凝析油衰竭采出程度的数值模拟*

乔林 侯国庆 伏龙 李华斌 陆正元

1油气藏地质及开发工程国家重点实验室 2中化石油勘探开发有限公司

凝析油衰竭采出程度的数值模拟*

乔林1侯国庆2伏龙1李华斌1陆正元1

1油气藏地质及开发工程国家重点实验室 2中化石油勘探开发有限公司

低渗凝析气层受到凝析气相态变化、启动压力梯度、应力敏感效应等因素的影响，生产的变化规律较为复杂。基于低渗凝析气层基本情况，利用数值模拟方法，研究了启动压力梯度、应力敏感效应对凝析气生产动态的影响，讨论了启动压力梯度、应力敏感效应、裂缝长度等对凝析油采出程度的影响。结果表明，在开采初期，启动压力梯度对凝析油采出程度影响较大，在开采后期，应力敏感效应对凝析油采出程度影响较大；随着凝析油含量增加，反凝析损失和污染的影响逐渐增大，启动压力梯度和应力敏感效应的影响逐渐减小。

低渗凝析气；凝析油；启动压力梯度；应力敏感效应；采出程度

目前，启动压力梯度、应力敏感效应等对气层的生产动态影响的相关研究多针对干气气层，而针对凝析气层的相关研究较少，同时不同流体性质凝析气层的采出程度的相关研究也较少。利用数值模拟方法，研究了启动压力梯度、应力敏感效应对凝析气生产动态的影响[1-3]，讨论了启动压力梯度、应力敏感效应、裂缝长度等对凝析油采出程度的影响。

1 模型建立

利用建模软件Petrel建立凝析气层的框架模型和属性模型，再利用Eclipse数值模拟软件进行数值模拟研究。采用角点网格，步长为20×20 m，X方向划分40个网格，Y方向40个网格，网格节点总数为40×40×8=12 800（个）。模型的基本参数还包括平均孔隙度（19.8%）、平均渗透率（0.2× 10-3μm2）、束缚水饱和度（35%）、原始地层压力（32.5 MPa）和原始地层温度（76.5℃）。考虑到低渗气层需要采用压裂增产措施开采，模拟了裂缝半长分别为50，75和100 m的压裂缝，裂缝平均导流能力为35 μm2·cm。模型分别采用凝析油含量低、中、高的三种凝析气，凝析油含量分别为80、150和300 g/m3。模拟不同凝析油含量的凝析气藏衰竭式开采过程，模型中考虑启动压力梯度和应力敏感效应，研究不同因素对凝析油衰竭采出程度的影响。

2 因素敏感性分析

利用Eclipse数值模拟软件中的组分数值模块进行模拟模型研究，按单因素分析方法研究了启动压力强度和应力敏感效应对不同凝析油含量的凝析油采出程度的影响。分别研究了启动压力梯度为0、0.002、0.004、0.006、0.008和0.01 MPa/m对不同凝析油含量的凝析油采出程度的影响；及渗透率变形系数为0、0.01、0.02、0.03、0.04和0.05 MPa-1对不同凝析油含量的凝析油采出程度的影响；最后综合研究了启动压力梯度和应力敏感效应对不同凝析油含量的凝析油采出程度的影响。

2.1 启动压力梯度

从启动压力梯度对不同凝析油含量的凝析油采出程度的影响曲线可见，随着启动压力梯度的增大，凝析油采出程度呈下降趋势；同时，随着凝析油含量增加，启动压力梯度对凝析油采收率的影响逐渐减小。凝析油含量较高时，随着压力降低，凝析油析出，反凝析损失和反凝析污染较为严重，凝析油由于低于临界流动饱和度，在不考虑启动压力梯度的影响时也难以流动；在启动压力梯度条件下，析出的凝析油更难以流动。从曲线中还可以看出，随着裂缝长度增加，启动压力梯度影响逐渐减小。裂缝较长时，压降迅速波及距离井筒较远的区域，在储层较深处仍能产生足够的压差，克服启动压力梯度，使流体发生流动。

2.2 应力敏感效应

从应力敏感效应对不同凝析油含量的凝析油采出程度的影响曲线可看出，随着渗透率变形系数增大，凝析油采出程度呈下降趋势；同时，随着凝析油含量增加，应力敏感效应对凝析油采收率影响逐渐减小。这是因为凝析油含量较高时，反凝析损失严重，大部分凝析油滞留于地层中，是凝析油采收率低的主要原因；流动的气相或液相，受到应力敏感效应造成储层渗透率下降和反凝析污染的影响。另外，随着裂缝长度增加，应力敏感影响逐渐减小。这是因为在一般情况下，井底或裂缝附近储层中压降较大，应力敏感影响较大，地层渗透率下降较明显；但由于裂缝长度增加，有效泄流面积增大，对应力敏感造成的产能下降有一定补偿作用，在一定程度上减少了应力敏感效应的影响。

2.3 综合影响

从不同影响因素对凝析油采出程度影响曲线可以看出，相同裂缝半长下，凝析气中凝析油含量对凝析油采出程度影响很大，低含凝析油凝析气藏的凝析油采出程度明显高于高含凝析油凝析气藏，说明了较严重的反凝析损失和污染是造成高含凝析油凝析气藏的凝析油采出程度偏低的主要因素。相同凝析油含量下，随着裂缝半长的增加，凝析油采出程度有一定的增加。在启动压力梯度与应力敏感效应共同影响下，凝析油采出程度低于只考虑启动压力梯度或应力敏感效应单一因素下的采出程度。在对最终采出程度影响接近的情况下，启动压力梯度对采出程度的影响早于应力敏感效应，在生产初期就有表现；而应力敏感效应则是在生产一段时间，地层压力下降后才逐渐表现影响，且随生产时间增加影响逐渐增强。说明了在开采初期，启动压力梯度对凝析油采出程度影响较大；在开采后期，应力敏感效应对凝析油采出程度影响较大。

3 结论

（1）启动压力梯度，渗透率应力敏感均会降低凝析气藏的凝析油衰竭采出程度。在开采初期，启动压力梯度对凝析油采出程度影响较大；在开采后期，应力敏感效应对凝析油采出程度影响较大。

（2）随着凝析油含量增加，凝析油衰竭采出程度显著下降，反凝析损失和污染的影响逐渐增大，启动压力梯度与应力敏感效应影响逐渐减小。对于高含凝析油凝析气藏，应尽量减轻反凝析损失与污染影响。

[1]黄全华，孙雷，李士伦，等．低渗凝析气藏气井产能的正确预测[J]．天然气工业，2005，25（11）：82-84.

[2]崔大庆，谭国华，王乐之．濮城油田濮67块低渗凝析难动用气藏挖潜技术研究[J]．钻采工艺，2003，26（4）：44-47.

[3]熊健，郭平，张磊，等．非线性渗流复合气藏气井产能新方程分析[J]．断块油气田，2012，19（1）：106-109.

（栏目主持 杨军）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.1.015

基金论文：国家自然科学基金项目“活化低渗孔隙介质中残余油的机理和条件研究”（40772083）。