凝析气藏注气开发气窜量化评价方法及应用.pdf

第 39 卷 第 6 期 2017 年 11 月 石 油 钻 采 工 艺 OIL DRILLING 2. Tarim Oilfi eld Southwest Exploration and Development Company, Kashi 844804, Xinjiang, China; 3. SINOPEC Northwest Company, Urumqi 830000, Xinjiang, China Citation: ZHANG Yongchang, LI Xiangfang, SUN Zheng, LI Zongyu, LIU Wenyuan, ZHANG Yi. An quantitative evaluation method for gas channeling in the process of gas injection development of condensate gas reservoirs and its applicationJ. Oil Drilling cyclic gas injection; gas channeling; identification method; quantitative evaluation 万方数据 669张永昌等：凝析气藏注气开发气窜量化评价方法及应用 未发生气窜时， 井流物中轻质组分含量保持相对稳 定；发生气窜后， 井流物中 C1、 C2等轻质组分含量 上升。 （2） 井流物中重组分（C5+） 含量变化特征。凝 析气藏循环注气， 注入干气其主要成分为 C1、 C2等 轻质组分， 未发生气窜时， 井流物中 C5+、 C7+等较重 组分的含量保持相对稳定， 如图 3 中段所示。一 旦发生气窜后， 井流物中 C5+、 C7+等较重组分的含量 将相对下降， 如图 3 中段所示。 0 20 40 60 80 100 00.51.01.52.02.53.03.54.0 井流物组分/% 生产时间/年 轻质组分 重质组分 图 3 井流物中轻质组分、 重组分随时间变化典型曲线 Fig. 3 Typical relationship curve of light and heavy components of well fluid vs. time 1.4 油压 Tubing pressure 采气井油压明显上升， 预示着该井气窜。当注 入气到达生产井时， 表明此时注气井与生产井之间 存在较好的压力传递， 使得注入压力会在生产井的 压力动态上反映出来。 当注气前缘到达该井附近时， 井口油压上升， 如图 4 中中油压上升， 说明该井已 经发生气窜。 20 25 30 35 40 45 50 0.51.01.52.02.53.0 采气井油压/MPa 生产时间/年 图 4 油压随时间变化典型曲线图 Fig. 4 Typical relationship curve of tubing pressure vs. time 2 凝析气藏注气气窜量化评价方法 Quantitative evaluation method for the gas channeling of injected gas in condensate gas reservoirs 2.1 现场经验法 Field experience method 目前国内外凝析气井气窜判别评价方法主要有 现场经验法、 图版法、 示踪剂法、 微地震监测法等， 下 面将对现场经验法和图版法进行介绍， 示踪剂法、 微 地震监测法在此不做重点介绍。 （1） 气油比变化率法。在注气实践中总结出用气 油比变化率（GOR） 来判断气窜， 即注气后的气油比 与注气初期的稳定气油比的变化率 () GORGOR GOR GOR = 目前注前 注前 （1） 经过某凝析气田众多井的数值模拟计算后认 为， 注气后气油比的增量与注气初期稳定气油比的 比值超过 40% 即认为单井气窜。 （2） 井流物 C5+含量变化率法。在注气实践中总 结出了采出井流物中 C5+含量的变化率（C5+） 来判 断气窜， 即目前注气前后的 C5+含量与注气初期稳定 的 C5+含量的变化率 = () 55 5 5 CC C C + + + 目前注前 注前 （2） （3） 通过对某凝析气田众多井数值模拟， 对气窜 各单井井流物中 C5+含量变化的分析总结， 得出井 流物中 C5+含量减少 45% 左右， 且其后井流物中 C5+ 含量趋于稳定状态， 则说明该井已经气窜。 （4） 凝析油密度判断法。对凝析气井产出凝析油 的密度进行分析， 通过监测凝析油的密度来判断是 否发生气窜， 当凝析油的密度下降明显时， 可以认为 该井已经发生气窜。 （5） 干气波及系数判断法。乌克兰专家伊万诺夫 的凝析气田注入气体前缘突破时波及系数的方法 k W W = 1 2 （3） 式中， k 为波及系数， W1为注入气体体积， W2为原始 储量。 经过某凝析气藏各井数值模拟认为， k0.15 且 GOR20% 时单井气窜。 （6） 油压判断法。在恒定的注入量和采出量的条 件下， 气窜前的压降速度比气窜发生后的压降速度 要快。也就是说， 在循环注气开发过程中， 随着注气 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 00.51.01.52.02.53.03.54.0 凝析油密度/gcm3 生产时间/年 图 2 凝析油密度随时间变化关系典型曲线 Fig. 2 Typical relationship curve of condensate oil density vs. time 万方数据 670石油钻采工艺 2017 年 11 月（第 39 卷） 第 6 期 量的不断积累， 注气突破后生产过程消耗的原油能 量将大幅度降低， 油压明显上升。经过某凝析气田 众多井的数值模拟计算后， 不考虑其他因素的条件 下， 认为油压上升 45% 时气井气窜。 2.2 图版法 Chart method 利用凝析气田的原始流体组成和气组成数据， 制作出判断该凝析气田单井气窜的气油比与压力、 C1含量与压力以及 C5+含量与压力的关系图版， 如 图 57 所示。将采气井某一时刻的生产气油比和 C1、 C5+含量的数据标注在图版上， 就能很容易地判 断出注入气的突破时间和产出井流物中注入气所占 的体积倍数。 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000 202530354045 气油比/m3m3 压力/MPa 0倍注入气体体积 0.2倍注入气体体积 0.4倍注入气体体积 0.6倍注入气体体积 0.8倍注入气体体积 1.0倍注入气体体积 图 5 不同倍数注入气体下生产气油比与压力的关系图 Fig. 5 Relationship of production GOR vs. pressure for different gas injection volumes 0.80 0.84 0.88 0.92 2025303540 产出气C1含量/molL1 压力/MPa 0倍注入气体体积0.1倍注入气体体积 0.2倍注入气体体积0.5倍注入气体体积 0.8倍注入气体体积1.0倍注入气体体积 图 6 不同倍数注入气体下 C1含量与压力的关系图 Fig. 6 Relationship of C1 content vs. pressure for different gas injection volumes 3 凝析气藏注气气窜量化评价体系 Quantitative evaluation system for the gas channeling of injected gas in condensate gas reservoirs 通过上述研究可以总结出评价气窜的参数主要 包括气油比、 凝析油密度、 井流物组分（C1、 C5+） 、 油 压等， 在实际应用中， 应该结合现场生产动态数据， 结合气窜识别方法， 对上述参数进行综合评价。凝 析气藏注气气窜量化综合评价体系见图 8。 现场生产动态数据分析 气油比油压凝析油密度井流物组分 凝析气藏注气气窜评价方法 气油比变化 率判断法 油压 判断法 干气波及 系数法 C5+含量 变化法 凝析油密度 变化法 图版法 凝析气藏注气气窜量化评价体系 图 8 凝析气藏注气气窜量化评价体系图 Fig. 8 Quantitative evaluation system diagram for the gas channeling of injected gas in condensate gas reservoirs 4 实例应用 Case application 以某凝析气藏一口真实凝析气井为例， 利用该 井的生产动态数据、 井流物组分含量数据、 PVT 实验 数据进行气窜评价分析。该井位于下气层， 在 2013 年 4 月开始注气， 注气前气油比约为 2 000 m3/m3， 油 压为 10 MPa 左右。截止到目前， 该井的气油比约为 2 200 m3/m3， 油压为 12 MPa。利用气油比变化率法 和油压法评价该井的气窜可得该井尚未气窜。 4.1 基于凝析油密度判断法的凝析气井气窜评价 Evaluation on the gas channeling of condensate gas well based on the condensate oil density diagnosis method 基于采出的凝析油密度数据绘制得到该井凝析 油密度随时间变化关系曲线， 如图 9 所示， 该井的原 油密度随时间变化基本保持不变， 所以基于气窜的 原油密度判断法可以得到， 该井未发生气窜。 4.2 基于井流物组分的凝析气井气窜评价 Evaluation on the gas channeling of condensate gas well based on the components of well fl uid 利用该凝析气井井井流物各组分含量数据， 绘 制出井流物组分含量随时间变化的关系曲线， 如图 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 2025303540 产出气C5+含量/molL1 压力/MPa 0倍注入气体体积 0.1倍注入气体体积 0.2倍注入气体体积 0.5倍注入气体体积 0.8倍注入气体体积 1.0倍注入气体体积 图 7 不同倍数注入气体下 C5+含量与压力的关系图 Fig. 7 Relationship of C5+vs. pressure for different gas injection volumes 万方数据 671张永昌等：凝析气藏注气开发气窜量化评价方法及应用 10 所示， 该井的轻质组分、 重质组分基本保持不变， 所以基于气窜的井流物组分判断法可以得到， 该井 未发生气窜。 0 20 40 60 80 00.20.40.60.81.0 井流物组分/% 生产时间/年 重质组分 中间组分 轻质组分 图 10 某井井流物组分随时间变化关系曲线 Fig. 10 Relationship of components of well fluid vs. time 4.3 基于图版法的凝析气井气窜评价 Evaluation on the gas channeling of condensate gas well based on the chart method 按照前面介绍的判断气窜的图版法， 以某气田 的某井为例， 从生产数据表中提取生产气油比， 将这 些数据分别绘制在相应的图版上。运用图版可以的 判断是否发生气窜以及气窜时对应的地层压力和气 窜量的大小， 见图 11。 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000 202530354045 气油比/m3m3 压力/MPa 1.0倍注入气体体积 0.8倍注入气体体积 0.6倍注入气体体积 0.4倍注入气体体积 0.2倍