凝析气井产能试井解释中的阻塞表皮系数校正法研究

熊 钰，孙安培，张雅玲，阳建平，肖 缇

(1.西南石油大学，四川 成都 610500;2.中油长庆油田分公司，陕西 西安 710021; 3.中油塔里木油气田分公司，新疆 库尔勒 841000)

凝析气井产能试井解释中的阻塞表皮系数校正法研究

熊 钰1，孙安培1，张雅玲2，阳建平3，肖 缇1

(1.西南石油大学，四川 成都 610500;2.中油长庆油田分公司，陕西 西安 710021; 3.中油塔里木油气田分公司，新疆 库尔勒 841000)

在循环注气凝析气井产能试井过程中，常会发生反凝析现象，导致凝析油在井底造成阻塞。在气井产能测试时，主要表现出常规二项式产能测试曲线为负斜率。为准确进行产能测试，将阻塞表皮系数理论与常规二项式产能方程理论相结合，获得了考虑阻塞效应前提下，相对准确的凝析气井产能试井方法。实测分析表明:该方法在产量校正基础上，可有效解决循环凝析气井产能试井曲线斜率为负的问题，并能正确获得气井产能。

凝析气;产量校正;产能试井;反凝析现象;阻塞表皮系数;凝析油阻塞

引言

反凝析现象是凝析气藏开发过程中常见的现象。当地层压力或井底流压低于露点压力，即使气井以稳定产量生产时，但由于近井地带的反凝析作用，也会形成相当一部分液相的凝析油［1－2］。由于各次开井产量的不同，有可能改变井底附近的阻塞程度。随着产量的增加，阻塞表皮系数可能增加。另一方面，由于产量增加，有可能携带出井底部分堆积的凝析油，使阻塞表皮系数降低。在测试过程中，阻塞表皮系数是增加还是减少，不同的情况会有不同的结果［3］。而在循环注气凝析气井的产能测试中，由于其保压作用，导致较早期阶段，反凝析处于快速堆积阶段，阻塞表皮系数可能与文献［4－6］描述有区别。表现为产能测试时，常规产能测试曲线斜率为负，不同井反映出的负斜率差别较大，如何正确计算阻塞效应，以及在处理产能测试数据时如何考虑它，对正确分析气井产能有一定的工程应用价值。

1 阻塞压降的计算

当近井地带出现的反凝析油未达到临界可流动的饱和度时不会流动，但却会影响气相的流动，即形成一定流动的附加阻力［5］。按稳态理论，近井地带平均凝析油饱和度可由下式表示:

式中:So为凝析油的饱和度;qg为凝析气的总产气量，104m3/d;μg为气体动力黏度，mPa·s;psc为标准大气压力，MPa;Z为气体偏差因子;T为气藏温度，K;y为反凝析因子(y=dC/dp)，m3/(MPa· m3);rb为凝析油阻塞半径，m;h为气藏有效厚度，m;φ为气藏有效孔隙度;K为气藏的有效渗透率，10－3μm2;pR为地层压力，MPa;Tsc为标准地面温度，K;t为试井时间，s。

当衰竭式开发时，y值可以直接利用PVT中CVD实验数据求取。对循环注气的反凝析因子，应根据稳定生产时的气油比，并结合PVT计算。将psc=0.101 MPa和Tsc=293K带入公式得:

当取近井地带的凝析油饱和度为临界饱和度Soc时，可得凝析油阻塞半径的计算公式:

阻塞表皮系数计算公式如下:

式中:Sb为凝析油的阻塞表皮系数;Krgc为在凝析油的临界饱和度下气体的相对渗透率;rw为气井的井底半径，m;Kb为凝析油阻塞区的有效渗透率，10－3μm2。公式(1)～(5)的推导过程见文献［7－9］。

为方便在产能评价中使用该计算公式，在研究中将其转换为压降公式:

式中:Δp为阻塞表皮引起的压降，MPa;qo为凝析油产量，m3/d;μo为凝析油动力黏度，mPa·s;Bo为凝析油的体积系数。

2 当量产量计算

对于凝析气井，产量分为干气产量和凝析油产量。进行产能分析时，为简化处理，将凝析油产量折算成当量产气量［10］，折算方法见公式(7):

式中:q为干气产量，104m3/d;γo为凝析油的相对密度。

3 考虑反凝析阻塞影响进行产能数据处理

一般来讲，常规凝析气井的二项式产能方程表示为:

式中:pwf为井底流压，MPa;a、b均为常数。

不同测试产量对应的流动时间不同，阻塞表皮系数不同，因此阻塞表皮引起的附加压降也不同。假设每一个工作制度对应一个Sbi，则油阻塞表皮引起的附加压降可以表示为Δpi。在实际测试中，由于测试压力干扰和阻塞作用本身具有一定的滞后效应，稳定井底流压具有一定扰动，p2wf是在基准值周围波动的函数，即符合幂级数的收敛性质，于是可将在基准确值进行泰勒级数展开，并忽略3次导数以后的项，可得到:

式中:pwf(测)为测试的井底流压，MPa;pwf(准)为准确的井底流压，MPa。

于是有:

于是，产能数据的处理可分为以下步骤:①利用式(1)～(5)计算阻塞半径和阻塞表皮系数;②利用公式(6)计算附加压降;③利用公式(10)进行产能分析。

4 实例分析

某循环注气凝析气井中部深度为5 146.5 m;储层有效厚度为32 m;平均有效孔隙度为14.8%;凝析气露点压力(138℃)为53.24 MPa，地层压力为54.21 MPa，反凝析因子为4.35×10－5m3/(MPa·m3)，该井于2004年6月进行产能测试，产能试井资料见表1。

表1 稳定试井测试数据

由常规的产能试井处理该井的生产数据后得到的二项式产能方程的斜率是负值，其产能曲线无法用于此井的产能求解。采用文中所述阻塞表皮系数法加以校正，校正后的基础数据见表2。

表2 校正后的试井数据

根据表2数据，利用式(9)进行二项式产能方程修正(图1)。由图1可知:该井的二项式产能方程－=7.2417qg+0.0609×无阻流量为166.2×104m3/d。修正后产能方程计算出的无阻流量比一点法计算值(184.158 6×104m3/d)偏小。可以看出，该凝析气井实际配产量为22×104～27× 104m3时，生产持续稳定。若按无阻流量的1/6配产，阻塞表皮系数法的配产量约为27×104m3/d，一点法约为30×104m3/d。由此证明，阻塞表皮系数法可正确反映凝析油析出对产能的影响。

图1 修正后的产能测试曲线

图2为该凝析气井实际生产动态曲线。由图2

图2 某凝析气井实际生产动态曲线

5 结 论

(1)循环注气条件下的凝析气井，若地层压力处于快速反凝析堆积区间，则阻塞表皮系数会随着测试产量的增大而逐渐增加。

(2)在循环注气凝析气井产能二项式方程中引入阻塞表皮系数的方法可以有效解决二项式产能方程异常的现象，是1种简单实用的处理产能的方法，对现场实际生产具有指导意义。

(3)利用阻塞表皮系数法计算出的无阻流量进行配产，可以达到较好的稳产效果，这也从实际动态数据中得到了证实。

［1］Bamum R S.Gas condensate reservoir behaviour productivity and recovery reduction due to condensation［C］.SPE70767，1995:677－687.

［2］付玉，袁士义，宋文杰.反凝析液对产能的影响机理研究［J］.石油勘探与开发，2001，28(5):46－48.

［3］朱绍鹏，李文红，劳业春.凝析气井无阻流量影响因素分析［J］.特种油气藏，2007，14(1):84－86.

［4］陈健.变表皮系数在凝析气井产能试井中的应用［J］.重庆科技学报，2010，11(3):39－40.

［5］严涛，汪龙杰.变表皮系数在气井试井解释中的应用［J］.海洋石油，2006，26(3):46－50.

［6］Elshahawi H，Gad K，周静.高产能气井试井中的表皮系数评价［J］.天然气勘探与开发，2002，25(2):54－62.

［7］陈元千.确定凝析油阻塞半径和阻塞表皮系数的方法和应用［J］.试采技术，1999，20(2):1－3.

［8］Muskat M.physical principles of oil production［M］.New York City:Mc Graw—Hill Book Company Inc，1949: 793.

［9］Golan M，Whitson C H.Well performance［M］.New Jersey: Prentice Hall company，1991:329－331.

［10］刘能强.实用现代试井解释方法［M］.北京:石油工业出版社，1996:10，87.

编辑 周丹妮

TE373;TE319

A

1006－6535(2012)04－0081－03

10.3969/j.issn.1006－6535.2012.04.020

20110802;改回日期:20110923

国家重大科技专项“大型油气田及煤层气开发”子课题“塔里木盆地库车前陆冲断带油气勘探开发示范工程”(2008ZX05046)

熊钰(1968－)，男，教授，1995年毕业于西南石油大学油气田开发专业，现从事油气藏工程、油气藏流体相态理论与测试及注气提高采收率方面的教学和研究。