CN106596371B - 饱和凝析气藏衰竭式开发近井区反凝析伤害实验评价方法 - Google Patents

饱和凝析气藏衰竭式开发近井区反凝析伤害实验评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了饱和凝析气藏衰竭式开发近井区反凝析伤害实验评价方法，包括：（1）将岩心放入岩心夹持器中，抽真空；（2）提高烘箱温度至气藏地层温度T0，加热10小时；采用干气驱替建立束缚水饱和度；（3）向岩心中注入干气直至岩心入口端压力达到原始地层压力；（4）向岩心中注入凝析气，直至岩心出口端测试的气油比GOR与GOR0一致，采用对应条件下凝析气测试其气相渗透率K0；（5）开始衰竭实验，记录岩心出口端压力Pi、流量Qi，测试对应压力条件下凝析气气相渗透率Ki；（6）绘制岩心出口压力与渗透率降低程度关系曲线。本发明原理可靠，操作简便，弥补常规反凝析伤害测试方法的不足，具有广阔的市场前景。

Description

饱和凝析气藏衰竭式开发近井区反凝析伤害实验评价方法
技术领域
本发明涉及石油天然气勘探开发领域饱和凝析气藏衰竭式开发近井区反凝析伤害实验评价方法。
背景技术
凝析气藏是一类特殊的气藏形式，原始地层条件下一般呈单一气相状态；当地层压力低于凝析气的露点压力时，气相中的部分重质组分析出并附着于岩石孔隙表面，占据气相渗流通道，降低气相的渗流能力，这种现象称之为反凝析伤害。所谓饱和凝析气藏，即地层压力与露点压力接近的凝析气藏，一旦气藏投入开发近井区附近出现反凝析现象，但是远离井筒区域，凝析气仍然以单相状态存在。
对于天然气井而言，近井区是压力降低程度最大、反凝析伤害最严重的区域。与远离井筒区域比较，近井区反凝析伤害除自身析出凝析油伤害外，远井区(高压区)凝析气向井筒流动过程中也会携带大量凝析油组分析出于井筒附近，引起凝析油饱和度在近井区的“堆积效应”，导致近井区伤害程度增加。因此，如何在室内条件下通过物理模拟手段仿真此过程，对深刻认识凝析气藏渗流机理具有重要意义。目前针对反凝析伤害问题，国内外学者开展了大量研究，主要实验评价方法可划分为以下两大类：一类是相渗曲线测试方法，即向岩心中注入脱气凝析油，建立不同油饱和度，然后测试该条件下气相渗透率，通过气相渗透率降低来评价反凝析伤害，该方法未能反映凝析气由于压力降低引起的反凝析相态变化特征，与实际地层条件下反凝析伤害机理不相符(R.E.Mott.Measurements of RelativePermeabilities for Calculating Gas-Condensate Well Deliverability[J].SPERes.Eval.&Eng,2000,3(6):473-479)；另外一种是常规岩心衰竭实验方法，在实际地层温度条件下测试岩心压力降低过程中气相渗透率的变化，虽然该方法反映了反凝析伤害特征，但该方法忽略了凝析气井近井区凝析油饱和度的堆积效应，低估了近井区反凝析伤害程度(Al-Anazi,H.A.Laboratory Measurements of Condensate Blocking andTreatment for Both Low and High Permeability Rocks,2002,SPE77546)。针对此问题，有学者提出一种改进的物理模拟方法(杜建芬等.BK气藏反凝析污染评价及解除方法实验[J]，天然气工业，2015，35(4)：52-56)，在岩心入口端连接一个装有高压样品的封闭容器模拟远井区供气，与岩心同时降压模拟反凝析近井区“堆积效应”。但该方法应用于饱和凝析气藏存在不足，一旦样品容器压力低于其露点压力，容器中凝析油析出、且受重力的影响沉降在容器底部，导致容器中流入岩心中的凝析气携带的凝析油含量减少，从而减少析出于岩心中的凝析油含量，低估饱和凝析气藏近井区反凝析伤害。
发明内容
本发明的目的在于提供饱和凝析气藏衰竭式开发近井区反凝析伤害实验评价方法，该方法测试原理可靠，操作简便，弥补常规反凝析伤害测试方法的不足，具有广阔的市场前景。
为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。
基于常规岩心衰竭实验装置，本发明建立一种模拟饱和凝析气藏气井井筒附近反凝析伤害的实验测试方法，该方法不仅考虑凝析油饱和度在近井区的“堆积效应”，而且可仿真饱和凝析气藏远井区向近井区的供气特征，通过测试凝析气藏整个衰竭式开发过程中近井区气相渗透率的变化来评价反凝析伤害的特征。
饱和凝析气藏衰竭式开发近井区反凝析伤害实验评价方法，该方法依靠岩心衰竭实验测试装置进行，所述岩心衰竭实验测试装置由岩心夹持器、地层水中间容器、干气中间容器、凝析气中间容器、入口压力表、围压泵、回压泵、围压表、回压表、数据记录仪、气/液体积计量仪、注入泵、烘箱组成，所述岩心夹持器入口端通过入口压力表分别连接地层水中间容器、干气中间容器、凝析气中间容器，中间容器均与注入泵连接，岩心夹持器出口端连接回压泵、回压表及数据记录仪，岩心夹持器还连接围压泵、围压表，岩心夹持器、地层水中间容器、干气中间容器和凝析气中间容器均位于烘箱中，该方法依次包括以下步骤：
(1)将岩心放入岩心夹持器中，抽真空；地层水中间容器、干气中间容器和凝析气中间容器中分别装有地层水、干气和凝析气；
(2)提高烘箱温度至气藏地层温度T0，加热10小时；采用干气驱替建立束缚水饱和度Swi；
(3)设定岩心出口端压力比原始地层压力P0高2MPa，向岩心中注入干气直至岩心入口端压力达到原始地层压力P0；
(4)向岩心中注入凝析气，其露点压力Pd、气油比GOR0已知，直至岩心出口端测试的气油比GOR与GOR0一致，采用对应条件下凝析气测试其气相渗透率K0；
(5)开始衰竭实验，凝析气中间容器通过注入泵保持原始地层压力P0不变，且与岩心入口端连接的阀门始终保持开启状态，按照一定速度(MPa/h)降低岩心出口端回压泵的压力，通过数据记录仪实时记录岩心出口端压力Pi、流量Qi，测试对应压力条件下凝析气气相渗透率Ki，直到岩心出口端压力降低至气藏废弃压力Pa；
(6)计算每个压力点Pi对应的渗透率降低程度100*(K0—Ki)/K0，绘制岩心出口压力(Pi)与渗透率降低程度关系曲线，得到饱和凝析气藏衰竭开发过程中近井区反凝析伤害程度。
所述采用干气驱替建立束缚水饱和度Swi，过程如下：将岩心完全饱和地层水，并记录注入体积V1；然后采用干气驱替地层水，直到岩心出口端地层水产出，计量产出水体积V2；从而计算束缚水饱和度Swi＝100*(V1-V2)/V1。
与现有技术相比，本发明提供的实验测试方法符合饱和凝析气藏近井区反凝析污染的伤害机理，原理可靠、测试精度高、操作简便，综合考虑了近井区凝析油的“堆积效应”、饱和凝析气藏远离井筒区域供气特征，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为岩心衰竭实验测试装置。
图中：1—岩心夹持器；2—地层水中间容器；3—干气中间容器；4—凝析气中间容器；5—入口压力表；6—围压泵；7—回压泵；8—围压表；9—回压表；10—数据记录仪；11—气/液体积计量仪；12—注入泵；13—烘箱。
图2为某饱和凝析气藏衰竭开发过程中气相渗透率与压力关系曲线。
图3为某饱和凝析气藏衰竭开发过程中反凝析伤害程度与压力关系曲线。
具体实施方式
下面根据附图和实施例进一步说明本发明。
饱和凝析气藏衰竭式开发近井区反凝析伤害实验评价方法，该方法依靠岩心衰竭实验测试装置进行，所述岩心衰竭实验测试装置由岩心夹持器1、地层水中间容器2、干气中间容器3、凝析气中间容器4、入口压力表5、围压泵6、回压泵7、围压表8、回压表9、数据记录仪10、气/液体积计量仪11、注入泵12、烘箱13组成，所述岩心夹持器1入口端通过入口压力表5分别连接地层水中间容器2、干气中间容器3、凝析气中间容器4，中间容器均与注入泵12连接，岩心夹持器出口端连接回压泵7、回压表9及数据记录仪10、气/液体积计量仪11，岩心夹持器还连接围压泵6、围压表8，岩心夹持器、地层水中间容器、干气中间容器和凝析气中间容器均位于烘箱13中，该方法依次包括以下步骤：
(1)按照图1方式连接实验测试装置，并清洗实验设备，检查各个仪器部件的密封性；取得某凝析气藏储层岩心12块，按照入口高渗、出口低渗的原则组装岩心并放入岩心夹持器中,并抽真空(见表1)。
表1某凝析凄气藏实验岩心
序号 岩心长度cm 岩心直径cm 孔隙度％ 渗透率mD 备注
1 7.958 2.50 10.4 1.63 入口
2 6.72 2.50 11.8 1.56
3 7.992 2.50 10.6 1.48
4 7.018 2.50 11.9 1.47
5 7.456 2.50 10.1 1.43
6 7.54 2.50 11.3 1.42
7 7.776 2.50 11.1 1.42
8 7.59 2.50 11.9 1.38
9 7.02 2.50 11.3 1.26
10 8.222 2.50 9.9 1.24
11 6.544 2.50 11.6 1.23
12 7.506 2.50 11.6 1.23 出口
(2)提高烘箱温度至气藏地层温度T0＝139℃，加热10小时；将岩心完全饱和地层水，并记录注入体积V1＝45.65ml；然后采用干气驱替地层水，直到岩心出口端地层水产出，计量产出水体积V2＝25.11；从而计算束缚水饱和度Swi＝100*(45.65-25.11)/45.65＝45％。
(3)设定岩心出口端压力45MPa,比原始地层压力P0＝43MPa高2MPa，继续向岩心中注入干气直至岩心入口端压力达到原始地层压力43MPa。
(4)向岩心中注入配制好的原始地层流体(露点压力Pd＝42.5MPa，气油比GOR0＝1411m3/m3等参数已知),直至岩心出口端测试的气油比GOR＝1408m3/m3与GOR0一致。采用对应条件下凝析气样品测试气相渗透率K0＝0.131mD。
(5)开始衰竭实验，凝析气样品容器保持原始地层压力P0＝43MPa不变，且与岩心入口端连接的阀门始终保持开启状态。按照2MPa/h降低岩心出口端回压泵的压力，实验过程中通过数据记录仪实时记录岩心出口端压力Pi、流量Qi，岩心出口端压力每降低2MPa,测试对应压力条件下气相渗透率Ki，直到岩心出口端压力降低至气藏废弃压力Pa＝15MPa，结果见图2。
(6)计算每个压力点Pi对应的渗透率降低程度100*(K0—Ki)/K0，绘制岩心出口压力Pi与渗透率降低程度关系曲线(见图3)，得到饱和凝析气藏衰竭开发过程中近井区反凝析伤害程度。

Claims (3)

1.饱和凝析气藏衰竭式开发近井区反凝析伤害实验评价方法，该方法依靠岩心衰竭实验测试装置进行，所述岩心衰竭实验测试装置由岩心夹持器（1）、地层水中间容器（2）、干气中间容器（3）、凝析气中间容器（4）、入口压力表（5）、围压泵（6）、回压泵（7）、围压表（8）、回压表（9）、数据记录仪（10）、气/液体积计量仪（11）、注入泵（12）、烘箱（13）组成，所述岩心夹持器（1）入口端通过入口压力表（5）分别连接地层水中间容器（2）、干气中间容器（3）、凝析气中间容器（4），中间容器均与注入泵（12）连接，岩心夹持器出口端连接回压泵（7）、回压表（9）及数据记录仪（10）、气/液体积计量仪（11），岩心夹持器还连接围压泵（6）、围压表（8），岩心夹持器、地层水中间容器、干气中间容器和凝析气中间容器均位于烘箱（13）中，其特征在于，该方法依次包括以下步骤：
（1）将岩心放入岩心夹持器中，抽真空；地层水中间容器、干气中间容器和凝析气中间容器中分别装有地层水、干气和凝析气；
（2）提高烘箱温度至气藏地层温度T0，加热10小时；采用干气驱替建立束缚水饱和度Swi；
（3）设定岩心出口端压力比原始地层压力P0高2MPa，向岩心中注入干气直至岩心入口端压力达到原始地层压力P0；
（4）向岩心中注入凝析气，其露点压力Pd、气油比GOR0已知，直至岩心出口端测试的气油比GOR与GOR0一致，采用对应条件下凝析气测试其气相渗透率K0；
（5）开始衰竭实验，凝析气中间容器通过注入泵保持原始地层压力P0不变，且与岩心入口端连接的阀门始终保持开启状态，按照一定速度降低岩心出口端回压泵的压力，通过数据记录仪实时记录岩心出口端压力Pi、流量Qi，测试对应压力条件下凝析气气相渗透率Ki，直到岩心出口端压力降低至气藏废弃压力Pa；
（6）计算每个压力Pi对应的渗透率降低程度100*（K0—Ki）/ K0，绘制岩心出口端压力Pi与渗透率降低程度关系曲线，得到饱和凝析气藏衰竭开发过程中近井区反凝析伤害程度。
2.如权利要求1所述的饱和凝析气藏衰竭式开发近井区反凝析伤害实验评价方法，其特征在于，所述步骤（2）采用干气驱替建立束缚水饱和度Swi，过程如下：将岩心完全饱和地层水，并记录注入体积V1；然后采用干气驱替地层水，直到岩心出口端地层水产出，计量产出水体积V2；从而计算束缚水饱和度Swi=100*(V1-V2)/V1。
3.如权利要求1所述的饱和凝析气藏衰竭式开发近井区反凝析伤害实验评价方法，其特征在于，所述步骤（5）按照一定速度降低岩心出口端回压泵的压力，是指按照2MPa/h降低岩心出口端回压泵的压力。
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