喬林 侯國(guó)慶 伏龍 李華斌 陸正元

1油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 2中化石油勘探開發(fā)有限公司

凝析油衰竭采出程度的數(shù)值模擬*

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1油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 2中化石油勘探開發(fā)有限公司

低滲凝析氣層受到凝析氣相態(tài)變化、啟動(dòng)壓力梯度、應(yīng)力敏感效應(yīng)等因素的影響，生產(chǎn)的變化規(guī)律較為復(fù)雜?；诘蜐B凝析氣層基本情況，利用數(shù)值模擬方法，研究了啟動(dòng)壓力梯度、應(yīng)力敏感效應(yīng)對(duì)凝析氣生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的影響，討論了啟動(dòng)壓力梯度、應(yīng)力敏感效應(yīng)、裂縫長(zhǎng)度等對(duì)凝析油采出程度的影響。結(jié)果表明，在開采初期，啟動(dòng)壓力梯度對(duì)凝析油采出程度影響較大，在開采后期，應(yīng)力敏感效應(yīng)對(duì)凝析油采出程度影響較大；隨著凝析油含量增加，反凝析損失和污染的影響逐漸增大，啟動(dòng)壓力梯度和應(yīng)力敏感效應(yīng)的影響逐漸減小。

低滲凝析氣；凝析油；啟動(dòng)壓力梯度；應(yīng)力敏感效應(yīng)；采出程度

目前，啟動(dòng)壓力梯度、應(yīng)力敏感效應(yīng)等對(duì)氣層的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)影響的相關(guān)研究多針對(duì)干氣氣層，而針對(duì)凝析氣層的相關(guān)研究較少，同時(shí)不同流體性質(zhì)凝析氣層的采出程度的相關(guān)研究也較少。利用數(shù)值模擬方法，研究了啟動(dòng)壓力梯度、應(yīng)力敏感效應(yīng)對(duì)凝析氣生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的影響[1-3]，討論了啟動(dòng)壓力梯度、應(yīng)力敏感效應(yīng)、裂縫長(zhǎng)度等對(duì)凝析油采出程度的影響。

1 模型建立

利用建模軟件Petrel建立凝析氣層的框架模型和屬性模型，再利用Eclipse數(shù)值模擬軟件進(jìn)行數(shù)值模擬研究。采用角點(diǎn)網(wǎng)格，步長(zhǎng)為20×20 m，X方向劃分40個(gè)網(wǎng)格，Y方向40個(gè)網(wǎng)格，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)總數(shù)為40×40×8=12 800（個(gè)）。模型的基本參數(shù)還包括平均孔隙度（19.8%）、平均滲透率（0.2× 10-3μm2）、束縛水飽和度（35%）、原始地層壓力（32.5 MPa）和原始地層溫度（76.5℃）?？紤]到低滲氣層需要采用壓裂增產(chǎn)措施開采，模擬了裂縫半長(zhǎng)分別為50，75和100 m的壓裂縫，裂縫平均導(dǎo)流能力為35 μm2·cm。模型分別采用凝析油含量低、中、高的三種凝析氣，凝析油含量分別為80、150和300 g/m3。模擬不同凝析油含量的凝析氣藏衰竭式開采過(guò)程，模型中考慮啟動(dòng)壓力梯度和應(yīng)力敏感效應(yīng)，研究不同因素對(duì)凝析油衰竭采出程度的影響。

2 因素敏感性分析

利用Eclipse數(shù)值模擬軟件中的組分?jǐn)?shù)值模塊進(jìn)行模擬模型研究，按單因素分析方法研究了啟動(dòng)壓力強(qiáng)度和應(yīng)力敏感效應(yīng)對(duì)不同凝析油含量的凝析油采出程度的影響。分別研究了啟動(dòng)壓力梯度為0、0.002、0.004、0.006、0.008和0.01 MPa/m對(duì)不同凝析油含量的凝析油采出程度的影響；及滲透率變形系數(shù)為0、0.01、0.02、0.03、0.04和0.05 MPa-1對(duì)不同凝析油含量的凝析油采出程度的影響；最后綜合研究了啟動(dòng)壓力梯度和應(yīng)力敏感效應(yīng)對(duì)不同凝析油含量的凝析油采出程度的影響。

2.1 啟動(dòng)壓力梯度

從啟動(dòng)壓力梯度對(duì)不同凝析油含量的凝析油采出程度的影響曲線可見，隨著啟動(dòng)壓力梯度的增大，凝析油采出程度呈下降趨勢(shì)；同時(shí)，隨著凝析油含量增加，啟動(dòng)壓力梯度對(duì)凝析油采收率的影響逐漸減小。凝析油含量較高時(shí)，隨著壓力降低，凝析油析出，反凝析損失和反凝析污染較為嚴(yán)重，凝析油由于低于臨界流動(dòng)飽和度，在不考慮啟動(dòng)壓力梯度的影響時(shí)也難以流動(dòng)；在啟動(dòng)壓力梯度條件下，析出的凝析油更難以流動(dòng)。從曲線中還可以看出，隨著裂縫長(zhǎng)度增加，啟動(dòng)壓力梯度影響逐漸減小。裂縫較長(zhǎng)時(shí)，壓降迅速波及距離井筒較遠(yuǎn)的區(qū)域，在儲(chǔ)層較深處仍能產(chǎn)生足夠的壓差，克服啟動(dòng)壓力梯度，使流體發(fā)生流動(dòng)。

2.2 應(yīng)力敏感效應(yīng)

從應(yīng)力敏感效應(yīng)對(duì)不同凝析油含量的凝析油采出程度的影響曲線可看出，隨著滲透率變形系數(shù)增大，凝析油采出程度呈下降趨勢(shì)；同時(shí)，隨著凝析油含量增加，應(yīng)力敏感效應(yīng)對(duì)凝析油采收率影響逐漸減小。這是因?yàn)槟鲇秃枯^高時(shí)，反凝析損失嚴(yán)重，大部分凝析油滯留于地層中，是凝析油采收率低的主要原因；流動(dòng)的氣相或液相，受到應(yīng)力敏感效應(yīng)造成儲(chǔ)層滲透率下降和反凝析污染的影響。另外，隨著裂縫長(zhǎng)度增加，應(yīng)力敏感影響逐漸減小。這是因?yàn)樵谝话闱闆r下，井底或裂縫附近儲(chǔ)層中壓降較大，應(yīng)力敏感影響較大，地層滲透率下降較明顯；但由于裂縫長(zhǎng)度增加，有效泄流面積增大，對(duì)應(yīng)力敏感造成的產(chǎn)能下降有一定補(bǔ)償作用，在一定程度上減少了應(yīng)力敏感效應(yīng)的影響。

2.3 綜合影響

從不同影響因素對(duì)凝析油采出程度影響曲線可以看出，相同裂縫半長(zhǎng)下，凝析氣中凝析油含量對(duì)凝析油采出程度影響很大，低含凝析油凝析氣藏的凝析油采出程度明顯高于高含凝析油凝析氣藏，說(shuō)明了較嚴(yán)重的反凝析損失和污染是造成高含凝析油凝析氣藏的凝析油采出程度偏低的主要因素。相同凝析油含量下，隨著裂縫半長(zhǎng)的增加，凝析油采出程度有一定的增加。在啟動(dòng)壓力梯度與應(yīng)力敏感效應(yīng)共同影響下，凝析油采出程度低于只考慮啟動(dòng)壓力梯度或應(yīng)力敏感效應(yīng)單一因素下的采出程度。在對(duì)最終采出程度影響接近的情況下，啟動(dòng)壓力梯度對(duì)采出程度的影響早于應(yīng)力敏感效應(yīng)，在生產(chǎn)初期就有表現(xiàn)；而應(yīng)力敏感效應(yīng)則是在生產(chǎn)一段時(shí)間，地層壓力下降后才逐漸表現(xiàn)影響，且隨生產(chǎn)時(shí)間增加影響逐漸增強(qiáng)。說(shuō)明了在開采初期，啟動(dòng)壓力梯度對(duì)凝析油采出程度影響較大；在開采后期，應(yīng)力敏感效應(yīng)對(duì)凝析油采出程度影響較大。

3 結(jié)論

（1）啟動(dòng)壓力梯度，滲透率應(yīng)力敏感均會(huì)降低凝析氣藏的凝析油衰竭采出程度。在開采初期，啟動(dòng)壓力梯度對(duì)凝析油采出程度影響較大；在開采后期，應(yīng)力敏感效應(yīng)對(duì)凝析油采出程度影響較大。

（2）隨著凝析油含量增加，凝析油衰竭采出程度顯著下降，反凝析損失和污染的影響逐漸增大，啟動(dòng)壓力梯度與應(yīng)力敏感效應(yīng)影響逐漸減小。對(duì)于高含凝析油凝析氣藏，應(yīng)盡量減輕反凝析損失與污染影響。

[1]黃全華，孫雷，李士倫，等．低滲凝析氣藏氣井產(chǎn)能的正確預(yù)測(cè)[J]．天然氣工業(yè)，2005，25（11）：82-84.

[2]崔大慶，譚國(guó)華，王樂(lè)之．濮城油田濮67塊低滲凝析難動(dòng)用氣藏挖潛技術(shù)研究[J]．鉆采工藝，2003，26（4）：44-47.

[3]熊健，郭平，張磊，等．非線性滲流復(fù)合氣藏氣井產(chǎn)能新方程分析[J]．?dāng)鄩K油氣田，2012，19（1）：106-109.

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.1.015

基金論文：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“活化低滲孔隙介質(zhì)中殘余油的機(jī)理和條件研究”（40772083）。