一种新的计算油气界面移动距离的方法.pdf

第 3 O卷第 t 期 开发工程 一 种新的计算油气界面移动距离的方法 赵 晓亮 廖新维 赵 伦 李 捷 1 ． 中国石 油大学石油工程教育部重点实验室 2 ． 中国石油勘探开发研究院 赵晓亮等． 一种新的计算油 气界面移动距离的方法． 天然气工 业， 2 0 1 0 ， 3 0 1 5 9 6 0 ． 摘 要 判断油气 面移动状况， 对于确定开发方案 、 保护好气顶、 防止油 田开发 中油 气互 窜等均具 有十分重要的 意义。以气体状态方程为基础， 推导出了一种估算油气界面下移距离的计算方法， 通过定义并计算气体体积综合膨胀系数 来计算油气界面的下移距离。现场实例表明， 该方法不仅计算简单， 而且具有实用性和一定的可靠性， 适用于气顶油藏。 关键词 气顶油藏 油气界面 开发方案 移动距离 状态方程 膨胀系数 方法 D OI 1 0 ． 3 7 8 7 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 0 0 9 7 6 ． 2 0 1 0 ． 0 1 ． 0 1 6 气顶油 藏投入 开发后 ， 就会 破坏原有 的平衡状 态 ， 当气区压力 高于油 区压 力时 ， 气顶 气就会 向外扩张 ， 并 依靠气顶前缘的推进而驱油， 在油井井底附近形成气 锥 或气舌 ， 随 之油 井 发 生 气窜 ， 导 致 油 气 界 面 参 差 不 齐 ， 油井减产 ； 气顶减压 ， 开发工作 陷于被动 ， 当油 区压 力高于气 区压力时 ， 油会侵 入气顶 ， 造成 回采困难而损 失资源 。因此及时 判断 油气 界 面移 动状 况 ， 对 于确 定 开发方案 、 保 护好气顶 、 防止油 田开发 中油 气互窜等 均 具 有十分重要 的意 义 。笔者 以气 体状 态 方程 为 基 础 ， 推 导 了一种 油气界面 下移距离 的估 算方法 ] 。 l 油气界面下移距离计算方法 让纳若 尔油 田是 目前 中 国海外 拥有 的最 大碳酸 盐 岩 油气 田， 让纳若 尔油气藏 分为南北 两高点 ， 均有气 顶 和油环， 并具有统一的油气界面和油水界面 ， 原始油气 界面为一2 5 6 0 I T I ， 属于饱和油气藏。由于让纳若尔油 气 藏的气顶 和油区是 一个 统 一 的水动 力 系统 ， 开 发 前 处 在一种 压 力平 衡 状 态 。当油 藏 含 油 区 投 入生 产 以 后 ， 由于气顶 与油区形成 了一定 的压降 ， 气顶 气 向外 扩 张 ， 油气界 面产 生 了下移 。 现以气体状态方程为基础， 推导气体体积综合膨 胀 系数表达式 。 已知气体状态方程 pV Z RT 1 考虑 油气藏开 采过程 为等温降压过 程 ， 则得 一 r9、 、 ， 1一 Zl P2 式中 、 P 。分 别 为 状 态 1和状 态 2下 的 地 层 压 力 ， MP a ； V 、 分别为状态 I 和状态 2下气 顶的体积 ， m。 ； Z 、 Z 2 分别为状态 1 和状 态 2 下 天然气 的压缩 因子 。 式 2 中的 Z值可 由下式求得 ] z 一 日4 - c 其 中 a一 1 ． 3 9 丁 ， 一0 ． 2 9 。 一0 ． 3 6 T 。 一0 ． 1 0 1 b一 O． 6 2 0 ． 2 3Tp 一 0 ． 0 3 C一 0 ．1 3 2 0 ． 32 1 g T。 d e 2 3 O 2 l o 6 _ o _ 4 9 T p ， l 8 2 4 式 中 户 为 拟对 比压 力 ， MP a ， P 一 p ／ p ； T 为拟对 比温度 ， K， 丁 一 T ／ T ； 户 为 天然气 的拟临界 压力 ， M P a ， P 一∑ r J ； 丁 为天 然 气的 拟临 界温 度， K ， -_ ∑ T 为组分i 的f临 界压力， M P a ； T c 为组 分 i 的临界温度 ， K； 为天然气中组 分 i 的摩尔分数 。 根据让纳若尔 A层气顶试井资料可知， 自油气藏 投入开发以来 ， 气顶压力由原始 2 9 ． 1 5 MP a 下降为 目 前 的 2 3 ． 5 MP a 。在原 始状 态 即 一2 9 ． 1 5 MP a时 ， P 6 ． 4 1 5 ， T 一 1 ． 3 8 ， 将 P T 值 带 入上 式 计 算 ， 基金项 目 国家重点基础研究发展计划 9 7 3 计划 编号 2 0 0 6 C B 7 0 5 8 0 1 和“ 新世纪优秀人才支持计划” 。 作者简介 赵晓亮， 1 9 7 8 年生 ， 博士研究生； 从事油气 田开发工程研究工作。地址 1 0 2 2 4 9 北京市昌平 区中国石油大学 2 2 9信 箱 。电 话 0 1 0 8 9 7 3 4 5 9 9 ， l 3 7 1 8 7 l 1 1 5 4 。E ma i l z x l c u p ． e d u ． c n 6 O 天然气工业 2 O 1 O 年 1 月 可得 Z l 一0 ． 8 6 2 8 ； 当 P 2 2 3 ． 5 MP a时 ， P 一5 ． 0 6 2 ， T 。 一1 ． 3 8 ， 同理 计算 得 到 Z 一0 ． 7 5 9 8 。将 Z 、 Z 2 值 代 入式 2 即可计 算 出 由于 气顶 压力 的变 化而 引 起 的 气 顶体积膨胀 倍数 。 在气顶区降压过程中考虑到孔隙体积随气顶压力 降低孔 隙体积收缩 ， 因此还需引入孔隙体积压缩 系 数 ] 一 e - C p p l P 2 3 式 中 P 、 P z 分 别为状态 1和状 态 2下 的净 上覆 压力 ， MP a ； 、 仇 分别 为状态 1和状 态 2下 的孔 隙度 ； f 为 孔 隙压缩 系数 ， MP a _ 。 。 根据让纳若尔气藏已有数据可计算得 c 。 6 ． 6 5 4 1 0 M Pa 一 定义 k为气顶体 积综合压 缩系数 。将孔 隙膨胀公 式 代入式 2 ， 即可 得到压力 变化时 k值 。即 是 一 V2 一 一 1 ． 1 21 ㈤ 故 V2 1 ． 1 2 I V 5 也就是 说气 顶 压 力 由原 始 2 9 ． 1 5 MP a下 降 为 目 前 的 2 3 ． 5 MP a时 ， 气顶 体 积膨 胀 了 1 ． 1 2 1倍 。下 面 分别计算让纳若尔 A南和 A北油气界面下移距离 。 A南 构造是个 穹隆 ， 因此假设 A南 气顶 为一 个 圆 锥 体 ， 则气 顶体积 可表示为 V 7 c r 。 h 6 已知 A南 气顶 的原始气藏 高度为 2 3 0 m 2 5 6 0 ～ 2 3 3 0 m ， 含气 面积 4 8 ． 4 3 k m ， 则 Vl一 4 8 ． 4 32 3 0 1 0 7 假设气顶体积膨胀后气藏高度下降了 h m ， 根 据地层倾 角 a 一1 0 。 ， 可得 气顶膨胀 后 的半 径为 r 2 r 1 矗 ／ t g a 8 式 中 r 为 原始气顶 半径 。 膨胀 后气顶高 度为 h 。一 h h， 则 目前压 力 下 膨胀后的体积 可表示为 V 2 一 1 7 c r 2 。 h 2 一妻 3 ． 1 4 3 ． 9 3 1 O 。 5 ． 6 7 h 2 3 0 h 9 由式 5 、 7 和式 9 即可计算得 A南气顶体积 膨胀后气 藏高度下 降 了 1 5 ． 9 9 m 。同理 可 计算 A北 气顶体积膨胀后气藏高度下降了 1 5 ． 6 7 m。 综 上所 述 ， A层 油 气界 面平 均下 移 了 约 1 6 m， 即 估算 目前 油气界 面约为 一2 5 7 6 m。 2 应用效果分析 现在将该估算法与压力参数法进行 比较 ] ， 图 1 为让 纳若尔测 得 的压力 梯 度 图 ， 由于 压力 梯度 反 映 流 体密度， 因此不同流体所测 的压力梯度存在不同的斜 率 ， 这样在某一深度就会出现折点 ， 该点即为两种流体 的界面 位 置 。 由 图 1可 以看 出 ， 油 气 界 面 深 度 约 为 一 2 5 7 4 m， 与估 算法计 算 值 较接 近 ， 该 估算 方 法 具有 一 定 的可靠性 。 吕 压 力／ M P a 图 1 压 力 梯 度 曲 线 图 3 结 论 通过及 时判 断油气界 面移动 状况 ， 对保 护气顶 、 及 时发现油气 互窜具 有十分 重要 的意义 。笔 者 以气 体状 态方程为 基础 ， 根 据气 体综 合 膨 胀 系数 推导 油气 界 面 的下移距 离 ， 具有 很好 的实 际意 义 ， 通 过实 例计 算 ， 所 采用 的油 气界面 下移距 离 估 算法 不仅 计 算 简单 ， 而 且 具 有一定 的实用性 ， 适用 于气顶油 藏 。 参 考 文 献 [ 1 ]大庆石油管理局勘探 开发研究院． S Y ／ T 6 3 1 3 ． 1 - 1 9 9 8油气 水界面确定方法 油气 、 油水 界面[ s ] ／ ／中 国石 油天然 气总公司 ， 北京 [ 出版者不详] ， 1 9 9 8 ． [ 2 ]华永川． 川东北飞仙关组鲡滩气藏气 水界面预测方 法[ J ] ． 天然气工业 ， 2 0 0 4 ， 2 4 8 7 6 7 8 ． E 3 3冯青平 ， 宋朝辉． 同 向斜域 水井资 料在确定 气水界 面 中的 应用 [ J ] ． 天然气工业 ， 2 0 0 3 ， 2 3 9 2 6 ． [ 4 t袁 自学． 计算偏差系数经验公式 的优化选择 [ J ] ． 新疆石油 地质 ， 1 9 9 6 ， 2 7 ， 6 1 6 3 1 6 8 ． [ 5 5高博 禹， 周涌沂 ， 彭仕宓． 储层孔 隙度 应力敏感性研究 [ J ] ． 石油实验地质 ， 2 0 0 5 ， 4 3 4 1 9 7 2 0 2 ． [ 6 ]郭平． 张俊． 杜建芬． 等． 采用 两种 实验方法进 行气 藏岩心 应力敏感研究[ J ] ． 西南石油大学学报 ， 2 0 0 7 ， 2 9 2 7 - 9 ． 修 改回稿 日期 2 0 0 9 1 1 1 6 编辑韩晓渝