凝析气井异常产能评价

赵洪涛(中法渤海地质服务有限公司，天津 300457)

0 引言

气井产能的准确评价能够为气藏后期的开发方案设计提供重要的指导依据，是气藏开发研究的重要内容。常规产能评价方法是通过系统试井，测试不同工作制度下的压力和产量数据，运用指数式或二项式产能方程(式(1)、式(2))求取绝对无阻流量，再以绝对无阻流量为基础按一定比例制定合理的生产制度。

式中：PR为原始地层压力(MPa)；Pwf为流压(MPa)；Q为产量(m3/d)；C为常数；n为渗流指数；A、B为二项式方程系数。

然而，在凝析气藏开发过程中，当井底压力降至露点压力以下时，地层将发生反凝析作用。在凝析油饱和度高于临界流动饱和度的区域，凝析油参与流动，形成气、液两相流；而凝析油饱和度低于临界流动饱和度区域，凝析油不流动，而是吸附、聚集于孔隙表面，形成“两相三区”系统，如图1所示[1]。凝析气藏反凝析作用会造成部分气体渗流通道堵塞，气相有效渗透率下降、气产量降低，从而使常规产能方程出现异常，无法求取无阻流量。在进行凝析气藏产能评价时，需甄别井底流动状态，选择合理的产能评价方法，才能有效评价产能，达到指导油气藏开发的目的。

图1 凝析气井“两相三区”流动特征示意图

1 气井产能评价方法

针对凝析气藏产能评价，许多学者进行了大量的研究，归纳起来包括单相法、压力修正法、气液两相法以及相应的优化模型，下面就常用的气井产能评价方法做简单介绍。

1.1 单相法

该方法适用于井底处于单相流状态，如果凝析油析出较少，饱和度低于临界流动饱和度时，仍可认为井底为单相气流，按公式(3)将凝析油折算成相应的气产量[2]，然后用常规指数式或二项式产能方程进行无阻流量的求取。

式中：Qg、Qo、Qt分别为气产量、凝析油产量和折算总产量(m3/d)；γo为凝析油密度(g/cm3)。

由于气体状态方程不同于油和水，黏度、偏差系数等受压力影响明显，故引入“拟压强”概念，即，在已知相关物性参数的条件下，用拟压强代替压强数据进行产能计算更接近实际[3]。

式中：Ψ(P)为拟压强(MPa)；μ为黏度(mPa·s)；Z为气体偏差因子。

1.2 压力修正法

在气井产能测试过程中由于各种不可控因素，压力数据有时会出现偏差，导致产能方程异常，无法求取无阻流量(如井底存在积液，测试流压Pwf偏小或钻井液浸泡污染，造成额外压力损失等)。这时，需要综合判断异常原因，对数据进行必要的校正，以达到产能评价的目的。

校正方法是在异常压力上附加校正系数δ，由二项式产能方程可知，和Q的关系应为一条斜率为B，截距为A的直线，通过不断调整δ值，在保证A、B为正值的同时，使各测点线性相关系数达到最大，然后依据修正后的产能方程进行无阻流量计算[4]。校正系数δ通常被假定为常数，与实际存在误差(不同油嘴下，井底积液高度不同，δ值应不同)，故该方法计算的产能结果存在一定误差，适用于在产能方程异常，无法进行有效评价时，对产能进行粗略的分析。

1.3 气液两相法

当地层压力低于露点压力且凝析油饱和度高于临界流动饱和度时，凝析油开始参与流动，此时需要考虑两相流对气相渗透率的影响，针对两相流产能评价方法，陆家亮[5]进行了相关理论研究，推导得到了拟稳态下的油、气两相流动产能方程(4)：

式中：Ψe、Ψwf分别为供给拟压强、井底拟压强(MPa)；μg、μo为气黏度、凝析油黏度(mPa·s)；ρg为天然气相对密度(g/cm3)；Krg、Kro分别为气相相对渗透率、油相相对渗透率；K为地层渗透率(×10-3μm2)；h为有效厚度(m)；re、rw、r分别为供气半径、井筒半径和径向半径(m)；Bg、Bo分别为气相和油相体积系数；Rs为自由凝析油中的气油比(m3/m3)；β为气体紊流系数；fg为气体体积分数；S为表皮系数。

该方法综合考虑了两相流、表皮污染、非达西效应等影响，解决了凝析气藏存在油、气两相流动且对气产量造成影响的产能资料的有效评价问题。

2 实例分析

渤-A井为渤海油田一口预探井，产能测试数据如表1所示，从表中可以看出，制度1和制度4均为9.53 mm油嘴生产，但两次产量数据存在明显差异，制度4产量甚至较7.94 mm油嘴产量还要小，产能资料出现异常。

表1 渤-A井产能测试数据表

PVT取样分析结果显示，该气藏属特高含凝析油凝析气藏，露点压强46.27 MPa，与原始地层压强49.48 MPa相比，地露压差仅3.21 MPa，分析认为测试过程中井筒附近存在反凝析现象，随凝析油饱和度不断升高，气相有效渗透率不断下降，从而造成制度4产气量异常减小。所以，该井产能评价需考虑油、气两相流动的影响，选用气液两相拟压力法更合理。

DST测试初期，由于缺乏PVT相关资料，初步分析应用单相法和修正法对制度1、2、3产能数据进行了分析，在获取实验室PVT分析结果后，应用气液两相拟压力法重新对产能数据进行分析，并对产能计算结果进行了对比分析。三种方法计算得到对应的二项式产能方程及无阻流量计算结果如表2所示，结果表明，考虑气、液两相流动的两相拟压力法计算的无阻流量较单相法降低19.1%，较修正法降低24.7%，反凝析作用对渤-A井测试产能影响显著。

表2 不同产能评价方法产能方程对比

3 结语

(1)综合产能测试资料及PVT分析结果，认为渤-A井产能测试资料异常的原因是测试过程中井筒周围发生反凝析作用，造成气相渗透率下降。(2)应用气液两相拟压强法对渤-A井进行产能分析，计算无阻流量13.33×104m3/d，较单相气法产能下降约19.1%，反凝析作用对产能影响显著。(3)在凝析气藏的产能评价过程中，应准确认识井下流体流动状态，选择合理的产能评价方法，分析结果才更具指导意义。