基于注气井刻度法凝析油气产出剖面解释方法

赵勃权, 霍勇, 肖圣, 路云峰, 齐婷婷, 庞秋维

(1.中国石油集团测井有限公司塔里木事业部, 新疆 库尔勒 841000; 2.中国石油集团测井有限公司技术中心, 陕西 西安 710077; 3.中国石油集团测井有限公司生产测井中心, 陕西 西安 710200)

0 引 言

凝析油气藏是介于油藏和纯气藏之间的复杂类型的特殊油气藏[1],具有埋藏深、压力大、温度高、轻质烃含量高、分子量小等特点。该油气藏的流体相态很复杂,当凝析油气藏地层压力超过露点压力后,储层的流体是气态,在低于露点压力时,发生反凝析,出现液态烃不断的从凝析气中凝析出。在流体开采出储层进入井筒,随着温度和压力的变化,流体的相态发生复杂的变化,常伴有液态烃不断析出[2]。对于这种复杂的烃类相态变化,凝析油气井产出剖面测井解释有PVT相态图法[3-4]和生产油气比法2种解释方法[5]。但由于凝析油气藏的特殊、复杂并且不断变化的相态,这2种解释方法都有一定的局限性。PVT相态图法解释法需要准确拟合相态图中的等液量线,间隔一段时间重新绘制新的相态图是提高该方法解释精度的关键[1]。生产油气比法需要有准确的日产油气的计量[5],对于井下各产层的生产油气比不同,这种解释方法会造成计算各层的油气产量存在偏差。本文针对循环注气凝析油气田注产剖面测井特点进行研究,探讨基于注气井刻度法的产出剖面测井解释新方法,为凝析油气产出剖面解释提供新思路。

1 注气井刻度法解释原理和解释模型

XY凝析油气田采用循环注气法开采凝析油,单井的油气产量都比较大,产层段的温度在130 ℃以上,压力在40 MPa以上,在产出层段两相介质已达到热力学平衡且流动速度相等,为雾状流动的均匀流体,介质具有均一的流动参数,在研究中可以看成为一种均匀介质。

在产出剖面测井解释中,如果能确定出地面凝析油和干气在井下生产层段的密度值,利用测量的流体密度值通过公式就可以计算出干气和凝析油在产层段实际的体积量,而实际产出剖面测井中无法确定不同温度、压力下生产层段干气和凝析油的密度。但是,XY凝析油气田所注的气主要是甲烷和乙烷为主的干气,其他重烃的含量小(见表1),在地层和分离器条件下的生产过程都处在两相区之外的单相气体区,不会产生反凝析液体[6](见图1),可以根据干气的特点,利用注气井井下干气密度与相应温度、压力的相关性,通过数据回归建立拟合公式。同一气体在相同温度、压力下相同的特性,生产井的井下干气密度值可以应用测量的温度、压力值通过拟合公式计算。井下凝析油密度值可以利用地面的凝析油密度值通过相关的公式计算。这种解释方法的优点是不考虑凝析油、气在井下相态的复杂变化。

对于不产水的凝析油气井,测量出的密度值是凝析油气混合体的密度值ρ,设定干气体积含量为x,则凝析油体积含量为1-x。设定井下干气密度值为ρg,凝析油密度值为ρo。则

表1 XY凝析油气田注入气气体组分表(2010-6-7取样)

图1 干气相态图

ρ=ρo(1-x)+ρgx

(1)

干气在井下的体积含量为

(2)

凝析油的井下体积含量为1-x,井下流体的体积量

Q=Cvvmpc

(3)

(4)

式中,D为套管内径,cm;Dt为仪器外径,cm;vm为流体速度,m/min;Cv为速度剖面校正系数;pc为管子常数;Q为总产出量,m3。气的产出量

(5)

式中,Bg为干气的体积系数,计算公式为[5]

(6)

式中,ρair为干气在地面的密度。

气的产出量

(7)

凝析油的产出量

Qo=(1-x)Qρo

(8)

产出层的上、下部位各相计算出的流量相减即可得对应产层的产量,即第i个产层对应的产量表示为

Qg=Qgi-Qgi+1

(9)

Qo=Qoi-Qoi+1

(10)

2 井下干气密度值与凝析油密度值计算

凝析油气田井下干气密度值取决于日注气量,而日注气量影响温度、压力值。在实际研究中,选取注气剖面测井中气的密度值为注气段上部曲线的平均值,温度和压力也选取相应层段的平均值(见表2)。通过数据回归发现井下干气密度值与温度、压力值有一定的相关性(见图2),则交会拟合出干气密度值与温度、压力值的公式。

图2 地层温度、压力与干气密度交会图

ρg=0.1764683+0.0034098p-0.0006886T

(11)

式中,ρg为原油密度,g/cm3;p为压力,MPa;T为温度,℃。

凝析油井密度值ρo可以利用地面的凝析油密度值通过Standing公式[7]计算,每口井的地面凝析油密度在PVT资料可以查到,公式为

(12)

表2 历年注气井的数据表

Bo=0.972+1.1213×102F1.175

(13)

(14)

式中,ρosc为地面凝析油的密度,g/cm3;ρairsc为地面气的密度,g/cm3;Bo为地层原油体积系数;Rs为溶解油气比;T为井下的温度值, ℃;γg为气的相对密度;γo为地面脱气原油相对密度。

仅计算凝析油在井下的密度,不存在溶解气,溶解油气比Rs=0,则

(15)

3 应用效果

2011年5月21日XY1-6井使用Sondex系列测井仪器完成产出剖面测井,该井产出为油、气两相,日产油206 t,日产气400 770 m3,在产出层段两相介质已达到热力学平衡且流动速度相等,为雾状流动的均流,可以应用注气井刻度法解释方法,解释参数见表3。

产出剖面测井各层段测井数据和利用式(11)、式(15)计算出的油、气密度见表4。

根据视流体速度vm、速度剖面校正系数Cv、计算出的管子常数Pc、应用式(3)计算出混合流体总流量Q,各深度段的油、气产量用式(7)、式(8)计算,通过式(9)、式(10)计算出各产出层段的凝析油、气产量。计算出井口油、气产量分别为218.79 t、367 995 m3,与井口产量进行比较,相对误差分别为6.21%～8.18%(见表5)。

表4 XY1-6井测井数据表

表5 XY1-6井解释成果表

4 结论与建议

(1) 针对循环注气凝析气藏特点提出了基于注气井刻度法的产出剖面测井解释方法。

(2) 注气井在注气层段的干气密度值与温度、压力有关,通过23口注气井干气密度与温度、压力数据的交汇图,拟合出关系式。

(3) 通过地面的干气密度值与计算出的井下干气密度值之比,快捷得到气体体积系数。

(4) 该解释方法在实际资料处理应用中能够满足研究区产出剖面测井资料解释的要求,达到了预期的解释精度。

(5) 注气井刻度法解释方法仅适用于不含水的循环注气凝析油气田,并且流型为高速雾状流,对于产水的井,需要以后进一步研究。

图3 XY1-6井产出剖面测井解释成果图

参考文献:

[1] 田祖红, 王界益, 彭原平, 等. 凝析油气井的相态变化与测井响应分析 [J]. 测井技术, 2010, 34(2): 183-187.

[2] 邓瑞, 郭海敏, 刘海军, 等. 基于PVT相态图的凝析气井产出剖面测井解释 [J]. 科技导报, 2014, 32(3): 44-48.

[3] 郭海敏, 范川, 田祖红, 等. 基于相态图的凝析油产出剖面解释方法研究 [J]. 石油天然气学报, 2009, 36(6): 119-122.

[4] 陈文龙, 赵军, 吕波, 等. 塔里木油田凝析气井产出剖面解释方法研究 [J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2013, 35(6): 78-82.

[5] 谭增驹, 王成荣, 宋君, 等. 注产气剖面高压密闭测试技术在塔里木油田的应用 [J]. 测井技术, 2003, 27(5): 423-426.

[6] 郭海敏. 生产测井导论 [M]. 北京: 石油工业出版社, 2003.

[7] 吴锡令. 生产测井原理 [M]. 北京: 石油工业出版社, 1997.