1、doi :1013969/ j1 issn1100626896120101061009大 涝 坝 2 号 凝 析 气 藏 合 理 生 产 压 差 的 确 定 3杨 翠 萍 1 黄 全 华 1 赵 习 森 2 彭 松 11 西 南 石 油 大 学 石 油 工 程 学 院 2 中 国 石 化 西 北 油 田 分 公 司 雅 克 拉 采 气 厂摘 要 : 气 井 合 理 生 产 压 差 与 合 理 产 量 是紧 密 相 关 的 两 个 问 题 , 两 者 相 互 关 系 的 确定 , 历 来 是 气 藏 开 发 人 员 极 为 关 心 的 问 题 ,是 合 理 开 发 气 藏 的 重 要 参 数 。
2、 根 据 大 涝 坝 2号 凝 析 气 藏 开 发 特 点 , 以 经 验 法 、 采 气 指 示曲 线 、 生 产 系 统 分 析 、 防 止 井 底 出 砂 及 地 层不 发 生 明 显 反 凝 析 的 压 力 界 限 等 方 法 , 综 合确 定 出 大 涝 坝 2 号 凝 析 气 藏 合 理 生 产 压 差 ,为 气 田 合 理 开 发 提 供 了 依 据 。关 键 词 : 凝 析 气 藏 ; 生 产 压 差 ; 采 气 指示 曲 线 ; 生 产 系 统 分 析 ; 出 砂基 金 论 文 : 西 南 石 油 大 学 油 气 藏 地 质 及 开 发 工 程 国 家 重 点 实 验 室 开
3、 放 基 金 项 目 ( PL N0126)生 产 压 差 是 油 气 产 能 的 重 要 保 证 , 是 合 理 开 发气 藏 的 重 要 参 数 , 合 理 的 生 产 压 差 应 既 能 满 足 较 高的 产 能 , 又 能 维 持 较 长 时 间 稳 产 期 。 过 低 的 生 产 压差 不 利 于 充 分 发 挥 油 气 藏 的 产 能 优 势 , 且 不 能 充 分携 带 出 气 井 井 底 积 液 或 携 砂 ; 生 产 压 差 过 高 虽 然 可获 得 较 高 的 产 能 , 却 无 法 保 证 油 气 井 稳 产 , 并 可 能导 致 油 气 井 出 水 、 出 砂 。 目
4、前 确 定 合 理 生 产 压 差 主要 以 经 验 法 、 IPR 曲 线 法 、 生 产 系 统 分 析 为 主 , 刘一 江 1 、 高 洁 2 、 高 博 禹 3 和 何 志 雄 4 等 人 在 这 方面 都 做 了 大 量 研 究 。 以 上 方 法 多 适 用 于 常 规 气 藏 ,对 于 易 出 砂 气 藏 和 凝 析 气 藏 还 需 考 虑 井 底 出 砂 及 不发 生 明 显 反 凝 析 时 的 压 力 界 限 , 各 种 方 法 综 合 确 定出 的 生 产 压 差 更 具 合 理 性 5 。1 气 田 概 况大 涝 坝 凝 析 气 田 位 于 塔 里 木 盆 地 东 北
5、坳 陷 区 库车 坳 陷 和 沙 雅 隆 起 雅 克 拉 断 凸 的 交 界 处 , 受 亚 南 断裂 的 控 制 。 大 涝 坝 2 号 构 造 为 断 背 斜 构 造 , 中 孔 -中 低 渗 储 层 。 该 气 田 自 1997 年 起 经 过 十 几 年 的 开采 , 地 层 能 量 降 低 , 反 凝 析 加 剧 , 地 层 污 染 加 重 ,边 水 侵 入 , 所 有 单 井 产 量 均 出 现 不 同 程 度 下 降 。 截至 2009 年 5 月 底 , 大 涝 坝 气 田 共 有 油 气 生 产 井 11口 , 开 井 10 口 , 5 月 井 口 平 均 日 产 油 243
6、 t , 日 产气 33 104 m3 , 综 合 含 水 率 为 9141 % , 综 合 气 油比 1 369 m3 / t 。根 据 国 内 外 生 产 经 验 , 通 常 取 原 始 地 层 压 力 的10 % 15 %作 为 合 理 生 产 压 差 。 由 于 大 涝 坝 2 号 构造 凝 析 气 藏 属 中 孔 中 低 渗 储 层 , 因 此 取 2009 年 6月 地 层 压 力 43199 MPa 的 10 % 15 %作 为 合 理 生产 压 差 , 即 4139 6159 MPa。 该 方 法 多 用 在 资 料比 较 缺 乏 的 气 井 开 采 早 期 。2 合 理 生
7、产 压 差 的 确 定(1) 采 气 指 示 曲 线 法 。 在 二 项 式 产 能 方 程 p2= Aqg + Bqg 2 中 可 以 看 出 , 气 体 从 地 层 边 界 流 向 井的 过 程 中 , 压 力 平 方 差 由 两 部 分 组 成 : 右 边 第 一 项表 示 消 耗 于 黏 滞 性 引 起 的 压 力 损 失 , 第 二 项 是 由 于惯 性 引 起 的 压 力 损 失 , 两 项 之 和 构 成 了 气 体 流 入 井的 总 压 降 6 。 因 此 , 根 据 采 气 指 示 曲 线 , 直 线 段 最后 一 点 所 对 应 的 压 差 为 气 井 合 理 生 产 压
8、差 , 这 一 点所 对 应 的 产 量 作 为 气 井 合 理 产 量 。 但 对 于 气 井 , 经常 会 遇 到 直 线 段 不 很 明 显 的 情 况 , 为 此 , 可 以 结 合做 p2R - p2wf qgsc 关 系 曲 线 , 类 似 地 , 过 原 点 做 曲 线的 切 线 , 曲 线 明 显 偏 离 切 线 的 点 所 对 应 的 产 量 即 为气 井 合 理 产 量 , 所 对 应 的 压 差 即 为 合 理 生 产 压 差 。此 方 法 确 定 出 的 大 涝 坝 2 号 凝 析 气 藏 合 理 生 产压 差 范 围 为 1124 4104 MPa。(2) 生 产 系
9、 统 分 析 法 。 取 井 底 为 解 节 点 , 计 算出 流 入 与 流 出 曲 线 , 二 者 的 交 点 即 为 协 调 生 产 点 7 。由 此 可 获 得 合 理 压 差 , 确 定 出 的 大 涝 坝 2 号 构 造 凝析 气 藏 的 合 理 生 产 压 差 范 围 为 1164 317 MPa。3 防 止 井 底 出 砂 的 压 力 界 限防 止 井 底 出 砂 的 合 理 生 产 压 差 可 采 用 “ C” 公式 法 计 算 。 将 井 壁 岩 石 所 受 最 大 张 应 力 定 义 为 切 向应 力 t , 则 计 算 公 式 如 下 t = 2(1 - ) (10-
10、6 g h - pr )+ 2 ( pr - pwf ) (1)根 据 岩 石 破 裂 理 论 , 当 岩 石 的 抗 张 强 度 C 小于 最 大 切 向 应 力 时 , 井 壁 岩 石 不 稳 定 , 将 会 引 起 岩石 结 构 破 坏 而 出 砂 。 因 此 , 垂 直 井 井 壁 岩 石 是 否 坚固 的 判 别 式 为 C t , 即C 2(1 - ) (10- 6 g h - pr )+ 2 ( pr - pwf ) (2)91 油 气 田 地 面 工 程 第 29 卷 第 6 期 (201016) 因 此 , 防 止 井 底 出 砂 的 合 理 生 产 压 差 p 的 表达 式
11、 为 p = ( pr - pwf ) 015 C - (1 - ) (10- 6 g h - pr )(3)式 中 t 为 井 壁 岩 石 最 大 切 向 应 力 ( MPa) ; C为 地 层 岩 石 的 抗 张 强 度 ( MPa) ; 为 岩 石 的 泊 松比 ; 为 上 覆 岩 石 的 平 均 密 度 ( kg/ m3 ) ; g 为 重 力加 速 度 (m/ s2 ) ; h 为 产 层 深 度 ( m) ; pr 为 地 层 压力 (MPa) ; pwf 为 井 底 流 压 (MPa) 。由 式 (3) 可 知 , 在 实 验 测 出 岩 石 的 抗 张 强 度 、岩 石 密 度
12、 和 泊 松 比 , 得 出 当 前 生 产 井 的 地 层 压 力 和井 底 流 压 等 参 数 的 基 础 上 , 就 能 求 得 气 井 出 砂 的 最大 合 理 生 产 压 差 值 。选 用 DL K1X 井 进 行 出 砂 预 测 分 析 研 究 , 通 过处 理 该 井 的 测 井 数 据 , 利 用 “ C” 公 式 法 计 算 , 得出 DL K1X 井 不 破 坏 井 壁 岩 石 结 构 的 合 理 生 产 压 差与 地 层 压 力 之 间 的 关 系 式 为pr = 41882 4 pdd + 241124 (4)式 中 pr 为 地 层 压 力 (MPa) ; pdd 为
13、 临 界 生 产压 差 (MPa) 。由 式 (4) 可 知 , 随 着 地 层 压 力 衰 竭 , 为 了 不破 坏 井 壁 岩 石 结 构 , 生 产 压 差 也 应 相 应 减 小 。 目 前大 涝 坝 2 号 气 藏 的 地 层 压 力 约 为 45 MPa , 其 相 应的 防 砂 合 理 生 产 压 差 为 4128 MPa。4 地 层 不 发 生 明 显 反 凝 析 压 力 界 限对 于 凝 析 气 藏 而 言 , 气 井 生 产 压 差 的 确 定 还 应考 虑 地 层 反 凝 析 影 响 , 要 保 证 气 井 井 底 附 近 不 发 生反 凝 析 , 不 影 响 气 藏 凝
14、 析 油 的 采 出 程 度 。图 1 为 DL K1X、 DL K2、 DL K3、 DL K9 及DL K11 井 反 凝 析 液 量 与 地 层 压 差 的 关 系 曲 线 。 各 井发 生 明 显 反 凝 析 时 的 地 层 压 力 和 对 应 压 差 见 表 1。图 1 大 涝 坝 2 号 凝 析 气 藏 反 凝 析 液 量 与 地 层 压 差 关 系由 表 1 可 看 出 , 当 DL K1X、 DL K2、 DL K3、DL K9 及 DL K11 井 地 层 压 力 分 别 降 到 36、 3715、31、 31 和 30 MPa (对 应 压 差 分 别 为 5173、 13
15、173、1612、 12185 和 15156 MPa) 时 地 层 将 发 生 明 显 反凝 析 , 此 时 地 层 中 凝 析 油 损 失 量 将 达 最 大 。 因 此 ,大 涝 坝 2 号 构 造 凝 析 气 藏 合 理 生 产 压 差 不 应 超 过 6MPa , 否 则 将 会 造 成 大 量 凝 析 油 损 失 。表 1 大 涝 坝 2 号 凝 析 气 藏 发 生 明 显 反 凝 析 的 压 力 和 压 差井 号 发 生 明 显 反 凝 析时 的 压 力 / MPa 发 生 明 显 反 凝 析时 的 压 差 / MPa 最 大 反 凝 析液 量 / %DL K1X 36 5173
16、 371 33DL K2 3715 131 73 311 72DL K3 31 161 2 331 42DL K9 31 121 85 341 64DL K11 30 151 56 231 255 合 理 生 产 压 差 的 综 合 确 定采 用 截 止 到 2009 年 5 月 的 大 涝 坝 2 号 构 造 气藏 生 产 动 态 数 据 , 以 采 气 指 示 曲 线 法 、 生 产 系 统 分析 法 为 主 , 并 考 虑 不 发 生 明 显 反 凝 析 、 防 止 地 层 出砂 时 的 压 力 界 限 为 约 束 条 件 , 同 时 参 考 经 验 法 , 结合 大 涝 坝 2 号 构
17、 造 凝 析 气 藏 特 点 , 根 据 表 2 的 分 析结 果 , 确 定 气 井 合 理 生 产 压 差 为 112 313 MPa。表 2 大 涝 坝 2号 凝 析 气 藏 合 理 生 产 压 差 综 合 确 定 结 果 MPa井 号 DL K1X DL K2 DL K3 DL K4 DL K6 DL K9 DL K10X DL K11采 气 指 示曲 线 法21 58 31 24 1124 41 04 1129 11 83 11 32生 产 系 统分 析 法31 18 219 1164 317 2 21 06 21 07不 明 显 反凝 析304 X45 X60 16MnR 20 #
18、 10 # 。212 缓 蚀 剂 优 选 评 价大 量 文 献 表 明 , 加 注 缓 蚀 剂 是 气 田 防 腐 最 经 济有 效 的 手 段 之 一 。 目 前 , 专 门 针 对 CO2的 缓 蚀 剂 不多 , 需 要 对 国 内 外 各 种 缓 蚀 剂 (特 别 是 在 高 含 CO2天 然 气 防 腐 领 域 成 功 应 用 的 缓 蚀 剂 品 种 ) 进 行 优 选评 价 , 找 出 适 合 长 深 气 田 天 然 气 工 况 特 点 的 缓蚀 剂 品 种 ,为 此 开 展 了 缓 蚀 剂 优 选 评 价 试 验 ( 3 3 高 博 禹 1 实 验 模 拟 指 示 曲 线 法 确
19、定 气 井 合 理 生 产 压 差 J 1 新 疆石 油 地 质 ,2003 ,24 (5) :432 - 4341 4 何 志 雄 ,孙 雷 ,李 士 伦 1 凝 析 气 井 生 产 系 统 分 析 方 法 J 1 石 油 学报 ,1998 ,19 (4) :55 - 601 5 李 笑 萍 1 定 流 压 生 产 的 凝 析 气 井 产 能 分 析 模 型 J 1 油 气 田 地 面工 程 ,2005 ,24 (11) :121 6 李 士 伦 1 天 然 气 工 程 (第 二 版 ) M 1 北 京 :石 油 工 业 出 版 社 ,200817 金 忠 臣 ,杨 川 东 1 采 气 工 程 M 1 北 京 :石 油 工 业 出 版 社 ,20041第 一 作 者 简 介 杨 翠 萍 :西 南 石 油 大 学 硕 士 研 究生 ,研 究 方 向 为 油 气 田 开 发 。(028) 83033372、 yangcuiping_866 1631com(栏 目 主 持 杨 军 )12 油 气 田 地 面 工 程 第 29 卷 第 6 期 (201016)
