CN112112639A - 一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定方法及系统 - Google Patents

一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定方法及系统，所述方法包括：获取凝析气藏地质特征参数及开发动态数据；根据凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系得到实时的地层压力，实时监控凝析气开采过程中凝析气藏的地层压力，避免大量的凝析气析出为凝析油后损失在地层中。

Description

一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定方法及系统
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定方法及系统。
背景技术
凝析气藏是一类特殊的气藏类型，是在特定的地质环境下形成的气态矿藏，如图1所示。凝析气在油藏条件下呈现气态特征，而随着地层压力下降至露点压力，凝析气会发生反凝析效应而产生凝析油，如图2所示。因此在凝析气藏开发过程中，储层和地面都会有凝析油析出，而且地层中析出的凝析油以油膜的形式附着在岩石表面，不易被采出而损失在地层中。对于凝析油含量较高的凝析气藏，需要防止地层压力的过快下降，以避免大量的凝析油析出后损失在地层中。
凝析气藏的开发方式主要有两种：衰竭式开采和保持压力开采。其中衰竭式开采主要用于原始地层压力远远高于露点压力、凝析油含量低、储量规模较小的凝析气藏；而保持压力开采主要用于具有一定储量规模且高含凝析油的凝析气藏。保持压力开采的原理就是通过往储层中注入驱替剂驱替富含凝析油的凝析气，保持地层压力、防止储层发生反凝析，以达到同时提高天然气和凝析油采收率的开发目的。其中注入的驱替剂主要包括注干气、注氮气及注水，注干气是凝析气藏保持地层压力的主要开发方式。而这里的干气通常是将凝析气田采出的天然气通过回收处理后便可获得。
准确确定循环注气条件下凝析气藏地层压力的变化情况，对于评估气藏储量、凝析气井产能以及气藏生产动态分析具有重要的意义。而目前有关循环注气条件下凝析气藏地层压力的预测方法较少，无法准确控制循环注气开采过程中的凝析气藏地层压力。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定方法，实时监控凝析气开采过程中凝析气藏的地层压力，避免大量的凝析气析出为凝析油后损失在地层中。本发明的另一个目的在于提供一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定系统。本发明的再一个目的在于提供一种计算机设备。本发明的还一个目的在于提供一种可读介质。
为了达到以上目的，本发明一方面公开了一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定方法，包括：
获取凝析气藏地质特征参数及开发动态数据；
根据凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系得到实时的地层压力。
优选地，所述方法还包括确定所述凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系的步骤。
优选地，所述确定所述凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系具体包括：
根据所述凝析气藏地质特征参数和所述开发动态数据建立物质平衡方程；
根据所述物质平衡方程得到所述凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系。
优选地，所述根据所述凝析气藏地质特征参数和所述开发动态数据建立物质平衡方程具体包括：
确定原始凝析气藏孔隙体积；
确定凝析气藏开发过程中的实时凝析气藏孔隙体积；
确定凝析气藏开发过程中凝析气藏岩石膨胀体积；
建立原始凝析气藏孔隙体积、实时凝析气藏孔隙体积和凝析气藏岩石膨胀体积的物质平衡方程。
优选地，所述根据凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系得到实时的地层压力具体包括：
根据凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系得到参考函数；
通过迭代计算所述参考函数得到实时的地层压力。
优选地，所述通过迭代计算所述参考函数得到实时的地层压力具体包括：
根据地层压力初始值和预设值得到地层压力迭代值；
根据所述地层压力迭代值得到凝析油饱和度、气体偏差因子、水蒸汽含量、水侵量和溢出水溶气饱和度并代入所述参考函数得到迭代结果值；
若所述迭代结果值是否符合预设条件，若是，则所述地层压力迭代值为实时的地层压力，若否，则将所述地层压力迭代值替换所述初始值或所述预设值以重新确定所述迭代结果值直至所述迭代结果值符合预设条件。
本发明还公开了一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定系统，包括：
参数获取单元，用于获取凝析气藏地质特征参数及开发动态数据；
地层压力确定单元，用于根据凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系得到实时的地层压力。
优选地，所述系统还包括对应关系确定单元，用于确定所述凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系的步骤。
优选地，所述对应关系确定单元进一步用于根据所述凝析气藏地质特征参数和所述开发动态数据建立物质平衡方程，根据所述物质平衡方程得到所述凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系。
优选地，所述对应关系确定单元进一步用于确定原始凝析气藏孔隙体积，确定凝析气藏开发过程中的实时凝析气藏孔隙体积，确定凝析气藏开发过程中凝析气藏岩石膨胀体积，建立原始凝析气藏孔隙体积、实时凝析气藏孔隙体积和凝析气藏岩石膨胀体积的物质平衡方程。
优选地，所述地层压力确定单元进一步用于根据凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系得到参考函数，通过迭代计算所述参考函数得到实时的地层压力。
优选地，所述地层压力确定单元进一步用于根据地层压力初始值和预设值得到地层压力迭代值，根据所述地层压力迭代值得到凝析油饱和度、气体偏差因子、水蒸汽含量、水侵量和溢出水溶气饱和度并代入所述参考函数得到迭代结果值，若所述迭代结果值是否符合预设条件，若是，则所述地层压力迭代值为实时的地层压力，若否，则将所述地层压力迭代值替换所述初始值或所述预设值以重新确定所述迭代结果值直至所述迭代结果值符合预设条件。
本发明还公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述方法。
本发明还公开了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述方法。
本发明综合考虑凝析气藏开发过程中的反凝析、原生水蒸发、边底水入侵、岩石压实及流体膨胀等因素的影响，通过分析地层压力下降前后凝析气藏孔隙体积的变化情况，依据体积守恒原理建立了循环注气条件下的凝析气藏物质平衡方程，并在此基础上建立了凝析气藏循环注气条件下地层压力预测模型，可预测不同采气速度、回注比条件下的地层压力变化，为凝析气藏开展循环注气提高技术支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出凝析气藏原始状态的结构图；
图2示出凝析气藏循环注气条件下开发一段时间后的结构图；
图3示出本发明一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定方法一个具体实施例的流程图之一；
图4示出本发明一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定方法一个具体实施例的流程图之二；
图5示出本发明一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定方法一个具体实施例的流程图之三；
图6示出本发明一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定方法一个具体实施例的流程图之四；
图7示出本发明一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定方法一个具体实施例的流程图之五；
图8示出本发明一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定方法一个具体实施例的流程图之六；
图9示出本发明一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定方法一个具体实施例中计算得到的地层压力与实测地层压力的对比图；
图10示出本发明一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定方法一个具体实施例中不同采气速度条件下地层压力变化曲线图；
图11示出本发明一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定方法一个具体实施例中不同回注比条件下地层压力变化曲线图；
图12示出本发明一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定系统一个具体实施例的结构图之一；
图13示出本发明一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定系统一个具体实施例的结构图之二；
图14示出适于用来实现本发明实施例的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的一个方面，本实施例公开了一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定方法。如图3所示，本实施例中，所述方法包括：
S100：获取凝析气藏地质特征参数及开发动态数据；
S200：根据凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系得到实时的地层压力。
本发明综合考虑凝析气藏开发过程中的反凝析、原生水蒸发、边底水入侵、岩石压实及流体膨胀等因素的影响，通过分析地层压力下降前后凝析气藏孔隙体积的变化情况，依据体积守恒原理建立了循环注气条件下的凝析气藏物质平衡方程，并在此基础上建立了凝析气藏循环注气条件下地层压力预测模型，可预测不同采气速度、回注比条件下的地层压力变化，为凝析气藏开展循环注气提高技术支撑。
在优选的实施方式中，如图4所示，所述方法还包括确定所述凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系的步骤S000。
在优选的实施方式中，如图5所示，所述S000具体可包括：
S010：根据所述凝析气藏地质特征参数和所述开发动态数据建立物质平衡方程。
可以理解的是，在建立物质平衡方程时，可假设凝析气藏中存在边底水；忽略凝析气体在地层岩石上的吸附现象；原始地层压力高于凝析气的露点压力，初始条件下气藏中仅存在凝析气和束缚水；地层压力瞬时平衡，且气水界面均匀推进。
S020：根据所述物质平衡方程得到所述凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系。
在优选的实施方式中，如图6所示，所述S010具体可包括：
S011：确定原始凝析气藏孔隙体积。
具体的，考虑地层中水蒸汽的影响，凝析气藏原始孔隙体积可以表示为：
Figure BDA0002102715200000061
式中，VGi为凝析气藏原始孔隙体积，m3；G为凝析气藏原始地质储量，m3；Bgi为原始条件下凝析气的体积系数；ywi为原始条件下凝析气中水蒸汽含量；Swc为凝析气藏内束缚水饱和度。
S012：确定凝析气藏开发过程中的实时凝析气藏孔隙体积。
具体的，凝析气藏循环注气开发过程中，当地层压力低于凝析气体的露点压力后，凝析油就会不断析出。同时，随着地层压力的不断下降，地层原生水也开始不断蒸发，地层水中溶解的气体也会逸出。考虑上述因素的影响，当地层压力降至p时的凝析气藏孔隙体积为：
Figure BDA0002102715200000062
式中，VG为当前地层压力下的实时凝析气藏孔隙体积，m3；Gp为累积采出的烃类井流物体积(折算成气相后的体积)，m3；Gi为累积注入气体体积，m3；Bg为目前凝析气的体积系数；yw为目前凝析气中的水蒸汽含量；Soc为地层中凝析油的饱和度；ΔSw为外部水侵引起的气藏内含水饱和度的变化量；Sgw为溢出水溶气在储层中的饱和度。
其中，参数Gp可以用下式计算得到：
Figure BDA0002102715200000071
式中，Ggp为累积纯天然气产量，m3；GEoc为累积凝析油产量的当量气体体积，m3；Voc为累积凝析油产量，m3；ρoc为凝析油的密度，g/cm3；Moc为凝析油的平均分子量，g/mol。
凝析气藏开发过程中，地层压力的降低会导致边底水侵入储层，这部分由外部水侵造成的含水饱和度增量ΔSw可以表示为：
Figure BDA0002102715200000072
式中，We为累积水侵量，m3；Wp为累积产水量，m3；Bw为目前地层压力下地层水的体积系数。
其中外部水侵量We可以借助Fetkovitch方法求得。Fetkovitch水侵量计算公式如下：
Figure BDA0002102715200000073
其中，
Wei＝Vw(Cw+Cf)pi
Figure BDA0002102715200000074
式中，Wei为水体的最大水侵潜量，m3；Vw为水体的体积，m3；pi为水体的原始地层压力，MPa；J为水侵指数，m3/(d·MPa)；
Figure BDA0002102715200000075
为气藏的圆周系数，
Figure BDA0002102715200000076
θ为气藏的水侵角，度；k为储集层渗透率，μm2；h为水层厚度，m；a为换算系数，a＝86.4；μw为地层水的粘度，mPa·s；re、ro分别为水体和气藏的半径，m；t为开发时间，d；p为目前条件下气藏的平均压力，MPa；Cw为地层水的等温压缩系数，MPa-1；Cf为平均岩石压缩系数，MPa-1。
气藏开发过程中，实际平均地层压力p是不断变化的，因此需要做离散化处理。第n时间段Δtn内的水侵量ΔWen可为：
Figure BDA0002102715200000081
而第n时间段Δtn内的水体平均压力
Figure BDA0002102715200000082
则表示为:
Figure BDA0002102715200000083
气藏的累积水侵量就是各个时间段水侵量的和：
Figure BDA0002102715200000084
而因地层压力下降而溢出的水溶气的饱和度可以表示为：
Figure BDA0002102715200000085
式中，Rgwi为原始条件下的溶解气水体积比，m3/m3；Rgw为当前地层条件下的溶解气水体积比，m3/m3；Bwi为原始条件下地层水的体积系数，pn为第n时间段水体的地层压力。
另外，凝析油饱和度Soc可以通过室内等容衰竭实验或气液相平衡计算而获得；对于水蒸汽含量yw的计算，可以通过地层凝析气饱和含水量实验测定出水蒸汽含量与压力的关系，并依据多元回归方法建立起水蒸汽含量的拟合公式。
S013：确定凝析气藏开发过程中凝析气藏岩石膨胀体积。
具体的，考虑凝析气藏内岩石的膨胀作用，当地层压力降至p时，气藏内岩石的总膨胀体积为：
Figure BDA0002102715200000086
式中，ΔVf为气藏内岩石的总膨胀体积量，m3。
S014：建立原始凝析气藏孔隙体积、实时凝析气藏孔隙体积和凝析气藏岩石膨胀体积的物质平衡方程。
具体的，根据凝析气藏开发过程中体积守恒原理，即原始气藏孔隙体积等于当前气藏孔隙体积与地层岩石膨胀体积之和：
VGi＝VG+ΔVf
即：
Figure BDA0002102715200000091
上述(11)式即为考虑反凝析、原生水蒸发、外部动态水侵以及地层岩石膨胀等因素影响的循环注气条件下的凝析气藏物质平衡方程。当yw＝0时，不考虑水蒸汽的影响；当Soc＝0时，不考虑反凝析现象的影响；当ΔSw＝0时，不考虑外部水侵的影响；当
Figure BDA0002102715200000092
时，不考虑储层岩石压缩性的影响。
因为气体体积系数可表示为：
Figure BDA0002102715200000093
式中，psc为标准状况下的压力，MPa；Tsc为标准状况下的温度，K；Zsc为气相在标准状况下的偏差因子；Z为目前条件下气体的偏差因子；T为目前油藏温度，K；p为目前地层压力，MPa。
在优选的实施方式中，如图7所示，所述S200具体可包括：
S210：根据凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系得到参考函数。
具体的，凝析气藏物质平衡方程可进一步表示为:
Figure BDA0002102715200000094
其中，气体偏差因子可以利用DPR方法的相关经验公式进行求解:
Figure BDA0002102715200000095
Figure BDA0002102715200000096
ppr＝p/ppc，Tpr＝T/Tpc，
ppc＝[46.7-32.1(γg-0.5)]×0.09869，Tpc＝171(γg-0.5)+182
式中，ρR为气体对比密度；ppr、Tpr分别为拟对比压力和拟对比温度；ppc为拟临界压力，MPa；Tpc为拟临界温度，K；γg为气体相对密度。
自上述物质平衡方程可以看出，某一时刻的地层压力与凝析气藏的动态开发数据、岩石流体物理性质等相关。由于凝析油饱和度Sco、气体偏差因子Z、水蒸汽含量yw、水侵量We、溢出水溶气饱和度Sgw等物性数据均与压力相关，所以地层压力需要迭代法进行求解。本实施例中主要在二分法的基础上对地层压力进行迭代求解。因此，需要对进一步表示的物质平衡方程进行整理得到参考函数以进行迭代计算。
参考函数为：
Figure BDA0002102715200000101
本发明基于体积守恒原理，综合考虑反凝析、原生水蒸发、边底水入侵、岩石压实及流体膨胀等因素的影响，建立循环注气条件下凝析气藏地层压力确定的对应关系，能够利用解析方法快速准确地计算出循环注气条件下凝析气藏不同时刻的地层压力，明确不同采气速度、回注比条件下地层压力变化趋势，指导凝析气藏开展循环注气开采，以实现凝析气藏的高效开发，同时还可以预测不同开发参数条件下地层压力的变化趋势，为凝析气藏循环注气开发提供决策支撑。
S220：通过迭代计算所述参考函数得到实时的地层压力。在利用上式计算气体偏差因子时，由于ρR也是Z的函数，所以需要采用迭代计算的方法进行求解。
在优选的实施方式中，如图8所示，所述S220具体可包括：
S221：根据地层压力初始值和预设值得到地层压力迭代值。
S222：根据所述地层压力迭代值得到凝析油饱和度、气体偏差因子、水蒸汽含量、水侵量和溢出水溶气饱和度并代入所述参考函数得到迭代结果值。
S223：若所述迭代结果值是否符合预设条件，若是，则所述地层压力迭代值为实时的地层压力，若否，则将所述地层压力迭代值替换所述初始值或所述预设值以重新确定所述迭代结果值直至所述迭代结果值符合预设条件。
具体的，在一个优选的实施方式中，地层压力具体的迭代计算过程如下：
①令地层压力初始值pA＝0，地层压力预设值pB＝pi；
②令地层压力迭代值
Figure BDA0002102715200000102
分别计算出当前地层压力p时的凝析油饱和度Sco(p)、气体偏差因子Z(p)、水蒸汽含量yw(p)、水侵量We(p)、溢出水溶气饱和度Sgw等参数；
③将上述参数代入参考函数得到当前地层压力下的f(p)；
④判断|f(p)|≤εp是否成立(εp为地层压力计算的精度要求)，即是否符合预设条件。如果不等式成立，则停止计算，否则进行如下判断：若f(pA)f(p)＜0，则令pA＝pA，pB＝p，并转入(2)重新计算；若f(pB)f(p)＜0，则令pA＝p，pB＝pB，并转入(2)重新计算。
下面通过一个具体例子来对本发明作进一步的说明，在该具体例子中，带边水凝析气藏原始地质储量为15.6×108m3，中部埋深为4280m，原始地层压力为43.9MPa，地层温度为142℃，凝析气露点压力为32MPa,原始气体偏差因子为1.17，原始压力下单位体积气相中水蒸汽的含量为0.146％，气藏内束缚水饱和度为0.15，储层岩石压缩系数为3.32×10- 4MPa-1。油气藏的生产动态数据以及流体物性参数如表1所示，其中水蒸汽含量yw是通过室内实验数据插值得到的，而气体偏差因子Z是利用DPR方法的相关经验公式求解的。油气藏生产动态数据及液体特性参数如表1所示。
表1
Figure BDA0002102715200000111
将模型计算得到的地层压力与实际地层压力数据进行对比，以此来检验模型的有效性，如图9所示。通过图9可以看出，模型计算值与实际地层压力基本保持一致，说明该预测模型能够较为准确的计算凝析气藏在循环注气条件下不同时刻的地层压力。
通过设定不同的采气速度和回注比，可以预测不同开发条件下凝析气藏地层压力的变化趋势，为凝析气藏开展循环注气提供决策支持。图10为回注比为0.5时，不同采气速度条件下凝析气藏的地层压力变化曲线；图11为采气速度为3％时，不同回注比条件下凝析气藏的地层压力变化曲线。
从图10可以看出，在循环注气回注比一定的条件下，随着采气速度的增加，相同开发时刻下凝析气藏的地层压力会不断降低。这就说明为了避免地层能量下降过快，需要控制采气速度。从图11可以看出，在采气速度一定的条件下，随着回注比的不断增加，相同开发时刻下凝析气藏的地层压力会不断升高。这就说明通过增加回注比可保持地层能量，延长凝析气藏的开发寿命。
基于相同原理，本实施例还公开了一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定系统。如图12所示，本实施例中，所述系统包括参数获取单元11和地层压力确定单元12。
其中，参数获取单元11用于获取凝析气藏地质特征参数及开发动态数据。
地层压力确定单元12用于根据凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系得到实时的地层压力。
在优选的实施方式中，如图13所示，所述系统还包括对应关系确定单元10，用于确定所述凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系的步骤。
在优选的实施方式中，所述对应关系确定单元10进一步用于根据所述凝析气藏地质特征参数和所述开发动态数据建立物质平衡方程，根据所述物质平衡方程得到所述凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系。
可以理解的是，在建立物质平衡方程时，可假设凝析气藏中存在边底水；忽略凝析气体在地层岩石上的吸附现象；原始地层压力高于凝析气的露点压力，初始条件下气藏中仅存在凝析气和束缚水；地层压力瞬时平衡，且气水界面均匀推进。
在优选的实施方式中，所述对应关系确定单元10进一步用于确定原始凝析气藏孔隙体积，确定凝析气藏开发过程中的实时凝析气藏孔隙体积，确定凝析气藏开发过程中凝析气藏岩石膨胀体积，建立原始凝析气藏孔隙体积、实时凝析气藏孔隙体积和凝析气藏岩石膨胀体积的物质平衡方程。
具体的，考虑地层中水蒸汽的影响，凝析气藏原始孔隙体积可以表示为：
Figure BDA0002102715200000131
式中，VGi为凝析气藏原始孔隙体积，m3；G为凝析气藏原始地质储量，m3；Bgi为原始条件下凝析气的体积系数；ywi为原始条件下凝析气中水蒸汽含量；Swc为凝析气藏内束缚水饱和度。
具体的，凝析气藏循环注气开发过程中，当地层压力低于凝析气体的露点压力后，凝析油就会不断析出。同时，随着地层压力的不断下降，地层原生水也开始不断蒸发，地层水中溶解的气体也会逸出。考虑上述因素的影响，当地层压力降至p时的凝析气藏孔隙体积为：
Figure BDA0002102715200000132
式中，VG为当前地层压力下的实时凝析气藏孔隙体积，m3；Gp为累积采出的烃类井流物体积(折算成气相后的体积)，m3；Gi为累积注入气体体积，m3；Bg为目前凝析气的体积系数；yw为目前凝析气中的水蒸汽含量；Soc为地层中凝析油的饱和度；ΔSw为外部水侵引起的气藏内含水饱和度的变化量；Sgw为溢出水溶气在储层中的饱和度。
其中，参数Gp可以用下式计算得到：
Figure BDA0002102715200000133
式中，Ggp为累积纯天然气产量，m3；GEoc为累积凝析油产量的当量气体体积，m3；Voc为累积凝析油产量，m3；ρoc为凝析油的密度，g/cm3；Moc为凝析油的平均分子量，g/mol。
凝析气藏开发过程中，地层压力的降低会导致边底水侵入储层，这部分由外部水侵造成的含水饱和度增量ΔSw可以表示为：
Figure BDA0002102715200000141
式中，We为累积水侵量，m3；Wp为累积产水量，m3；Bw为目前地层压力下地层水的体积系数。
其中外部水侵量We可以借助Fetkovitch方法求得。Fetkovitch水侵量计算公式如下：
Figure BDA0002102715200000142
其中，
Wei＝Vw(Cw+Cf)pi
Figure BDA0002102715200000143
式中，Wei为水体的最大水侵潜量，m3；Vw为水体的体积，m3；pi为水体的原始地层压力，MPa；J为水侵指数，m3/(d·MPa)；
Figure BDA0002102715200000144
为气藏的圆周系数，
Figure BDA0002102715200000145
θ为气藏的水侵角，度；k为储集层渗透率，μm2；h为水层厚度，m；a为换算系数，a＝86.4；μw为地层水的粘度，mPa·s；re、ro分别为水体和气藏的半径，m；t为开发时间，d；p为目前条件下气藏的平均压力，MPa；Cw为地层水的等温压缩系数，MPa-1；Cf为平均岩石压缩系数，MPa-1。
气藏开发过程中，实际平均地层压力p是不断变化的，因此需要做离散化处理。第n时间段Δtn内的水侵量ΔWen可为：
Figure BDA0002102715200000146
而第n时间段Δtn内的水体平均压力
Figure BDA0002102715200000147
则表示为:
Figure BDA0002102715200000148
气藏的累积水侵量就是各个时间段水侵量的和：
Figure BDA0002102715200000151
而因地层压力下降而溢出的水溶气的饱和度可以表示为：
Figure BDA0002102715200000152
式中，Rgwi为原始条件下的溶解气水体积比，m3/m3；Rgw为当前地层条件下的溶解气水体积比，m3/m3；Bwi为原始条件下地层水的体积系数，pn为第n时间段水体的地层压力。
另外，凝析油饱和度Soc可以通过室内等容衰竭实验或气液相平衡计算而获得；对于水蒸汽含量yw的计算，可以通过地层凝析气饱和含水量实验测定出水蒸汽含量与压力的关系，并依据多元回归方法建立起水蒸汽含量的拟合公式。
具体的，考虑凝析气藏内岩石的膨胀作用，当地层压力降至p时，气藏内岩石的总膨胀体积为：
Figure BDA0002102715200000153
式中，ΔVf为气藏内岩石的总膨胀体积量，m3。
具体的，根据凝析气藏开发过程中体积守恒原理，即原始气藏孔隙体积等于当前气藏孔隙体积与地层岩石膨胀体积之和：
VGi＝VG+ΔVf
即：
Figure BDA0002102715200000154
上述(11)式即为考虑反凝析、原生水蒸发、外部动态水侵以及地层岩石膨胀等因素影响的循环注气条件下的凝析气藏物质平衡方程。当yw＝0时，不考虑水蒸汽的影响；当Soc＝0时，不考虑反凝析现象的影响；当ΔSw＝0时，不考虑外部水侵的影响；当
Figure BDA0002102715200000155
时，不考虑储层岩石压缩性的影响。
因为气体体积系数可表示为：
Figure BDA0002102715200000161
式中，psc为标准状况下的压力，MPa；Tsc为标准状况下的温度，K；Zsc为气相在标准状况下的偏差因子；Z为目前条件下气体的偏差因子；T为目前油藏温度，K；p为目前地层压力，MPa。
在优选的实施方式中，所述地层压力确定单元12进一步用于根据凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系得到参考函数，通过迭代计算所述参考函数得到实时的地层压力。
具体的，凝析气藏物质平衡方程可进一步表示为:
Figure BDA0002102715200000162
本发明基于体积守恒原理，综合考虑反凝析、原生水蒸发、边底水入侵、岩石压实及流体膨胀等因素的影响，建立循环注气条件下凝析气藏地层压力确定的对应关系，能够利用解析方法快速准确地计算出循环注气条件下凝析气藏不同时刻的地层压力，明确不同采气速度、回注比条件下地层压力变化趋势，指导凝析气藏开展循环注气开采，以实现凝析气藏的高效开发，同时还可以预测不同开发参数条件下地层压力的变化趋势，为凝析气藏循环注气开发提供决策支撑。
其中，气体偏差因子可以利用DPR方法的相关经验公式进行求解:
Figure BDA0002102715200000163
Figure BDA0002102715200000164
ppr＝p/ppc，Tpr＝T/Tpc，
ppc＝[46.7-32.1(γg-0.5)]×0.09869，Tpc＝171(γg-0.5)+182
式中，ρR为气体对比密度；ppr、Tpr分别为拟对比压力和拟对比温度；ppc为拟临界压力，MPa；Tpc为拟临界温度，K；γg为气体相对密度。
自上述物质平衡方程可以看出，某一时刻的地层压力与凝析气藏的动态开发数据、岩石流体物理性质等相关。由于凝析油饱和度Sco、气体偏差因子Z、水蒸汽含量yw、水侵量We、溢出水溶气饱和度Sgw等物性数据均与压力相关，所以地层压力需要迭代法进行求解。本实施例中主要在二分法的基础上对地层压力进行迭代求解。因此，需要对进一步表示的物质平衡方程进行整理得到参考函数以进行迭代计算。
参考函数为：
Figure BDA0002102715200000171
在利用上式计算气体偏差因子时，由于ρR也是Z的函数，所以需要采用迭代计算的方法进行求解。
在优选的实施方式中，所述地层压力确定单元12进一步用于根据地层压力初始值和预设值得到地层压力迭代值，根据所述地层压力迭代值得到凝析油饱和度、气体偏差因子、水蒸汽含量、水侵量和溢出水溶气饱和度并代入所述参考函数得到迭代结果值，若所述迭代结果值是否符合预设条件，若是，则所述地层压力迭代值为实时的地层压力，若否，则将所述地层压力迭代值替换所述初始值或所述预设值以重新确定所述迭代结果值直至所述迭代结果值符合预设条件。
具体的，在一个优选的实施方式中，地层压力具体的迭代计算过程如下：
①令地层压力初始值pA＝0，地层压力预设值pB＝pi；
②令地层压力迭代值
Figure BDA0002102715200000172
分别计算出当前地层压力p时的凝析油饱和度Sco(p)、气体偏差因子Z(p)、水蒸汽含量yw(p)、水侵量We(p)、溢出水溶气饱和度Sgw等参数；
③将上述参数代入参考函数得到当前地层压力下的f(p)；
④判断|f(p)|≤εp是否成立(εp为地层压力计算的精度要求)，即是否符合预设条件。如果不等式成立，则停止计算，否则进行如下判断：若f(pA)f(p)＜0，则令pA＝pA，pB＝p，并转入(2)重新计算；若f(pB)f(p)＜0，则令pA＝p，pB＝pB，并转入(2)重新计算。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机设备，具体的，计算机设备例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
在一个典型的实例中计算机设备具体包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的由客户端执行的方法，或者，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的由服务器执行的方法。
下面参考图14，其示出了适于用来实现本申请实施例的计算机设备600的结构示意图。
如图14所示，计算机设备600包括中央处理单元(CPU)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储部分608加载到随机访问存储器(RAM))603中的程序而执行各种适当的工作和处理。在RAM603中，还存储有系统600操作所需的各种程序和数据。CPU601、ROM602、以及RAM603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
以下部件连接至I/O接口605：包括键盘、鼠标等的输入部分606；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶反馈器(LCD)等以及扬声器等的输出部分607；包括硬盘等的存储部分608；以及包括诸如LAN卡，调制解调器等的网格接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因特网的网格执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至I/O接口606。可拆卸介质611，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器610上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装如存储部分608。
特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包括用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分609从网格上被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网格而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (14)

1.一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定方法，其特征在于，包括：
获取凝析气藏地质特征参数及开发动态数据；
根据凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系得到实时的地层压力。
2.根据权利要求1所述的地层压力确定方法，其特征在于，所述方法还包括确定所述凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系的步骤。
3.根据权利要求2所述的地层压力确定方法，其特征在于，所述确定所述凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系具体包括：
根据所述凝析气藏地质特征参数和所述开发动态数据建立物质平衡方程；
根据所述物质平衡方程得到所述凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系。
4.根据权利要求3所述的地层压力确定方法，其特征在于，所述根据所述凝析气藏地质特征参数和所述开发动态数据建立物质平衡方程具体包括：
确定原始凝析气藏孔隙体积；
确定凝析气藏开发过程中的实时凝析气藏孔隙体积；
确定凝析气藏开发过程中凝析气藏岩石膨胀体积；
建立原始凝析气藏孔隙体积、实时凝析气藏孔隙体积和凝析气藏岩石膨胀体积的物质平衡方程。
5.根据权利要求1所述的地层压力确定方法，其特征在于，所述根据凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系得到实时的地层压力具体包括：
根据凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系得到参考函数；
通过迭代计算所述参考函数得到实时的地层压力。
6.根据权利要求5所述的地层压力确定方法，其特征在于，所述通过迭代计算所述参考函数得到实时的地层压力具体包括：
根据地层压力初始值和预设值得到地层压力迭代值；
根据所述地层压力迭代值得到凝析油饱和度、气体偏差因子、水蒸汽含量、水侵量和溢出水溶气饱和度并代入所述参考函数得到迭代结果值；
若所述迭代结果值是否符合预设条件，若是，则所述地层压力迭代值为实时的地层压力，若否，则将所述地层压力迭代值替换所述初始值或所述预设值以重新确定所述迭代结果值直至所述迭代结果值符合预设条件。
7.一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定系统，其特征在于，包括：
参数获取单元，用于获取凝析气藏地质特征参数及开发动态数据；
地层压力确定单元，用于根据凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系得到实时的地层压力。
8.根据权利要求7所述的地层压力确定系统，其特征在于，所述系统还包括对应关系确定单元，用于确定所述凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系的步骤。
9.根据权利要求8所述的地层压力确定系统，其特征在于，所述对应关系确定单元进一步用于根据所述凝析气藏地质特征参数和所述开发动态数据建立物质平衡方程，根据所述物质平衡方程得到所述凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系。
10.根据权利要求9所述的地层压力确定系统，其特征在于，所述对应关系确定单元进一步用于确定原始凝析气藏孔隙体积，确定凝析气藏开发过程中的实时凝析气藏孔隙体积，确定凝析气藏开发过程中凝析气藏岩石膨胀体积，建立原始凝析气藏孔隙体积、实时凝析气藏孔隙体积和凝析气藏岩石膨胀体积的物质平衡方程。
11.根据权利要求7所述的地层压力确定系统，其特征在于，所述地层压力确定单元进一步用于根据凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系得到参考函数，通过迭代计算所述参考函数得到实时的地层压力。
12.根据权利要求11所述的地层压力确定系统，其特征在于，所述地层压力确定单元进一步用于根据地层压力初始值和预设值得到地层压力迭代值，根据所述地层压力迭代值得到凝析油饱和度、气体偏差因子、水蒸汽含量、水侵量和溢出水溶气饱和度并代入所述参考函数得到迭代结果值，若所述迭代结果值是否符合预设条件，若是，则所述地层压力迭代值为实时的地层压力，若否，则将所述地层压力迭代值替换所述初始值或所述预设值以重新确定所述迭代结果值直至所述迭代结果值符合预设条件。
13.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6任一项所述方法。
14.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述方法。
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