控制措施。

(5)在原油錐進(jìn)的早期階段，通過控制氣井的生產(chǎn)壓差，可以基本維持氣田生產(chǎn)。

(6)錦州20-2凝析氣田應(yīng)實施排液采氣措施，以維持氣藏正常生產(chǎn)，并實現(xiàn)油氣同采。

［1］楊寶善．凝析氣藏開發(fā)工程［M］．北京:石油工業(yè)出版社，1995:249-253．

［2］何生，葉加仁，徐思煌，等．石油及天然氣地質(zhì)學(xué)［M］．武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2010．

［3］趙春明，張占女，黃保綱，等．渤海錦州20-2凝析氣田開發(fā)實踐［J］．油氣井測試，2011，20(1):60-61，64．

A simple analysis of the oil ring problem in the southern high reservoir，JZ20-2 condensate field

Zhao PengfeiHu XiaoqingWu Jing
(CNOOC Research Institute，Beijing，100027)

In the early evaluation stage，the southern high in JZ20-2 condensate field was believed to be a condensate reservoir without oil ring．Well S4 on this reservoir was initially in normal production，but its produced condensate often became deeper in color during its production and separatation of condensate from gas．Therefore，how to discriminate whether there was an oil ring in the reservoir was a difficult point in researching production of the field．This problem has been analyzed by several approaches，indicating the existence of an oil ring with a certain gas coning in the reservoir．These results have provided important evidences for improvinng the production program and researching the comprehensive adjustment plan in the field，and the approaches to discriminate oil ring are also meaningful for the reference of other fields．

condensate field;oil ring;coning;discrimination approach;production program;comprehensive adjustment plan

2011-09-22改回日期:2011-11-30

(編輯:楊濱)

趙鵬飛，男，高級工程師，現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)地質(zhì)與儲量評價研究工作。地址:北京市東城區(qū)東直門外小街6號海油大廈(郵編:100027)。電話:010-84522243。E-mail:zhaopf@cnooc．com．cn。