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提高浅层气藏天然气可采储量标定精度的方法研究

来源：华佗小知识

第20卷第2期2009年4月天然气地球科学NATURAL　GAS　GEOSCIENCEVol.20No.2APr.　2009

气田开发

提高浅层气藏天然气可采储量

标定精度的方法研究

赵晓燕,崔传智

(中国石油大学(华东),山东东营257061)

摘要:针对浅层气藏产量变化规律性差、天然气可采储量标定结果与实际动态吻合性差的特点,从产量数据的处理、标定方法的选择、气藏废气条件确定、天然气物性参数计算等方面,提出了提高天

然气可采储量标定精度的方法;并以实际区块为例,进行了分析,得到了较满意的结果。该方法简单、实用、有效,提高了天然气可采储量的标定精度。关键词:浅层气藏;天然气;可采储量;废弃压力;标定方法

中图分类号:TE328　　　文献标识码:A　　　文章编号:167221926(2009)0220300204

0　引言

浅层气藏是指埋藏深度小于1500m的气藏,储集层一般为透镜状砂体,属于岩性尖灭气藏,总体特征表现为单个含气砂体面积小、个数多、储量分散;平面上连通性差,非均质性明显;纵向上变化大,气藏高度小,一般单层厚度不大于10m[1]。

受浅层气藏储层特征的影响,气藏投产井数少,产量规模小;由于埋藏较浅,储集层成岩性差,胶结疏松,在生产中极易出水、出砂,造成气井停产关井。因此气藏产量受单井产量变化的影响很大,产量变化规律性较差,无法反映出气藏的真实动态。在应用实际产量数据采用动态法标定可采储量时,很难建立较好的关系,误差较大。

等所采用参数较多、计算周期长,在矿场应用较少。动态法较为常用,简单易行,仅需要较为丰富的生产动态资料,其他参数涉及较少;对于规模较大、气井较多、产量变化规律性强的气藏来讲,标定的精度较高[12]。而对于浅层气藏来讲,由于产量变化规律性较差,在实际应用中受到了。1.2　天然气可采储量标定方法筛选原则

(1)对压力资料较齐全、准确的区块,采用与压力有关的压力降落法来进行可采储量标定。如某区块产气量与套压呈现较好的规律性(图1)。

1　天然气可采储量标定的数据处理与

方法筛选

1.1　天然气可采储量标定方法评价

目前天然气可采储量标定方法较多[2211],可分为类比法、经验公式法、动态法、物质平衡法、数值模拟法等。其中类比法、经验公式法等适用于评价期和开发早期,可靠性较差;物质平衡法、数值模拟法

收稿日期:2008208214;修回日期:20082102231

基金项目:国家重点基础研究发展计划“973”项目(编号:2006CB705804)资助.第一作者E2mail:zxyzxy2009@163.com.

图1　某区块产量与压力关系

　No.2　　　　　　　赵晓燕等:提高浅层气藏天然气可采储量标定精度的方法研究　　　　　　　　　301(2)对于生产时间较长的气藏,一般年产气量变化规律性好于月产量的,多采用年产量数据进行计算。利用该方法对某断块Nm组的产量标定数据进行了处理,月产量呈跳跃性,但采用年产气量后表现出较好的规律性(图2)。

图2　某断块Nm组月、年产气量

(3)尽量选用累积产气量与时间关系的标定方法,如:改进衰减法、HC模型方法等。

(4)对单井采用Arps产量递减法分别进行单井控制的可采储量的标定,由各单井控制的可采储量相加得到区块的可采储量。标定时为克服产量规律性差的影响,可用单井的月产能力进行标定。

2　气藏开发的废弃条件确定

可采储量随着工艺技术条件的进步和市场天然气价格的变化而变化,因此废弃条件的确定显得尤为重要,废弃条件包括废弃经济极限产量和废弃地层压力2个参数。目前采用的按气藏类型的埋藏深度折算法、经验公式法等的适用性和可靠性一般,常常只用于规划估算;也有人利用气井某一时刻的稳定产能方程结合废弃井底流压计算[13]。在废弃压力确定中,一般假定天然气压缩因子、粘度等参数为常数,导致计算结果存在一定的误差。

浅层气藏一般采用消耗地层能量的衰竭式开采。从理论上讲,气井投产后,随着累计产气量的增加,其地层压力下降,产量也随之递减。本文在经济极限产量的基础上,考虑天然气PVT参数变化,根据产量与压力之间的关系,进行废弃压力的计算。

2.1　气藏的经济极限产量确定方法

该方法假定气田已经进入开发的中后期,不再进行层系、井网等重大调整和设施建设,折旧费已经

提完,因此不再考虑油气田的勘探、开发和地面建设的原投资费用。

按照现今的生产成本、费用、税收和天然气售价,对于一个气田或一个的开发单元,根据投入与产出平衡的原理,可得到气田的经济极限产量:

QCa=

tηP1)

R(1-TX)

(式中:Q4a为气田经济极限产量,×10m3/a;Ct为气田目前的年生产总成本和费用,104元/a;η为天然气商品率,小数;PR为气价,元/m3;TX为年综合税率,小数。

2.2　气藏废弃压力确定的矿场统计法

对于采出程度大于10%定容封闭气藏,视地层压力P/Z与产气量Qg有如下直线关系式[14]:

P/Z=A2+B2Qg

(2)

式中:P为地层压力,MPa;Z为天然气压缩因子;Qg为年产气量,×104m3/a;A2、B2为方程系数。

当年产量逐年递减时,视地层压力逐渐降低,当产量降低到废弃产量时,对应的压力即为视废弃地层压力Pa/Za。

要得到废弃地层压力,首先应根据天然气组成及性质得到不同压力对应的压缩因子Z、P/Z,然后根据视废弃地层压力Pa/Za值得到废弃地层压力Pa。

2.3　气藏废弃压力确定的理论计算法

(1)采用垂直管流压力计算公式,计算井底流

动压力:

Pwf=

e2sP2tf+137.7f[qa珡TZ(P)]2(e2s-1)/d

式中:Pwf为井底流动压力,MPa;s=0.0342gD/TZ;Ptf为井口压力,MPa;d为内径,cm;g为天然气相对密度;D为气藏中部埋藏深度,m。

(2)据气井产能方程,求平均地层压力:

μg(P)PscqgZ(P)珡

Tlnre3珚P2-P2

r-+S

wwf=

42.71433×10-2KhTsc

式中:珚P为平均地层压力,MPa;μg为天然气粘度,mPa

s;Psc为标准状态下的压力,MPa;Tsc为标准

状态下的温度,K;Sa为视表皮系数。

(3)求废弃压力:

上式中当qg=qga时,Pa=珚P。

在井底流压和平均地层压力的计算中,要根据计算出的天然气粘度和压缩因子随压力的变化关系,采用迭代法求出井底流压和地层压力。

γγ　302天　然　气　地　球　科　学Vol.20　3　天然气物性参数计算

由于浅层气藏一般采用消耗地层能量的衰竭式开采,地层压力变化较大,而天然气的压缩因子和粘度随压力的变化而变化,因此在浅层气藏的有关计算中不能当作常数,必须考虑天然气粘度和压缩因子随压力的变化。

3.1　压缩因子计算模型

天然气压缩因子计算采用Dranchuk等通过拟合SK图版提出的方程[15]:

Z=1+(A1+A2/Tpr+A3/T3

pr)ρpr+(A4+

A255/Tpr)ρpr+(A5A6ρpr)/Tpr+(A23

7ρpr/Tpr)(1+

A8ρpr2

)exp(-Agρp2

其中:ρpr=0.27Ppr/(ZTpr)

式中常数项取值为:

　A1=0.31506237;　A2=-1.0467099;　A3=-0.57832729;A4=0.53530771;　A5=-0.61232032;A6=-0.10488813;　A7=0.68157001;

A8=0.68446549。

3.2　天然气粘度计算模型

高压下天然气粘度计算采用Lee关系式[15]:

μg=10-4Kexp(XρY

g)其中:

X=0.01350+

54777.78

+Mg;

Y=0.2(12-X);　ρ.g=

0027γgPZRT

;

2.6832×10-2(470+Mg)T1.5

116.1111+10.5556Mg+T

4　计算实例

4.1　物性参数计算

胜利油区某断块天然气,γg=0.6,Ppc=4.62MPa,Tpc=200K,T=395K。计算出的天然气PVT参数见表1所示。

为计算应用方便,将计算结果中的P/Z与P、μg与P之间数据进行回归,得到很好的结果:

P=0.1068+0.9325(P/Z)

(3)