楊志興，許馨月，陳自立，郭平，汪周華

不同壓力梯度下氣水相滲曲線的實(shí)驗(yàn)和產(chǎn)能研究＊

楊志興1，許馨月2，陳自立1，郭平3，汪周華3

（1.中海石油（中國）有限公司上海分公司，上海 200030；2.西南油氣田勘探開發(fā)研究院，四川 成都 610000； 3.“油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·西南石油大學(xué)，四川 成都 610500）

現(xiàn)已有采用不同速度下的氣驅(qū)水測試束縛水的速度敏感性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)得到了速度與束縛水的關(guān)系曲線，而開發(fā)過程中需要不同壓力梯度下的氣驅(qū)水相滲完整曲線，針對目標(biāo)區(qū)塊的儲層特點(diǎn)，采用非穩(wěn)態(tài)氣驅(qū)水實(shí)驗(yàn)研究方法，用氮?dú)夂偷貙铀疁y試4塊巖心在常溫不同壓力梯度下的氣驅(qū)水兩相滲流，得到對應(yīng)條件下的非均質(zhì)巖心氣驅(qū)水相對滲透率曲線。使用eclipse建立單井模型，采用不同壓力梯度下氣驅(qū)水相滲實(shí)驗(yàn)得到并經(jīng)處理后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對單井開發(fā)動態(tài)進(jìn)行預(yù)測。研究結(jié)果表明，0.4 mD的致密巖心因絕對滲透率太低，在束縛水條件下氣水相相對滲透率較低，幾乎沒有滲流能力，開發(fā)潛力?。粷B透率7～11 mD巖心，兩相共滲區(qū)范圍較大，隨氣驅(qū)水壓力梯度增加，束縛水下降2%～3%，相滲曲線整體向右移動，在低壓力梯度下，氣相滲透率提升，而壓力梯度過高會引起非線性滲流阻力，氣相滲透率反而有所下降，合理確定生產(chǎn)壓差是開發(fā)時(shí)應(yīng)當(dāng)仔細(xì)考慮的問題。

氣驅(qū)水；相滲曲線；壓力梯度；生產(chǎn)動態(tài)

目前，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對相對滲透率曲線的影響因素作了大量研究。然而，關(guān)于壓力梯度對氣水相對滲透率曲線的研究并不多。方建龍等[1]指出高壓下會獲得更高的氣驅(qū)水波及效率，更寬的氣水兩相共滲區(qū)；鄧英爾[2]揭示了隨著壓力梯度的增加，氣驅(qū)水線性滲流會轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷€性滲流。

本文針對某井位，取得A、B兩層位4塊不同絕對滲透率巖心（滲透率大小分別為0.403 mD、0.421 mD、6.95 mD、10.98 mD），采用非穩(wěn)態(tài)法對這4塊巖心在常溫、不同驅(qū)替壓差下進(jìn)行氣驅(qū)水相滲曲線測試，得到4塊巖心不同壓力梯度下完整的氣水相對滲透率曲線，對儲層的實(shí)際開發(fā)具有明確的指導(dǎo)意義。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)裝置和流程

本實(shí)驗(yàn)根據(jù)巖石中兩相流體相對滲透率測定方法GB/T 28912—2012，采用美國巖心公司103型氣水相滲測定儀對4塊巖心進(jìn)行常規(guī)氣驅(qū)水相滲測試。

1.2 實(shí)驗(yàn)樣品

本次實(shí)驗(yàn)選取了實(shí)際儲層巖樣4塊，其中A層2塊，B層2塊。

實(shí)驗(yàn)采用的被驅(qū)替相飽和水的配制按照地層水礦物質(zhì)含量配制，總礦化度6 739 mg/L，驅(qū)替相為商用氮?dú)狻?/p>

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

將不同壓力梯度非穩(wěn)態(tài)氣驅(qū)水實(shí)驗(yàn)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按照GB/T 28912—2012進(jìn)行計(jì)算處理，得到4塊巖心不同驅(qū)替壓差下的氣水相對滲透率數(shù)據(jù)圖。

2.1 相對滲透率曲線圖形

2.1.1 特低滲巖心

因?yàn)?號和201號巖心的絕對滲透率較低，為0.4 mD。當(dāng)驅(qū)替相剛剛進(jìn)入孔隙時(shí)，驅(qū)出了部分游離態(tài)水相。說明這類儲層開發(fā)非常困難，氣水滲透率均低，生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)水產(chǎn)氣量均很小，開發(fā)潛力較小。

2.1.2 相對較高滲透率巖心

50號和112號巖心滲透率為6 mD和10 mD，歸為相對較高滲透率巖心，整體趨勢為：隨著巖心含氣飽和度的增加，氣相相對滲透率上升，水相相對滲透率下降。且整體呈現(xiàn)出穩(wěn)定的形交叉曲線，兩相共滲區(qū)范圍較大，巖心絕對滲透率較好。

2.2 壓力梯度和氣相相對滲透率Krg端點(diǎn)值

壓力梯度與氣相對滲透率rg端點(diǎn)值如圖1所示。

圖1 壓力梯度與氣相對滲透率Krg端點(diǎn)值

由圖1知，特低滲巖心8號和201號氣相滲透率緩慢上升，且趨于一個(gè)穩(wěn)定值，巖心50號和112號卻呈現(xiàn)出先增加后下降的趨勢。分析可能是非達(dá)西滲流產(chǎn)生的影響，為此，計(jì)算4塊巖心滲流過程中的雷諾數(shù)大于臨界雷諾數(shù)0.2[3]，證明實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生了達(dá)西滲流向非達(dá)西滲流的轉(zhuǎn)變。

3 模型建立及分析

3.1 單井模型建立

為研究生產(chǎn)過程中不同速度相滲曲線對氣井生產(chǎn)動態(tài)的影響，以DH氣藏A區(qū)塊A－1井X3層為參考，使用數(shù)模軟件Eclipse建立單井模型，并用巖心不同壓力梯度下氣驅(qū)水相滲實(shí)驗(yàn)經(jīng)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測。

3.1.1 模型描述

將模型網(wǎng)格劃分為20×20×9，方向網(wǎng)格步長為 100 m，方向網(wǎng)格步長為100 m，平面大小為2 km×2 km，方向有9個(gè)小層，總厚度為113.1 m。直井P1位于模型中心，9個(gè)小層全部射開。

3.1.2 基礎(chǔ)模型的建立

基礎(chǔ)模型相滲曲線來自于標(biāo)準(zhǔn)相滲測試實(shí)驗(yàn)。X3層包含9個(gè)小層，小層滲透率在縱向上的非均質(zhì)性比較強(qiáng)，因此在Eclipse相滲部分將模型分為3個(gè)區(qū)。其中第1、4、7、9層劃為分區(qū)1，使用第6號滲透率為0.301 mD的巖心相滲曲線；第2層和第6層劃為分區(qū)2，使用第42號滲透率為1.47 mD的巖心相滲曲線；第3、5、8層劃分為分區(qū)3，使用第44號滲透率為3.16 mD的巖心相滲曲線。

3.2 生產(chǎn)方案

結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)需求及文獻(xiàn)調(diào)研，生產(chǎn)方式采用定產(chǎn)量生產(chǎn)，分別以基礎(chǔ)模型全井段絕對無阻流量的1/3、1/4、1/5、1/6進(jìn)行配產(chǎn)，當(dāng)井底壓力降至8.5 MPa時(shí)，改為定壓生產(chǎn)，生產(chǎn)時(shí)間為30年。

3.3 相滲曲線差異對氣井生產(chǎn)動態(tài)的影響

考慮高速相滲曲線后，氣井的穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間由5 113 d下降到了4 018 d，下降了21.42%，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間隨著配產(chǎn)的增大快速減小，當(dāng)配產(chǎn)為700 000 m3/d時(shí)，兩者的穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間均不到800 d[4]。

4 結(jié)論

本文采用非穩(wěn)態(tài)法選取具有代表性的2塊特低滲巖心（0.4 mD）和2塊較高滲透率巖心（6 mD、10 mD）進(jìn)行不同壓力梯度下的氣驅(qū)水實(shí)驗(yàn)，并且通過eclipse模擬了4塊巖心不同壓力梯度下的氣驅(qū)水相滲曲線對氣井生產(chǎn)動態(tài)的影響情況，對現(xiàn)場儲層的開發(fā)提出以下指導(dǎo)意見。

滲透率小于0.4 mD的氣藏，隨著壓力梯度越大，束縛水下降2%～6%，氣水滲流能力均較差，開發(fā)潛力較小。滲透率7～11 mD的低滲氣藏，隨氣驅(qū)水壓力梯度增加，束縛水下降2%～3%，相滲曲線整體向右移動，在低壓力梯度下，氣相滲透率提升，而壓力梯度過高會引起非線性滲流阻力，氣相滲透率反而有所下降，因此合理確定生產(chǎn)壓差是開發(fā)應(yīng)當(dāng)仔細(xì)考慮的問題。氣井動態(tài)模擬預(yù)測中考慮高速相滲后，氣井產(chǎn)能減小，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間大幅減小，氣藏采出程度、采收率均下降。

［1］方建龍，郭平，肖香姣，等.高溫高壓致密砂巖儲集層氣水相滲曲線測試方法［J］.2015（2）：84-89.

［2］鄧英爾.含束縛水低滲透介質(zhì)其體非線性滲流定律［J］.天然氣工業(yè)，2004，24（11）：88-91.

［3］朱光亞，劉先貴，高樹生.低滲透氣藏氣水兩相滲流特征及其產(chǎn)能分析［J］.天然氣工業(yè)，2009，29（9）：67-69.

［4］郭平，徐永高，陳召佑，等.對低滲氣藏滲流機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究的新認(rèn)識［J］.天然氣工業(yè)，2007，27（7）：86-88.

TE312

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.23.015

2095－6835（2019）23－0039－02

楊志興（1987—），男，油藏總師，國家重大專項(xiàng)的副課題長，現(xiàn)工作于中海石油（中國）有限公司上海分公司，特長為氣田開發(fā)。

國家重大專項(xiàng)資助（編號：2016ZX05027-004-005）

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕