凝析气顶油藏由含气区和含油区组成,是较常见 的油气藏类型之一。这类油气藏在消耗式开采时,为 了减少原油的损失,通常用先采油、后采气或是油气同 步开采的方式开发。油气藏投入开发打破了原有的平 衡状态。如果油区开采速率高于气区,凝析气顶就会 向油区膨胀扩张,并依靠气顶前缘的推进而驱油,进入 油区的气体容易在油井井底附近的低压区形成“指进” 而发生气窜;如果气区开采速率高于油区,在气顶区域 形成低压区,高压区的原油就向低压区的气顶推进(在 边水较活跃的情况下尤为突出),形成油窜。不管哪一 种开发方式都存在气顶向油区或原油向气区窜流的现 象,研究油窜、气窜现象和准确计算油、气产量,对改善 开发效果具有重要意义。
油、气产量计算方法从已发生气窜或油窜的凝析气顶油藏中采出的烃 类由液态烃(原油和凝析油)和气态烃(气顶干气和溶 解气)组成。本文计算油、气产量的两种方法主要基于 凝析气的特殊热力学性质:当凝析油气藏压力低于凝 析气露点压力时,凝析油便反凝析为液态,被吸附于地 层岩石表面而无法采出。因此,采出的凝析油未发生 反凝析的重质组分,在地下以气相状态存在,只要知道 凝析油(凝析干气)产量,就可以根据对应压力下的凝 析油气比(凝析油含量)来计算凝析干气(凝析油)产 量。确定液态烃中的原油和凝析油以及气态烃中的气 顶干气和溶解气产量,首先要有动、静态资料以及分析 化验数据。
在进行凝析气顶油藏油、气产量劈分之前,首先需 要判断油(气)井是否已发生气(油)窜。
1生产气油比动态法(1)式中的(^和从生产数据中获得,/^和 可分别从凝析气PVT分析、非连续相驱油试验分析数 据中获取(在没有数据的情况下可用典型凝析气井、油 井的生产气油比来代替)。将M代入(2)式可得出(2)
由(3 )式、(4 )式便求得凝析油和原油的阶段产量:Ql = Qcg/Rcs(3)
Ql = Q〇- Ql(4)
对各阶段产量求和即可得到各项油、气累计产量:Nl=!Ql(5)
N;=!Ql(6)
q=!Qcg(7)
G; = ! Qg(8)
该方法适用于消耗开采方式下各种凝析气顶油藏 的任意开发阶段,要求有气顶凝析气PVT分析、原油 高压物性及非连续相驱油试验数据以及各油气井生产 动态资料(地层压力、各阶段油气产量)。如果没有任 何试验分析数据,能找到可代表凝析气顶和油藏生产 动态气油比变化的典型凝析气井、油井资料,也可以用 此方法进行计算。
2油密度动态法已发生气窜、油窜或油气互窜的凝析油气藏产出 的液态烃为原油和凝析油,平均密度(可以从生产动态 资料中获取)大小取决于原油和凝析油的密度及其所 占的比例。其中,原油密度在整个开发过程中基本保 持不变:由于1GOR。 RrGORs ~ R1:)
可得凝析 干气产量为! = ! X + !(1 - X)(9)
(9)式中的!:和!可分别从凝析气PVT分析和原油高压物性数据获取。
由原油密度和不同压力下的凝析油密度,结合实 际生产过程中采出油的混合密度,用(9)式便容易得到 对应生产阶段原油的产出比例,用(10)式、(11)式即可 计算出原油和凝析油的阶段产量,再用(12)式、(13)式 求得凝析干气和溶解气的阶段产量。
QI=Q〇X(10)
QI =、-X)(11)
QI=Ql(12)
QI-:Qs ~.Ql(13)
最后用(5)式至(8)式便可得到凝析油、凝析干气、 原油和溶解气累计产量。
该方法适用于消耗开采方式下各种凝析气顶油藏 的任意开发阶段,要求有气顶凝析气PVT分析、原始 原油密度以及各油气井生产动态资料(地层压力、各阶 段油气产量和油混合密度)。如果没有气顶凝析气 PVT分析数据,能找到可代表凝析气顶生产动态气油 比及凝析油密度变化的典型凝析气井,则取其生产过 程中的凝析气油比和凝析油密度,结合原始原油密度 和生产动态油(原油和凝析油)密度计算。
实例计算某断块为中等边水驱动的断块凝析气顶油藏,地 层温度89°C,原始地层压力31. 10MPa,含气面积为 1.38km2,凝析气储量1.73 x 108m3,凝析油储量8.5 x 104t,油环含油面积2.01km2,原油储量27 x 104t,溶解 气储量0.81 x 108m3,地面原油密度0.8397 g/cm3。该 断块凝析气顶气PVT及原油非连续相驱油实验数据 见表1、表2。
该断块先后有3 口井投入开发,完全依靠天然能 量进行枯竭式开采。1974年9月最先投产的A油井 位于油气边界附近,同年12月,生产气油比由投产初 期的358m3/t迅速上升到1754m3/t,原油密度则从 0.8392 g/cm3下降至0.7985 g/cm3,说明该油井已发 生了明显的气窜。1974年年底B油井投入开采,使油 区压力逐步低于气顶区,加速了凝析气顶向油区的膨 胀推进,至1976年底,A井的供油范围几乎全被气顶 凝析气占据,其井流物表现出明显的气顶凝析气特征。 1976年11月在气顶区域投产了气井C,边水能量的补 给和边部油井产能下降及C井的投产导致油区压降速 度低于气顶区域,原油在边水能量的推动下逐步向低 压区域的气顶推进,至1982年11月,A井的生产气油 比逐步降低,变化最明显的是油密度,从0.7436 g/cm3 上升为0.7748 g/cm3,至1983年底已上升到0.8118 g/cm3,生产气油比从1982年8月的5086m3/t下降到 1827m3/t,到1986年底,A井的产出井流物具有明显 的原油特征,此后整个区块的油气边界持续向气顶推 进。1993年之后,各井由于地层能量的衰竭及产量下 降,油、气井先后转为间开井,到1996年底地层压力下 降到9.85MPa,各生产井已全部停产。断块累计产油 8.68 55 x 104t,累计产气 1.6839x 108m3。
表1某凝析气顶油藏气顶PVT参数表分级压力 (MPa)两相压缩因子凝析油分子量(g/mol)凝析油密度(g/cm3)凝析油油气比(mol/mol)凝析气油比(m3/t)
30.50.8801210.77550.0631213027.560.8721180.76730.0483287122.050.8651130.75180.0310464618.000.8541090.74280.0276538615.600.8461060.73640.0265571512.450.8381020.72510.021771889.870.830980.71770.019781667.000.821950.70580.01679815表某凝析气顶油藏原油非连续相驱油实验数据表压力产油产气产水气油比注入孔隙(MPa)(mL)(mL)(mL)(m3/m3)体积倍数29.028.87101054.52470.33626.518.16795416.93090.48924.012.73733216.74060.61921.59.23629619.44810.76119.26.69527527.15560.92316.84.85418927.66091.15915.03.52336839.66751.33813.62.55258527.77151.57612.01.85213227.98131.75710.71.34134528.47071.8319.20.9788729.76442.0148.00.7161728.36172.1796.90.5144428.16122.2635.50.3730520.85812.482应用生产气油比动态法对该油气藏进行油、气产 量计算,首先由各阶段生产数据计算出对应的阶段生62石油勘探与开发?油田开发与油藏工程Vol.28 No.l产气油比,结合凝析气PVT分析数据和原油非连续相 驱油实验数据(注意将表2中的气油比的体积比单位 换算为m3/t),然后选择各生产阶段实际地层压力对应 的凝析气油比和溶解气生产气油比(见表1、表2),采 用(1)式便可计算出各个生产阶段的凝析干气产量,然 后采用(2 )式至(4 )式,分别计算出对应溶解气、凝析油 和原油的阶段产量(见表3),最后由(5)式至(8)式,便 求出累计产原油6.3205 x 104t、凝析油2.3650 x 104t、 凝析干气 1. 1406 x 108m3、溶解气 0.5432 x 108m3。
应用油密度动态法计算该油气藏的油、气产量,首 先由各生产阶段的平均油密度结合对应压力下的凝析油密度(见表1)和原油密度,然后用(9)式计算出各个 阶段原油所占油产量中的比例,再用(10)式、(11)式计 算可得原油和凝析油的阶段产量,由(12)式结合凝析 气PVT分析数据(不同压力下的凝析气油比)可求得 对应阶段凝析干气产量,然后用(13)式便求出阶段溶 解气产量,再由(5)式至(8)式,便求出各烃累计产量: 原油6.3140 x 104t、凝析油2.37 1 5 x 104t、凝析干气 1.1435 x 108m3、溶解气 0.5404 x 108m3。
经比较,两种方法的计算结果比较一致,原油、凝 析油、凝析干气和溶解气累计产量的相对误差分别为 0.10%、0.28%、0.25%和 0.50%。
表3某凝析气顶油藏油气产量计算结果表(生产气油比动态法)
年份(t)(1 04m3)P(MPa)( )Q,(1 04m3)(m3/t)G0Rs(m3/t)Rt(m3/t)Qt(1 04m3)%(1 04m3)( )Ql( )
1974-19765 86892829.125 8689281 5823532 3340.915850793 6402 2271977-197917 0973 13024.1311 2292 2021 9615813 7050.8351 8383644 9606 2691980-198243 3688 00918.7226 2724 8791 8578124 9320.6743 2861 5926 66319 6081983-198562 87512 54313.2619 5074 5352 3259246 1040.7103 2191 3155 27414 2331986-198877 35114 95512.4514 47624121 6669976 7920.4711 1351 2771 67212 8041989-199183 06416 33511.515 7131 38024151 0687 3770.6529004801 2204 4931992-199486 69016 8089.663 6264741 3069148 0210.3391603132003 4261995 -199686 85516 8399.58165301 8448738 5200.587181321144结 语应用生产气油比动态法和油密度动态法计算凝析 气顶油藏的油、气产量准确可靠、简单易行,符合开发实 际,并可为这类油气藏开发评价研究和计算最终油、气 采收率及可采储量提供可靠的依据。这两种计算方法 同样适用于带油环的凝析气藏(凝析气储量系数大小不 同)。将上述两种方法进行简单变形,即可得到干气顶 油藏气顶气、溶解气产量计算公式,可用于干气顶油藏 的天然气产量劈分(凝析气油比趋于无穷大和凝析油密 度为 )。
符号注释G0Rs—-目前压力下油藏生产气油比,m3/t; ^—-目前 压力下总的生产气油比,m3/t;祀一—目前压力下凝析气油比, m3 /t; Ql,Ql ——原油、凝析油阶段产量,t;——阶段油总产 量(包括原油和凝析油),t;⑴,巧一一溶解气、凝析干气阶段产 量,104m3;Qg——天然气(包括凝析干气和溶解气)阶段总产 量,104m3; %——原油和凝析油累计产量,t; A^p——原油累计产 量,t; Gp——累计产气(凝析干气和溶解气)量,104m3;A^——凝 析油累计产量,t; G;——凝析干气累计产量,104m3; G;——溶解 气累计产量,叩4!3;^ ——产出原油和凝析油混合密度,g/cm3; !——原油密度和对应压力下的凝析油密度,g/cm3; Z—— 原油占总的油产量比值。