海上凝析气井动态储量计算方法*

张凤喜 陈 明 王庆勇 马国新

(上海石油天然气有限公司)

气藏储量计算方法较多，可分为静态法和动态法两大类。静态储量计算方法主要是容积法；动态储量计算目前主要分为物质平衡法、产量递减法、油压法、试井法等[1-4]。其中物质平衡法是气藏计算动态储量最常用的方法，该方法的要点在于获取地层压力。海上气井压力测试由于条件限制等因素测试费用较高，且关井测压会影响气井的生产。气井关井尤其是凝析气井的关井测压，还会引起井底的积液，积液严重的井甚至在开井后必须采取诱喷等方式才能恢复自喷生产。文中引入动态物质平衡方法，利用井口压力、产量数据来求取地层压力从而确定气藏动态储量。

1 拟稳态特性

依靠弹性能量开采的封闭气藏，地层内压力波的传播过程分为两个阶段：压力波传到边界之前的不稳定流阶段和压力波传到边界之后的边界流阶段。边界流阶段又称为拟稳态阶段，其特性为单位时间内地层内各点压力下降幅度相等[5]。

2 动态物质平衡

Palacio 和 Blasingame提出了物质平衡拟时间，从而建立了变产量和定产量生产之间的等效关系。

考虑气体PVT性质变化及岩石压缩性的影响，物质平衡拟时间定义为[6]：

气井产能方程为：

(1)

式中：

上式引入物质平衡拟时间后整理得：

两边同乘以(kh/1.417qT)得：

(2)

将式(1)与式(2)联立可得动态物质平衡数学模型简化形式：

Pp=Ppwf+qbpss

式中：

将物质平衡拟时间带入式(1)得

(3)

通过绘制(Ppi-Ppwf)/q—tca图版，可确定bpss值，进而获得地层平均压力Pp[7]，求取动态储量(图1，图2)。

图1 (Ppi-Ppwf)/q—tca 示意图

图2 动态物质平衡法示意图

3 气藏动态储量计算方法

井底流压数据是动态物质平衡应用的充分条件之一，生产过程中流压为间歇的不连续数据，而井口油压及产气量为连续的实时监测数据。应用井口油压及产量数据借助成熟的管流软件在优选流动相关式的基础上进行压力折算，可获得对应的流压数据。通过对流压进行回放，基于动态物质平衡基本原理，获取当前地层平均压力，进而获得气藏动态储量。计算步骤如下：

(1)基础数据收集：气藏埋深、有效厚度、地层压力、温度数据、单井测试数据、井身结构数据、井口油压、产量数据、流体PVT分析资料等；

(2)数据质量分析：对井口油压及产量数据进行整理，确定物质平衡时间tca；

(3)流动相关式拟合：通过既有的压力测试数据，借助管流软件进行流动相关式拟合，选出合适的流动相关式；

(4)绘制(Ppi-Ppwf)/q—tca曲线，确定bpss；

(5)计算地层平均压力Pp；

(6)计算视地层压力Pp/Z，绘制Pp/z—Gp曲线，获得单井动态储量。

4 应用

东海某气田埋深在3400m～3450m，储层孔隙度在0.15～0.17左右，测井解释储层渗透率在70mD～100mD之间，地层压力梯度为1.01MPa/100，产层温度135.2℃。该气藏某气井2000年投产至今累产气6.78×108m3，生产早已进入拟稳态状态，该井2005年以来压力产量历史(图3)，应用上述介绍的计算方法求取其动态储量。

图3 B3井生产历史曲线

通过对压力测试资料进行整理发现，该井自2005年以来做过三次流静压测试。通过压力梯度回归，获得产层对应的流压和地层平均压力。借助斯伦贝谢公司Pipesim管流软件对三次流压测试数据进行拟合，选定了适合该井的流动相关式，以此为基础计算其它生产时间下的流压，从而实现了流压的数据回放(图4)。

图4 流压拟合与计算

通过绘制(Ppi-Ppwf)/q—tca曲线，获取bpss值，进而计算拟稳态条件下地层压力Pp，依据动态物质平衡原理获取单井动态储量(图5)。

图5 单井动态物质平衡曲线

动态物质平衡法计算的动态储量与其它气井常规动态储量计算方法相比(表1)，相差不大与静压法相比也略小，这主要是由于静压法计算过程中压力点数据较少而引起的偏差。

表1 动态储量计算结果对比

5 结论

(1)动态物质平衡引入到海上气井动态分析中，可以在无需关井的前提下获取地层压力，减少了海上油气井测试的作业费用，同时，可保证正常的生产运行计划不被测试作业扰乱，减少了产量损失，提高了开井时率；

(2)采用本文所提出的方法，可充分利用油压、产量数据建立起一套动态储量计算方法，对不便开展静压测试作业的油气井的储量计算，具有较强的推广价值；

(3)实践证明，动态物质平衡法能同时综合考虑产量、压力两方面的影响因素，能够处理天然气物性随压力的变化情况，在动态储量计算中更据科学性和合理性。

符号说明：

tc、tca—物质平衡时间，d；

q—天然气产量，104m3/d；

μgi、μg—天然气粘度，mPa·S

Cg—天然气压缩系数，MPa-1；

Cti、Ct—储层综合压缩系数，MPa-1；

Z—天然气偏差因子；

Pp—拟压力，MPa2/(mPa·s)；

re—控制半径，m；

rwa—井筒半径，m；

K—储层渗透率，10-3mD；

h—储层有效厚度，m；

Φ—孔隙度，小数；

Gp—累采气量，108m3；

Gi—单井控制储量，108m3；

T—油藏温度，R°；

Tst—标准温度，519.668 R°；

i—原始地层条件下参数。

1 李士伦，孙雷，汤勇.物质平衡法在异常高压气藏储量估算中的应用[J].新疆石油地质，2002,23(3)：219-223.

2 卢小敏.气藏动态预测物质平衡法研究[J].天然气勘探与开发，1999,9,22(3)：29-38.

3 李骞，郭平，黄全华.气井动态储量方法研究[J].重庆科技学院学报，2008,12,10(6)：34-36.

4 程时清，李菊花，李相方等.用物质平衡-二项式产能方程计算气井动态储量[J].新疆石油地质，2005,4,26(2)：181-182.

5 张建国，雷光伦，张艳玉.油气层渗流力学[M].石油大学出版社，1997,7：94-95.

6 J.C.Palacio, T.A.Blasingame. Decline-curve analysis using type curves-analysis of gas well production data[J].SPE 25909:11-13.

7 L.Mattar, D.Anderson. Dynamic material balance(Oil or gas in place without shutins)[J]. Petroleum Society’s 6th Canadian International Petroleum Conference (56 th Annual TechnicalMeeting),Calgary,Alberta,Canada,2005,6:5-6.

8 陈海龙，关文均，赵伟,等.物质平衡拟时间在低渗透气藏动态分析中的应用[J].天然气技术，2007,12,1(6)：53-56.