CN113323656A - 封闭凝析气藏的开发指标预测方法及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种封闭凝析气藏的开发指标预测方法及计算机可读存储介质，包括以下步骤：包括以下步骤：S1、采用线性拟合上露点压力以上的测压点，计算所述封闭凝析气藏的地质储量；S2、根据上露点压力以下的测压点，确定反凝析过程中视地层压力递减率变化规律；S3、根据所述视地层压力递减率变化规律，预测反凝析过程中视地层压力变化规律；S4、根据所述视地层压力变化规律，结合废弃压力预测结果预测最终采收率；S5、根据所述视地层压力变化规律预测气井绝对无阻流量变化规律；S6、结合下游市场需求及自身生产能力，预测所述封闭凝析气藏随时间变化的产量剖面。所述封闭凝析气藏的开发指标量化预测方法，可以更加合理准确地预测此类气藏的开发指标情况。

Description

封闭凝析气藏的开发指标预测方法及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及石油天然气开采领域，尤其涉及一种封闭凝析气藏的开发指标预测方法及计算机可读存储介质。

背景技术

凝析气藏其油气体系的相态变化与其组成、压力和温度等热动力学条件有关，并且随时随地会发生变化。封闭凝析气藏衰竭式开发过程中，当压力低于露点压力后，流体将会发生复杂的反凝析相态变化，形成气、凝析油两相状态。凝析油不仅自身难以流动，而且还堵塞了中、小孔喉和角隅，尤其是在近井附近导致气相相对渗透率也大幅降低，当压力衰竭至露点压力以下后，析出凝析油，发生油、气、水三相渗流，会显著增大渗流阻力，导致压降漏斗十分陡峭，近井区存在明显的非平衡相变效应，因此，凝析气藏在衰竭开发过程中的地层压力变化更为复杂，同时，生产资料显示随着地层压力的下降气井的生产能力也将大幅降低，开发后期阶段气田整体的采收率、稳产及提产能力都存在很大的风险和不确定性。

凝析气藏的高峰产量、稳产年限、提产能力等关键指标往往同时受到地下能力和下游市场的双重限制，而目前气田现场大多侧重于考虑市场需求的限制而忽略了地下能力的变化，评价结果与实际情况存在一定偏差，导致凝气气藏在开发方案设计时生产井数、投产计划、地面管线、装置规模、配套工艺以及销售合同等关键环节的确定均存在较大的不确定性，开发决策存在一定风险。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种封闭凝析气藏的开发指标预测方法，其能够同时兼顾市场需求和地下能力两个方面的封闭凝析气藏衰竭开发指标量化预测新方法，可以更加合理准确地预测此类气藏的开发指标情况。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种封闭凝析气藏的开发指标预测方法，包括以下步骤：

S1、采用线性拟合上露点压力以上的测压点，计算所述封闭凝析气藏的地质储量；

S2、根据上露点压力以下的测压点，确定反凝析过程中视地层压力递减率变化规律；

S3、根据所述视地层压力递减率变化规律，预测反凝析过程中视地层压力变化规律；

S4、根据所述视地层压力变化规律，结合废弃压力预测结果预测最终采收率；

S5、根据所述视地层压力变化规律预测气井绝对无阻流量变化规律；

S6、结合下游市场需求及自身生产能力，预测所述封闭凝析气藏随时间变化的产量剖面。

优选地，所述步骤S1中，采用线性拟合上露点压力以上的测压点，计算封闭凝析气藏的地质储量，具体为：

利用公式(1)线性拟合视地层压力与累产气量的关系，获得公式(2)，并确定所述封闭凝析气藏的原始地质储量G的大小；

式中，P、P_inital分别为目前、原始地层压力，psi；Z_inital、Z分别为气藏流体原始状态时偏差系数、气藏井流物瞬时偏差系数，无量纲；G为包括气和凝析油的地质储量，Tcf；G_p为包括气和凝析油的累产气量，Tcf；

式中，η、λ为常参数，通过目标气藏实际测压及生产数据拟合得到。

优选地，所述步骤S2中，根据上露点压力以下的测压点，确定反凝析过程中视地层压力递减率变化规律，具体为：

采用公式(3)对视地层压力递减率进行量化表征；

式中，A，B为常参数，通过所述封闭凝析气藏的实际测压及生产数据拟合得到。

优选地，所述步骤S3中，根据反凝析过程中视地层压力递减率变化规律，采用公式(4)预测反凝析过程中的视地层压力变化规律；

式中，P_d为上露点压力，psi；Z_d为气藏流体上露点状态时偏差系数，无量纲；G_pd为地层压力降至上露点压力时气藏累计产量，Tcf。

优选地，所述步骤S4中，根据所述视地层压力变化规律，结合废弃压力预测结果，采用公式(5)评价最终采收率；

式中，R_f为气藏最终采收率，％；P_f为气藏废弃压力，psi；Z_f为气藏流体废弃压力下的偏差系数，无量纲。

优选地，所述步骤S5中，利用气井绝对无阻流量与地层压力的关系式(6)拟合实际产能数据得到所述封闭凝析气藏的平均绝对无阻流量的变化规律；

式中，q_AOF-inital、q_AOF分别为气井原始、瞬时的绝对无阻流量，Mscfd；α，β为常参数，通过所述封闭凝析气藏的产能测试结果拟合得到；

优选地，将步骤S3中的公式S4与步骤S5的预测结果相结合获得公式(7)，利用公式(7)对所述封闭凝析气藏的实际测压数据进行拟合，建立气井绝对无阻流量q_AOF随累产气量G_p的变化规律：

式中，q_AOF-inital、q_AOF分别为气井原始、瞬时的绝对无阻流量，Mscfd。

优选地，所述步骤S6具体包括以下步骤：

S61、根据下游市场及销售合同情况，确定气藏未来每一年的目标年产目标Qj；

S62、根据生产井数，利用公式(8)计算单井未来每一年的目标日产气量q_j；

式中，Q_j为第j年为满足市场需求气田整体的目标年产气量，MMscf；q_j为第j年时为满足市场需求单井的目标日产气量，Mscfd；N_j为第j年的生产井数；T_F为气田的生产时率，％。

S63、根据单井的目标日产气量qj，采用公式(9)估算未来为满足市场需求的单井最小产能，即单井最小气井绝对无阻流量；

q_AOFj＝M·q_j (9)

式中，q_AOFj为第j年时为满足市场需求单井最小气井绝对无阻流量，Mscfd；M为气田产能倍数。

S64、将公式(7)和公式(9)联立求解，得到为满足市场需求所能稳产最长年限，当第j年时为满足市场需求单井所需的气井绝对无阻流量q_AOFj与气井绝对无阻流量q_AOF相等时，所述封闭凝析气藏将因地下能力不足无法满足市场需求而结束稳产进入递减阶段；

S65、根据步骤S4中标定的气藏最终采收率R_f，确定产量递减阶段的递减率，完成开发指标的预测工作。

本发明技术方案的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序用于被处理器执行时实现所述的方法。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

本发明提供的考虑组分变化的封闭凝析气藏衰竭开发指标预测方法，解决了封闭凝析气藏衰竭开发过程中压力持续下降导致组分变化和气井产能快速下降所带来的开发指标评价难度大的问题，且原理清晰、计算结果客观、可操作性强，能够更为准确合理地完成封闭凝析气藏衰竭开发过程中的关键指标评价工作，为封闭凝析气藏的开发方案评价和后期综合调整等关键工作提供理论基础和技术支持，从而有效地规避了开发风险，减少经济损失。

附图说明

图1位本发明一实施例提供的封闭凝析气藏的开发指标预测方法的流程图；

图2为线性外推计算地质储量；

图3为拟合视地层压力里递减率变化规律；

图4为预测视地层压力变化规律；

图5为视压力外推预测气藏最终采收率；

图6为预测气井绝对无阻流量；

图7为凝析气藏A单井未来目标产能；

图8为凝析气藏A单井目标产能与实际产能对比；

图9为凝析气藏A实际产量剖面与目标产量剖面对比；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，使用术语“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种封闭凝析气藏的开发指标预测方法，以选定的封闭凝析气藏A为例，具体包括以下步骤：

S1、采用线性拟合上露点压力以上的测压点，即P>P_d，计算封闭凝析气藏的地质储量，具体地为：

根据封闭性凝析气藏物质平衡方程(1)线性外推所述封闭凝析气藏A视地层压力(P/Z)与累产气量(G_p)的关系，如图2所示，得到公式(2)：

其中：P、P_inital分别为目前、原始地层压力，psi；Z_inital、Z分别为气藏流体原始状态时偏差系数、气藏井流物瞬时偏差系数，无量纲；G为地质储量(包括气和凝析油)，Tcf；G_p为累计产量(包括气和凝析油)，Tcf；

根据图2拟合的直线，确定式(2)中常参数η、λ的值分别为-1018.3和3625.5，计算其原始地质储量G的大小为3.56Tcf。

S2、根据上露点压力以下的测压点，即Pi<Pd，确定反凝析过程中视地层压力递减率变化规律，具体为，采用公式(3)对视地层压力递减率进行量化表征；

利用式(3)拟合气藏A上露点压力以下的测压点，确定视地层压力递减率与采出程度的关系，如图3所示，确定式(3)中常参数A和B的值分别为13.9和-15.5。

S3、根据反凝析过程中视地层压力递减率变化规律，具体采用公式(4)预测反凝析过程中的视地层压力变化规律；

其中，P_d为上露点压力，psi；Z_d为气藏流体上露点状态时偏差系数，无量纲；G_pd为地层压力降至上露点压力时气藏累计产量，Tcf。

该封闭凝析气藏A的技术参数P_d＝2600psi，Z_d＝0.96，G_pd＝0.69Tcf，需要说明的是所述参数通过测取分析该封闭凝析气藏A获得，利用式(4)预测该封闭凝析气藏反凝析过程中的视地层压力变化规律，预测结果如图4所示。

S4、结合废弃压力预测结果，根据目标气藏视地层压力变化规律评价气藏最终采收率。

S41、根据目标气田具体情况，按照传统方案评价该封闭凝析气藏废弃压力P_f＝290Psi，Z_f＝0.92确定气藏废弃的视地层压力P_f/Z_f＝312Psi；

S42、结合废弃压力情况，根据封闭凝析气藏A视地层压力变化规律外推公式(5)，根据公式(5)预测目标气藏的最终采收率R_f＝73％，如图5所示。

式中，R_f为气藏最终采收率，％；P_f为气藏废弃压力，psi；Z_f为气藏流体废弃压力下的偏差系数，无量纲。

S5、根据气藏视地层压力变化规律预测气井产能。通过统计典型凝析气藏大量试井资料发现，气井绝对无阻流量的变化趋势随视地层压力(P/Z)成指数式递减，为了便于现场应用，通过相关性分析建立了气井绝对无阻流量Q_AOF与视地层压力(P/Z)关系式(式(6))。本发明中利用气井绝对无阻流量与地层压力的关系式(6)拟合实际产能数据得到目标气田生产井的平均绝对无阻流量的变化规律，如图6所示。

其中：q_AOF-inital、q_AOF为气井原始、瞬时的绝对无阻流量，Mscfd，其中，q_AOF-initial根据目标气藏实际试井资料确定；α，β为常参数，通过目标气藏产能测试结果拟合得到；

需要说明的是，本发明中还可以将步骤3)中的公式(4)与步骤5)的预测结果(6)相结合，建立气井产能(q_AOF)随累产气量G_p的变化规律，如公式(7)所示：

其中：q_AOF-inital、q_AOF分别为气井原始、瞬时的绝对无阻流量，Mscfd，其中，q_AOF-initial可根据实际试井资料确定。

也可以利用式(7)对目标气藏实际测压数据进行拟合，预测目标气藏气井绝对无阻流量变化规律。

S6、根据下游市场需求及生产井数，判断为满足下游市场需求所需的单井最小产能变化规律。

S61、根据市场需求及销售合同情况，确定目标气藏未来每一年的目标年产规模Q_j，如表表1所示。

S62、根据生产井数，计算凝析气藏A未来每一年的单井目标年均日产气量，如表1所示，其中，生产时率T_F＝95％；

表1目标气藏未来计划产量情况

S63、根据单井日产量，估算未来为满足市场需求的单井最小产能，如图7，为保守起见，M取7。

q_AOFj＝7q_j

S7、确定稳产期、产量递减率，完成开发指标预测工作。

S71、将步骤S3与步骤S5的计算结果相结合，准确评价在市场需求和自身能力的双重约束下封闭凝析气藏A所能稳产或提产的最长时间阶段，如图8所示。

具体地，假设气田按照目标产能进行生产，可确定每一年的累产气量G_p，将G_p代入步骤S3中的公式(4)中计算视地层压力变化规律(P/Z)，将视地层压力变化规律代入步骤S5公式(6)计算实际产能变化规律，将目标产能与实际产能相对比，如图7所示，当实际产能低于目标产能时，气田产能无法满足目标，稳产期结束，气田开始进入递减阶段，进而可准确评价在市场需求和自身能力的双重约束下封闭凝析气藏A所能稳产或提产的最长时间阶段。

由图7可见，当第9年时为满足市场需求单井所需的气井最小绝对无阻流量q_AOFj与气井实际的绝对无阻流量q_AOF基本接近，之后实际产能低于目标产能，说明封闭凝析气藏A将在第10年因地下能力不足无法满足市场需求而结束稳产进入递减阶段。

S72、根据步骤S2中标定的采收率73％，确定产量递减阶段的年递减率为28％，完成开发指标的预测工作，如图9所示。

由图8对比可知，凝析气藏A的实际产量将在在第10年因地下能力不足无法满足市场需求，因此，建议在第10年补充生产井以满足市场需求。

应用该发明提供的考虑组分变化的封闭凝析气藏衰竭开发指标预测方法，在南美洲多个典型中含凝析油的封闭凝析气藏开发评价中进行了应用验证。按照本专利的方法和步骤准确评价了多个目标气藏的实际年产气量，并与原先计划的年产气量进行对比，发现有2个凝析气藏的产能将在2027年以后无法满足下游市场的需求，根据进一步分析论证，建议于2027年补充2～3口生产井，以满足市场需求，从而有效地规避了开发风险，减少经济损失约1.5亿元。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种封闭凝析气藏的开发指标预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采用线性拟合上露点压力以上的测压点，计算所述封闭凝析气藏的地质储量；

S2、根据上露点压力以下的测压点，确定反凝析过程中视地层压力递减率变化规律；

S3、根据所述视地层压力递减率变化规律，预测反凝析过程中视地层压力变化规律；

S4、根据所述视地层压力变化规律，结合废弃压力预测结果预测最终采收率；

S5、根据所述视地层压力变化规律预测气井绝对无阻流量变化规律；

S6、结合下游市场需求及自身生产能力，预测所述封闭凝析气藏随时间变化的产量剖面。

2.根据权利要求1所述的开发指标预测方法，其特征在于，所述步骤S1中，采用线性拟合上露点压力以上的测压点，计算封闭凝析气藏的地质储量，具体为：

利用公式(1)线性拟合视地层压力与累产气量的关系，获得公式(2)，并确定所述封闭凝析气藏的原始地质储量G的大小；

式中，P、P_inital分别为目前、原始地层压力，psi；Z_inital、Z分别为气藏流体原始状态时偏差系数、气藏井流物瞬时偏差系数，无量纲；G为包括气和凝析油的地质储量，Tcf；G_p为包括气和凝析油的累产气量，Tcf；

式中，η、λ为常参数，通过目标气藏实际测压及生产数据拟合得到。

3.根据权利要求2所述的开发指标预测方法，其特征在于，所述步骤S2中，根据上露点压力以下的测压点，确定反凝析过程中视地层压力递减率变化规律，具体为：

采用公式(3)对视地层压力递减率进行量化表征；

式中，A，B为常参数，通过所述封闭凝析气藏的实际测压及生产数据拟合得到。

4.根据权利要求3所述的开发指标预测方法，其特征在于，所述步骤S3中，根据反凝析过程中视地层压力递减率变化规律，采用公式(4)预测反凝析过程中的视地层压力变化规律；

式中，P_d为上露点压力，psi；Z_d为气藏流体上露点状态时偏差系数，无量纲；G_pd为地层压力降至上露点压力时气藏累计产量，Tcf。

5.根据权利要求4所述的开发指标预测方法，其特征在于，所述步骤S4中，根据所述视地层压力变化规律，结合废弃压力预测结果，采用公式(5)评价最终采收率；

式中，R_f为气藏最终采收率，％；P_f为气藏废弃压力，psi；Z_f为气藏流体废弃压力下的偏差系数，无量纲。

6.根据权利要求5所述的开发指标预测方法，其特征在于，所述步骤S5中，利用气井绝对无阻流量与地层压力的关系式(6)拟合实际产能数据得到所述封闭凝析气藏的平均绝对无阻流量的变化规律；

式中，q_AOF-inital、q_AOF分别为气井原始、瞬时的绝对无阻流量，Mscfd；α，β为常参数，通过所述封闭凝析气藏的产能测试结果拟合得到。

7.根据权利要求6所述的开发指标预测方法，其特征在于，将步骤S3中的公式S4与步骤S5的预测结果相结合获得公式(7)，利用公式(7)对所述封闭凝析气藏的实际测压数据进行拟合，建立气井绝对无阻流量q_AOF随累产气量G_p的变化规律：

式中，q_AOF-inital、q_AOF分别为气井原始、瞬时的绝对无阻流量，Mscfd。

8.根据权利要求7所述的开发指标预测方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括以下步骤：

S61、根据下游市场及销售合同情况，确定气藏未来每一年的目标年产目标Qj；

S62、根据生产井数，利用公式(8)计算单井未来每一年的目标日产气量q_j；

式中，Q_j为第j年为满足市场需求气田整体的目标年产气量，MMscf；q_j为第j年时为满足市场需求单井的目标日产气量，Mscfd；N_j为第j年的生产井数；T_F为气田的生产时率，％。

S63、根据单井的目标日产气量qj，采用公式(9)估算未来为满足市场需求的单井最小产能，即单井最小气井绝对无阻流量；

q_AOFj＝M·q_j (9)

式中，q_AOFj为第j年时为满足市场需求单井最小气井绝对无阻流量，Mscfd；M为气田产能倍数。

S64、将公式(7)和公式(9)联立求解，得到为满足市场需求所能稳产最长年限，当第j年时为满足市场需求单井所需的气井绝对无阻流量q_AOFj与气井绝对无阻流量q_AOF相等时，所述封闭凝析气藏将因地下能力不足无法满足市场需求而结束稳产进入递减阶段；

S65、根据步骤S4中标定的气藏最终采收率R_f，确定产量递减阶段的递减率，完成开发指标的预测工作。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序用于被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。

Images