凝析气顶油藏复杂气窜问题研究

喻 莲，赵文琪，陈 礼，王 桐

(1.中石化石油勘探开发研究院，北京 100083;2.中油勘探开发研究院，北京 100083)

引 言

在开发凝析气顶油藏时，采用油气界面屏障注水法单独开发油气区，可以减缓油气互窜，且有利于保持地层压力，减少凝析油损失。但油气藏投入开发以后，若平衡状态一旦破坏，油井便极易发生气窜［1］。目前，已有少数人研究计算凝析油气藏的气窜量，但几乎都采用适用于凝析油气藏的生产气油比动态法［2］。此方法从单井的气油比、产气量变化研究计算气窜量，对于发生2次复杂气窜的凝析油气藏已不再适用。为此，进行了解决复杂气窜问题的新方法研究。

1 油气藏概况

某区域凝析油气藏是1个带凝析气顶和边底水的复杂碳酸盐岩油气藏。该油气藏气顶指数为0.73，原始地层压力为 29.7 MPa，饱和压力为25.76 MPa，原始溶解气油比为248.4 m3/t，露点压力为28.04 MPa，地饱压差和地露压差小，平均渗透率为104.23×10－3μm2，为中等渗透率储层。

自1983年投入开发以来，该凝析油气藏主要经历了4个阶段:①1983年至1991年，气顶膨胀驱油阶段;②1992年至1998年，采用在油气界面附近屏障注水，油环内行列式注水和点状注水相结合的方式开发油环;③1999年至2001年5月，降低屏障注水量充分利用气顶膨胀能量驱油;④2001年6月至今，恢复气顶屏障注水量，油环内部继续采用水驱的开发方式。油藏开采过程中，从第4阶段开始发生气窜。

2 气窜特征

油气藏开发进入第4阶段后，地层压力下降至24.52 MPa，此后屏障注水量又出现了几次较大波动，因此气顶膨胀油井先后发生2次气窜:①2002年10月至2004年8月，屏障注水减弱，地层压力下降，在无屏障注水井和屏障注水量大幅度降低的区域，气区侵入油区，油井气油比很快上升至2000～3000 m3/t，气窜速度快，气窜量大，气窜井共有8口(图1);②2007年2月至2010年5月，屏障注水量连续3 a大量减少，气顶持续向外扩张，至2008年，气窜井共17口(包括发生2次气窜的油井8口)，但由于此时气顶的膨胀能量减弱，气油比最终达到1000 m3/t以上，气窜速度较慢。

通过分析油井的气油比变化发现，第1次气窜特征表现为“局部区域气窜，来得快，去得快”;第2次气窜特征表现为“普遍气窜，速度慢，时间长”。同时，由于凝析气顶气窜后采出的地面油混有密度较小的凝析油，因此气窜后地面油的密度减小［3－4］。

图1 气窜井生产气油比变化举例

3 气窜类型分析

复杂油气藏的气窜分类需结合考虑气窜的油水气流动特征及凝析油气藏的反凝析特征，一般可划分为3种类型:垂向窜、侧向窜、混向窜［5］。

研究区位于1个较大的背斜构造单元上，油井只射开了下部油层，当气顶膨胀时，由于气区和油区连通性好，隔夹层不发育，气体首先向下窜流，油井多发生垂向窜［6］。此次气窜特征为:移动距离短，气窜速度快，气窜量大，这也和生产气油比分析得到的气窜特征吻合。该油气藏注水开发历程较长，当油井发生2次气窜时，进入气区的水形成水封气［7－8］，受气体和水的密度差影响，气体很难产生通畅的垂向窜流，因此在气体的流通过程中，沿着隔层推进的侧向窜流若遇到层间断层或隔层断裂，则气体发生复杂的混向窜流，这2种气窜类型复杂交错;在该油藏开发中后期，地层压力已经开始下降到凝析压力以下，凝析气在窜流过程中可能出现反凝析现象，反凝析油滞留在孔隙通道处，也使得气体窜流更加复杂，气窜类型也复杂多变。

由此可知，气窜特征表现为:移动距离长，速度慢，气窜量小，这也和421井、445井、463井等2次气窜的气油比变化情况得到的气窜特征相符合(图1)。

4 凝析油气藏的物质平衡法推导

若将常规的物质平衡法［9］采出液态烃中的原油和凝析油区分开来，可得到计算凝析油气藏的气窜量的物质平衡法，该方法强调整个油藏的整个过程的产油、产气量的变化，因此不必分开考虑2次气窜，适用于计算此类复杂油气藏的气窜量。

根据物质平衡原理，溶解气累计产出量为:

其中，对于溶解在地下剩余油中的溶解气量为:

式中:Gps为溶解气累计产量，104m3;Gs为油藏溶解气储量，104m3;G's为地下剩余油溶解气量，104m3;G滞留为滞留在地层中的游离气量，104m3;N为原油储量，104t为地面原油产量，104t;Rs为地层剩余油的气油比，m3/t，可以通过原油PVT分析资料得到［10］。

凝析油气藏的伴生气产量等于溶解气产量与凝析气干气产量之和，即:

式中:Gp为伴生气产量，104m3;为凝析干气产气量，104m3。

累计产油量分为2个部分，一部分是原油产量，另一部分是凝析油产量，即:

式中:Np为累计产油量，104t为凝析油产量，104t;Rc为凝析气油比，m3/t;ρ为凝析油密度，kg/m3;Mo为凝析油含量，kg/m3。

由式(1)～(5)得到:

用容积法储量计算公式估算滞留在油层中的游离气量:

式中:Ao为含油面积，km2;h为油层平均有效厚度，m;φ为油层平均孔隙度，%;Bg为滞留气体的体积系数;sgc为游离气开始流动时的含气饱和度，%。

将式(2)、(6)、(7)代入式(1)，即可得到计算凝析干气产气量即凝析气顶的总气窜量公式为:

其中，Bg和Rc可以通过油、气PVT分析资料求取。

5 凝析气藏物质平衡法准确性对比

在预测油气藏的生产动态和估算相关值时，一般运用Eclipse数值模拟方法，通过对地层压力、含水率、单井产气量以及油气藏气油比等的较好拟合后(图2)，得到相对准确的油气藏气窜量，经计算约为15.30×108m3。使用该物质平衡法计算得到该凝析油气藏的总气窜量为14.43×108m3，与数值模拟结果对比误差为5.6%。若仅考虑为普通气藏，用普通物质平衡法计算气窜量［9－10］，其计算结果为13.77×108m3，与数值模拟结果对比误差为10%，由此证明了该计算方法的相对准确性。

图2 油气藏的气油比及累计产气量拟合曲线

由式(8)也可以发现，凝析油气藏的凝析油含量越大，用该种方法计算的气窜量越大，越能反应油气藏的反凝析特征，计算值越贴近于油气藏真实的气窜量。再一次证明，该方法对计算中高凝析油油气藏的气窜量很有效。

6 结束语

对于凝析气顶油藏的2次复杂气窜，可以结合油气生产动态、油气水流动特征以及油气藏的地质特征、油气藏的反凝析特征等综合分析其气窜特征及气窜类型。在分析和计算气窜量时，将采出的地面油分为原油和凝析油2个部分，推导出适合于这类凝析油气藏的物质平衡法方法，此种方法适用于计算气窜过程复杂的油气藏的气窜量，且从推导出的公式中还可以看出，当凝析油气藏的凝析油含量越高，用此方法更能真实反应油气藏的气窜情况。

对于此类气顶油藏的后期开发，由于接近油气边界附近的第1排油井几乎全部气窜，建议恢复并加大相应屏障注水井的注入量，对于此种方法无效的气窜井可将其转变为屏障注水井，防止其外侧油井气窜，同时为保护气窜井在不窜层位的正常生产，应采取下封隔器卡封气窜井段或挤水泥封堵气窜井段等措施。

［1］郑小敏，钟立军，严文德，等.凝析气藏开发方式浅析［J］. 特种油气藏，2008，15(2):59－63.

［2］赵伦，赵晓亮，宋珩，等.凝析气顶油藏气顶气窜研究［J］. 油气地质与采收率，2010，7(4):78 －79.

［3］张建民，许明.双六井区凝析气顶油藏开采特征研究［J］. 特种油气藏，2008，15(4):41－42.

［4］伍友佳.辽河双台子油气藏气顶驱开采特征及气窜模式［J］.天然气工业，2000，20(6):76－79.

［5］李春兰，杨炳秀，程林松.气顶底水油藏直井开采最佳射孔位置和最佳射开厚度确定方法［J］.中国海上油气，2004，16(2):105 －106.

［6］刘顺生，方甲中，李晓山，等.利用气顶能量合理开发扎纳若尔油藏的可行性［J］.新疆石油地质，2005，24(6):594－597.

［7］代金友，王蕾蕾，李建霆，等.苏里格西区气水分布特征及产水类型解析［J］.特种油气藏，2011，18(2):69－72.

［8］余元洲，李宝荣.凝析气顶油藏油气产量的计算方法探讨［J］.石油勘探与开发，2000，28(1):60－63.

［9］潘洪灏，张素珍.气顶油藏气窜气量计算方法探讨［J］.天然气工业，1995，15(4):43 －46.

［10］汪周华，郭平，尹永飞，等.PVT参数误差对物质平衡计算精度的影响研究［J］.特种油气藏，2005，12(5):50－51.