CN116383573A - 一种基于多区相变传质渗流耦合的凝析气产能评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于多区相变传质渗流耦合的凝析气产能评价方法，包括：(1)获取凝析气藏的压力参数以及饱和度参数；(2)根据压力参数以及饱和度参数进行渗流区域的划分；(3)考虑各个渗流区域的不同渗流特征，建立各个渗流区域的渗流方程；(4)耦合各个渗流区域的渗流方程，得到凝析气藏产能预测方程，从而进行产能预测。本发明针对凝析气藏的渗流特征，考虑不同渗流区域的实际渗流特点，建立了一种更加符合实际情况的凝析气藏产能预测方法，对于指导凝析气藏的开发具有重要的理论意义。
Description
技术领域
本发明涉及油气田勘探与开发技术领域，特别是涉及到一种基于多区相变传质渗流耦合的凝析气产能评价方法。
背景技术
凝析气藏既能采出天然气又能采出凝析油，是一种特殊类型的气藏。凝析气藏在开发过程中会发生天然气和凝析油系统复杂的相态变化。在一定温度和压力条件下气液两相共存并不断发生传热、传质，气液两相的体积分数也不断变化。当凝析气藏地层压力降到露点压力以下时凝析油会从气相中析出,这些油残留和吸附在岩石颗粒的表面,在超过临界液体饱和度时开始流动,形成油气两相渗流。若利用经典产能评价方法对凝析气井的产能测试数据进行分析，则难以有效评价气井的产能,从而影响对气井生产动态的准确预测。
因此，对于凝析气藏不同生产阶段的渗流特征，分别建立物理数学模型，形成一种完善的凝析气产能评价方法显得十分重要，对凝析气藏的科学有效开发也具有积极的意义。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于多区相变传质渗流耦合的凝析气产能评价方法。
本发明是这样实现的，所述多区相变传质渗流耦合的凝析气产能评价方法包括以下步骤：
(1)获取凝析气藏的压力参数以及饱和度参数；
(2)根据压力参数以及饱和度参数进行渗流区域的划分；
(3)考虑各个渗流区域的不同渗流特征，建立各个渗流区域的渗流方程；
(4)耦合各个渗流区域的渗流方程，得到凝析气藏产能预测方程，从而进行产能预测；
所述凝析气藏产能预测方程为：
优选地，在步骤(1)中，所述压力参数包括地层压力以及露点压力，所述饱和度参数包括临界流动饱和度。
优选地，在步骤(2)中，所述渗流区域从近井端至远井端包括第一渗流区域、第二渗流区域、第三渗流区域。
优选地，所述第一渗流区域存在油相和气相两相流动，且第一渗流区域内的凝析油饱和度大于临界流动饱和度。
优先地，所述第二渗流区域内的地层压力低于露点压力，所述第二渗流区域内的凝析油饱和度低于临界流动饱和度。
优选地，所述第三渗流区域的压力高于露点压力。
优选地，所述第一渗流区域的渗流方程为：
其中，pcr为凝析油临界流动压力；α为应力敏感系数；pi为地层原始压力；μ为粘度；Z为偏差因子；λ为启动压力梯度；r12为第一渗流区域外边界半径；qsc为标况下气体产量；h为储藏厚度；k为绝对渗透率；krg为气相相对渗透率；psc为标况压力；T为温度；Tsc为标况温度；β为紊流系数；ρsc为标况下气体密度。
优选地，所述第二渗流区域内的渗流方程为：
其中，pd为露点压力；r23为第二渗流区域外边界半径。
优选地，所述第三渗流区域渗流方程为：
优选地，还包括步骤第一渗流区域外边界的确定，其包括:
(1)对凝析气藏进行取心，然后清洗烘干；(2)在地层温度条件下，用干气驱替建立束缚水饱和度；(3)按照储层实际情况配制地层流体样品；(4)将岩心实验环境参数恢复至原始地层状态；(5)降低岩心中孔隙压力，向岩心中注入凝析气，直至岩心出口端测试的气油比与初始条件下的气油比相同，采用对应条件下凝析气测试气相渗透率；(6)进行衰竭实验，记录岩心出口端压力、流量，测试对应压力条件下凝析气气相渗透率；(7)结合相图分布，通过对应的气相相对渗透率计算气相渗透率，(8)结合步骤(6)中测试得到的渗透率和压力的关系，得到凝析油临界流动饱和度和压力的关系；(9)利用拟压力与半径的数学关系式得到第一渗流区域的外边界。
优选地，所述数学关系式为：
式中，符号m表示拟压力符号，其中pe为气藏边界压力；pwf为井底流压；p为地层压力，re为气藏边界半径，rwf为井径，r为渗流半径，S为附加表皮系数。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本申请针对凝析气藏的渗流特征，考虑不同渗流区域的实际渗流特点，建立了一种更加符合实际情况的凝析气藏产能预测方法，对于指导凝析气藏的开发具有重要的理论意义。
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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的凝析气藏渗流区域划分示意图。
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于多区相变传质渗流耦合的凝析气产能评价方法，包括以下步骤：
(1)获取凝析气藏的压力参数以及饱和度参数；
(2)根据压力参数以及饱和度参数进行渗流区域的划分；
(3)考虑各个渗流区域的不同渗流特征，建立各个渗流区域的渗流方程；
(4)耦合各个渗流区域的渗流方程，得到凝析气藏产能预测方程，从而进行产能预测。
假设凝析气藏的孔隙度和渗透率不随温度而发生变化，不考虑其中气体的吸附和扩散效应，忽略孔隙中存在束缚水和毛细管水流动。
如图1所示，将渗流区域按照近井端至远井端划分为三个区域，三个区域分别为第一渗流区域，第二渗流区域，第三渗流区域。
其中第一渗流区域地层压力小于露点压力，凝析油饱和度大于临界流动饱和度。第一渗流区域距离井筒距离最近，由于近井端压差下降速度快，因此其压力很快下降至露点压力之下。在第一渗流区域中，存在油相和气相两相流动，且第一渗流区域内的凝析油饱和度大于临界流动饱和度，部分凝析油参与流动。在第一渗流区域内，由于油气两相渗流速度大，因此考虑气体存在非达西效应以及应力敏感效应。当然，本领域技术人员也可以结合近井端的地层实际情况考虑其他渗流因素。
在远离井筒的区域为第三渗流区域，第三渗流区域的压力高于露点压力，因此无凝析油析出，流体为气体单相渗流，在第三渗流区域内，气体流动速度较低，其渗流过程满足达西定律。在开发过程中由于井筒附近压降波的传递，第三渗流区域的范围回逐渐缩小，当地层压力降低至露点压力以下时，第三渗流区域消失。
第二渗流区域位于第一渗流区域和第三渗流区域之间，第二渗流区域内的地层压力低于露点压力，第二渗流区域内的凝析油饱和度低于临界流动饱和度，因此凝析油不参与流动。随着开发过程的进行，由于井筒附近压降波的传递，第二渗流区域的外边界不断向第三渗流区域扩展。
对于渗流区域的边界划分，其中第二渗流区域与第三渗流区域之间可以采用压力划分，即可以以露点压力为界来划分第二渗流区域与第三渗流区域。而第一渗流区域与第三渗流区域之间的划分则涉及到饱和度参数，即以临界流动饱和度为界来划分第一渗流区域与第二渗流区域。
对气藏而言，相比于压力，饱和度的测量更加困难，因此在产能预测时第一渗流区域外边界的确定也比第二渗流区域的外边界更加困难。在一个实施例中，可以采用室内实验测试的方法来确定第一渗流区域的外边界。其具体确定方法如下：(1)对凝析气藏进行取心，然后清洗烘干；(2)在地层温度条件下，用干气驱替建立束缚水饱和度；(3)按照储层实际情况配制地层流体样品；(4)将岩心实验环境参数恢复至原始地层状态；(5)降低岩心中孔隙压力，向岩心中注入凝析气，直至岩心出口端测试的气油比与初始条件下的气油比相同，采用对应条件下凝析气测试气相渗透率；(6)进行衰竭实验，记录岩心出口端压力、流量，测试对应压力条件下凝析气气相渗透率；(7)结合相图分布，通过对应的气相相对渗透率计算气相渗透率，(8)结合步骤(6)中测试得到的渗透率和压力的关系，得到凝析油临界流动饱和度和压力的关系；(9)利用拟压力与半径的数学关系式得到第一渗流区域的外边界。
在上述实验过程中，没有降低拼接岩心末端效应的影响，在拼接的每块岩心之间放入一片滤纸，拼接岩心的平均渗透率满足关系式：
其中，Ltol为岩心总长度，Kava为平均渗透率，Li为第i块岩心的长度，Ki为第i块岩心的渗透率，n为岩心数量。
在一个实施例中，拟压力与半径的数学关系式满足式(1)：
式中，符号m表示拟压力符号，其中pe为气藏边界压力；pwf为井底流压；p为地层压力，re为气藏边界半径，rwf为井径，r为渗流半径，S为附加表皮系数。
对于第一渗流区域，考虑启动压力梯度、应力敏感效应、高速非达西效应的影响，建立其渗流方程为：
其中，pcr为凝析油临界流动压力；α为应力敏感系数；pi为地层原始压力；μ为粘度；Z为偏差因子；λ为启动压力梯度；r12为第一渗流区域外边界半径；qsc为标况下气体产量；h为储藏厚度；k为绝对渗透率；krg为气相相对渗透率；psc为标况压力；T为温度；Tsc为标况温度；β为紊流系数；ρsc为标况下气体密度。
对于第二渗流区域，考虑高速非达西效应的影响，建立其渗流方程为：
其中，pd为露点压力；r23为第二渗流区域外边界半径。
对于第三渗流区域，建立其渗流方程为：
联合第一渗流区域、第二渗流区域、第三渗流区域的渗流方程，可以得到凝析气藏的产能预测方程。在一个实施例中，其产能预测方程为：
在得到上述产能预测方程之后，将获取的基础参数代入上述方程，即可进行产能预测以及敏感性参数进行分析，从而对凝析气仓的开发提供指导。
虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于多区相变传质渗流耦合的凝析气产能评价方法，包括以下步骤:
(1)获取凝析气藏的压力参数以及饱和度参数；
(2)根据压力参数以及饱和度参数进行渗流区域的划分；
(3)考虑各个渗流区域的不同渗流特征，建立各个渗流区域的渗流方程；
(4)耦合各个渗流区域的渗流方程，得到凝析气藏产能预测方程，从而进行产能预测；
所述凝析气藏产能预测方程为：
2.如权利要求1所述的多区相变传质渗流耦合的凝析气产能评价方法，在步骤(1)中，所述压力参数包括地层压力以及露点压力，所述饱和度参数包括临界流动饱和度。
3.如权利要求1所述的多区相变传质渗流耦合的凝析气产能评价方法，在步骤(2)中，所述渗流区域从近井端至远井端依次包括第一渗流区域、第二渗流区域、第三渗流区域。
4.如权利要求3所述的多区相变传质渗流耦合的凝析气产能评价方法，所述第一渗流区域存在油相和气相两相流动，且第一渗流区域内的凝析油饱和度大于临界流动饱和度。
5.如权利要求3所述的多区相变传质渗流耦合的凝析气产能评价方法，所述第二渗流区域内的地层压力低于露点压力，所述第二渗流区域内的凝析油饱和度低于临界流动饱和度。
6.如权利要求3所述的多区相变传质渗流耦合的凝析气产能评价方法，所述第三渗流区域的压力高于露点压力。
7.如权利要求3所述的多区相变传质渗流耦合的凝析气产能评价方法，所述第一渗流区域的渗流方程为：
其中，pcr为凝析油临界流动压力；α为应力敏感系数；pi为地层原始压力；μ为粘度；Z为偏差因子；λ为启动压力梯度；r12为第一渗流区域外边界半径；qsc为标况下气体产量；h为储藏厚度；k为绝对渗透率；krg为气相相对渗透率；psc为标况压力；T为温度；Tsc为标况温度；β为紊流系数；ρsc为标况下气体密度。
8.如权利要求3所述的多区相变传质渗流耦合的凝析气产能评价方法，所述第二渗流区域内的渗流方程为：
其中，pd为露点压力；r23为第二渗流区域外边界半径。
9.如权利要求3所述的多区相变传质渗流耦合的凝析气产能评价方法，所述第三渗流区域渗流方程为：
10.如权利要求3所述的多区相变传质渗流耦合的凝析气产能评价方法，还包括步骤第一渗流区域外边界的确定，其包括:
(1)对凝析气藏进行取心，然后清洗烘干；(2)在地层温度条件下，用干气驱替建立束缚水饱和度；(3)按照储层实际情况配制地层流体样品；(4)将岩心实验环境参数恢复至原始地层状态；(5)降低岩心中孔隙压力，向岩心中注入凝析气，直至岩心出口端测试的气油比与初始条件下的气油比相同，采用对应条件下凝析气测试气相渗透率；(6)进行衰竭实验，记录岩心出口端压力、流量，测试对应压力条件下凝析气气相渗透率；(7)结合相图分布，通过对应的气相相对渗透率计算气相渗透率，(8)结合步骤(6)中测试得到的渗透率和压力的关系，得到凝析油临界流动饱和度和压力的关系；(9)利用拟压力与半径的数学关系式得到第一渗流区域的外边界。
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