凝析气藏物质平衡方程通式的建立

凝析气藏物质平衡方程通式的建立

传统的冷凝析气藏物质平衡方程是借用干气藏物质平衡方程的干气藏物质平衡方程。其实,凝析气藏的物质平衡方程与普通气藏的物质平衡方程应存在较大差异,这是因为当凝析气藏压力低于上露点压力时,其压力降低既与采出物的增加有关,又与反凝析液的出现等复杂因素有关。本文采用摩尔量平衡原理基本思想,建立了既能描述气藏弹性能的释放过程,又能描述气藏反凝析引起的物质平衡现象,适合于注气开采、有天然水驱、带油环的凝析气藏物质平衡方程通式,并给出了几种特例下凝析气藏的物质平衡方程。凝析气藏物质平衡方程通法求解假设一有天然水驱、带油环的凝析气藏采用注气方式开采,其摩尔量平衡的基本方程为:nwp=nig+nil-(nrg+nrl)(1)由真实气体状态方程可得:ng=pV/(TRZ)(2)由(2)式可知,在(1)式中:nwp=pscGwp/(TscRZsc)(3)nig=piVHC/(TRZi)(4)nrg=p[VΗC(1-So)-GipBgdr-(We-WpBw)]ΤRΖw(5)nrg=p[VHC(1−So)−GipBgdr−(We−WpBw)]TRZw(5)由液体的摩尔量计算方法可知,在(1)式中:nil=mVHCρil/Mil(6)nrl=VΗCSoρlΜl+(mVΗCBoBoi-VoBo)ρΜnrl=VHCSoρlMl+(mVHCBoBoi−VoBo)ρM(7)将(3)、(4)、(5)、(6)、(7)式带入(1)式得:pscGwpΤscRΖsc=piVΗCΤRΖi+mVΗCρilΜil-VΗCSoρlΜl-(mVΗCBoBoi-VoBo)ρΜ-p[VΗC(1-So)-GipBgdr-(We-WpBw)]ΤRΖw(8)pscGwpTscRZsc=piVHCTRZi+mVHCρilMil−VHCSoρlMl−(mVHCBoBoi−VoBo)ρM−p[VHC(1−So)−GipBgdr−(We−WpBw)]TRZw(8)(8)式即为注气开采、有天然水驱、带油环的凝析气藏物质平衡方程通式,也可表示为:VΗC=pscΤscΖscGwp-ΡBgdrΤΖwGip-p(We-WpBw)ΤΖw-VoBoρRΜpiΤΖi+mρilRΜil-[p(1-So)ΤΖw+SoρlRΜl+mBoρRΜBoi]VHC=pscTscZscGwp−PBgdrTZwGip−p(We−WpBw)TZw−VoBoρRMpiTZi+mρilRMil−[p(1−So)TZw+SoρlRMl+mBoρRMBoi]冷藏体积平衡简化凝析气藏物质平衡方程通式(8)可根据气藏是否带油环、是否有天然水驱、是否采用衰竭方式开采将其简化为如下七种特例下的物质平衡方程。1.ptscrzs的计算不带油环,即(8)式中m=0,于是(8)式可简化为:pscGwpΤscRΖsc=piVΗCΤRΖi-VΗCSoρlΜl-p[VΗC(1-So)-GipBgdr-(We-WpBw)]ΤRΖw(9)pscGwpTscRZsc=piVHCTRZi−VHCSoρlMl−p[VHC(1−So)−GipBgdr−(We−WpBw)]TRZw(9)2.pscgwpscrscrscrzs的计算定容即(8)式中We=0、Wp=0,不带油环,即(8)式中m=0,(8)式可简化为:pscGwpΤscRΖsc=piVΗCΤRΖi-VΗCSoρlΜl-p[VΗC(1-So)-GipBgdr]ΤRΖw(10)pscGwpTscRZsc=piVHCTRZi−VHCSoρlMl−p[VHC(1−So)−GipBgdr]TRZw(10)3.scrscrscrscrscrzmoescrzmoescrzmoscrzsmc的合成衰竭开采,即(8)式中Gip=0,不带油环,即(8)式中m=0,(8)式可简化为:pscGwpΤscRΖsc=piVΗCΤRΖi-VΗCSoρlΜl-p[VΗC(1-So)-(We-WpBw)]ΤRΖw(11)pscGwpTscRZsc=piVHCTRZi−VHCSoρlMl−p[VHC(1−So)−(We−WpBw)]TRZw(11)4.pscgwpscrscrcl-pvcl-pvcl-pvcl-pvcscrzsm无天然水驱,即We=0、Wp=0,采用衰竭方式开采,即Gip=0,不带油环,即m=0,(8)式可简化为:pscGwpΤscRΖsc=piVΗCΤRΖi-VΗCSoρlΜl-pVΗC(1-So)ΤRΖwpscGwpTscRZsc=piVHCTRZi−VHCSoρlMl−pVHC(1−So)TRZw(12)5.pscrsc,ilbgdr定容即We=0、Wp=0,则(8)式可简化为:pscGwpΤscRΖsc=piVΗCΤRΖi+mVΗCρilΜil-VΗCSoρlΜl-(mVΗCBoBoi-VoBo)ρΜ-p[VΗC(1-So)-GipBgdr]ΤRΖw(13)6.内镜vcvcilscrscrscrsc衰竭开采,即(8)式中Gip=0,所以(8)式可简化为:pscGwpΤscRΖsc=piVΗCΤRΖi+mVΗCρilΜil-VΗCSoρlΜl-(mVΗCBoBoi-VoBo)ρΜ-p[VΗC(1-So)-(We-WpBw)]ΤRΖw(14)7.pscgwpscrsc的计算定容,即We=0、Wp=0,衰竭开采,即Gip=0,于是(8)式可简化为:pscGwpΤscRΖsc=piVΗCΤRΖi+mVΗCρilΜil-VΗCSoρlΜl-(mVΗCBoBoi-VoBo)ρΜ-pVΗC(1-So)ΤRΖw(15)实例分析1.原始压缩因子例1:已知某气藏为定容封闭的饱和凝析气藏,采用衰竭方式开采。气藏的原始(露点)压力为24.20MPa,温度为105℃,原始压缩因子为0.810;目前气藏压力为23.05MPa,采出流体压缩因子为0.790,采出井流物量为2.9424×107m3,反凝析液量为5.4%,液体密度为540.0kg/m3,液体分子量为57.69kg/mol。将以上参数代入(12)式得VHC=565.1667×108m3。2.气藏压力计算例2:在例1中提到的定容封闭凝析气藏,为提高气藏的开采效果,进行注气开发。在某时已采出井流物量1.1828×108m3,同时注入干气6739.81×104m3,由于某些原因,不可能全气藏关井求取气藏压力,采取补救办法,用(10)式进行5次计算(见表1),首先求取不同压力下VHC与p的关系(见图1),然后,在横坐标565.1667×108m3处对应曲线上,便可求出气藏的压力为22.7MPa。凝析气藏地质特征(1)本文根据物质的量的平衡原理建立的凝析气藏物质平衡方程能反映凝析气藏的特殊性,是研究凝析气藏地质及开发的有效手段。(2)尽管凝析气藏开采条件复杂多样,本文所建立的方程可满足各种地质条件及开采类型的需要。实例计算表明结果符合实际情况。(3)使用本文方程时要求动态生产数据准确可靠,PVT实验数据要有代表性。气藏水气藏温度和密度计算B为天然水侵系数;Bg为天然气地层体积系数,m3/m3(地面);Bw为气藏侵入水地层体积系数,m3/m3(地面);Bgdr为注入干气地层体积系数,m3/m3(地面);Gw为标准状况下的凝析气储量,m3;Gwp为累计采出井流物量,m3;Gip为累计注入干气量,m3;m为气藏原始状况下油的体积与气的体积之比;Ml为瞬时反凝析液体分子量,kg/mol;Mil为原始状态下油环油的分子量,kg/mol。nwp为累计采出井流物量,kmol;nig为气藏中气的原始储量,kmol;nil为气藏中油的原始储量,kmol;nrg为气藏剩余气相量,kmol;nrl为气藏剩余液相量(包括油环剩余油和气体地下凝析油两部分),kmol;pi为原始气藏压力,MPa;Δpe为有效地层压降,MPa;psc为标准状况下压力,MPa;p为气藏瞬时压力,MPa;QD为无因次水侵量;reD为无因次半径;R为通用气体常数;Sg为气藏反凝析液体量,小数;T为气藏温度,K;tD为无因次时间;Tsc为气相在标准条件下温度,K;V