凝析氣藏物質(zhì)平衡方程通式的建立

凝析氣藏物質(zhì)平衡方程通式的建立

傳統(tǒng)的冷凝析氣藏物質(zhì)平衡方程是借用干氣藏物質(zhì)平衡方程的干氣藏物質(zhì)平衡方程。其實(shí),凝析氣藏的物質(zhì)平衡方程與普通氣藏的物質(zhì)平衡方程應(yīng)存在較大差異,這是因?yàn)楫?dāng)凝析氣藏壓力低于上露點(diǎn)壓力時(shí),其壓力降低既與采出物的增加有關(guān),又與反凝析液的出現(xiàn)等復(fù)雜因素有關(guān)。本文采用摩爾量平衡原理基本思想,建立了既能描述氣藏彈性能的釋放過程,又能描述氣藏反凝析引起的物質(zhì)平衡現(xiàn)象,適合于注氣開采、有天然水驅(qū)、帶油環(huán)的凝析氣藏物質(zhì)平衡方程通式,并給出了幾種特例下凝析氣藏的物質(zhì)平衡方程。凝析氣藏物質(zhì)平衡方程通法求解假設(shè)一有天然水驅(qū)、帶油環(huán)的凝析氣藏采用注氣方式開采,其摩爾量平衡的基本方程為:nwp=nig+nil-(nrg+nrl)(1)由真實(shí)氣體狀態(tài)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)由液體的摩爾量計(jì)算方法可知,在(1)式中:nil=mVHCρil/Mil(6)nrl=VΗCSoρlΜl+(mVΗCBoBoi-VoBo)ρΜnrl=VHCSoρlMl+(mVHCBoBoi?VoBo)ρM(7)將(3)、(4)、(5)、(6)、(7)式帶入(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)式即為注氣開采、有天然水驅(qū)、帶油環(huán)的凝析氣藏物質(zhì)平衡方程通式,也可表示為: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]冷藏體積平衡簡化凝析氣藏物質(zhì)平衡方程通式(8)可根據(jù)氣藏是否帶油環(huán)、是否有天然水驅(qū)、是否采用衰竭方式開采將其簡化為如下七種特例下的物質(zhì)平衡方程。1.ptscrzs的計(jì)算不帶油環(huán),即(8)式中m=0,于是(8)式可簡化為: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的計(jì)算定容即(8)式中We=0、Wp=0,不帶油環(huán),即(8)式中m=0,(8)式可簡化為:pscGwpΤscRΖsc=piVΗCΤRΖi-VΗCSoρlΜl-p[VΗC(1-So)-GipBgdr]ΤRΖw(10)pscGwpTscRZsc=piVHCTRZi?VHCSoρlMl?p[VHC(1?So)?GipBgdr]TRZw(10)3.scrscrscrscrscrzmoescrzmoescrzmoscrzsmc的合成衰竭開采,即(8)式中Gip=0,不帶油環(huán),即(8)式中m=0,(8)式可簡化為: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無天然水驅(qū),即We=0、Wp=0,采用衰竭方式開采,即Gip=0,不帶油環(huán),即m=0,(8)式可簡化為:pscGwpΤscRΖsc=piVΗCΤRΖi-VΗCSoρlΜl-pVΗC(1-So)ΤRΖwpscGwpTscRZsc=piVHCTRZi?VHCSoρlMl?pVHC(1?So)TRZw(12)5.pscrsc,ilbgdr定容即We=0、Wp=0,則(8)式可簡化為:pscGwpΤscRΖsc=piVΗCΤRΖi+mVΗCρilΜil-VΗCSoρlΜl-(mVΗCBoBoi-VoBo)ρΜ-p[VΗC(1-So)-GipBgdr]ΤRΖw(13)6.內(nèi)鏡vcvcilscrscrscrsc衰竭開采,即(8)式中Gip=0,所以(8)式可簡化為:pscGwpΤscRΖsc=piVΗCΤRΖi+mVΗCρilΜil-VΗCSoρlΜl-(mVΗCBoBoi-VoBo)ρΜ-p[VΗC(1-So)-(We-WpBw)]ΤRΖw(14)7.pscgwpscrsc的計(jì)算定容,即We=0、Wp=0,衰竭開采,即Gip=0,于是(8)式可簡化為:pscGwpΤscRΖsc=piVΗCΤRΖi+mVΗCρilΜil-VΗCSoρlΜl-(mVΗCBoBoi-VoBo)ρΜ-pVΗC(1-So)ΤRΖw(15)實(shí)例分析1.原始壓縮因子例1:已知某氣藏為定容封閉的飽和凝析氣藏,采用衰竭方式開采。氣藏的原始(露點(diǎn))壓力為24.20MPa,溫度為105℃,原始壓縮因子為0.810;目前氣藏壓力為23.05MPa,采出流體壓縮因子為0.790,采出井流物量為2.9424×107m3,反凝析液量為5.4%,液體密度為540.0kg/m3,液體分子量為57.69kg/mol。將以上參數(shù)代入(12)式得VHC=565.1667×108m3。2.氣藏壓力計(jì)算例2:在例1中提到的定容封閉凝析氣藏,為提高氣藏的開采效果,進(jìn)行注氣開發(fā)。在某時(shí)已采出井流物量1.1828×108m3,同時(shí)注入干氣6739.81×104m3,由于某些原因,不可能全氣藏關(guān)井求取氣藏壓力,采取補(bǔ)救辦法,用(10)式進(jìn)行5次計(jì)算(見表1),首先求取不同壓力下VHC與p的關(guān)系(見圖1),然后,在橫坐標(biāo)565.1667×108m3處對應(yīng)曲線上,便可求出氣藏的壓力為22.7MPa。凝析氣藏地質(zhì)特征(1)本文根據(jù)物質(zhì)的量的平衡原理建立的凝析氣藏物質(zhì)平衡方程能反映凝析氣藏的特殊性,是研究凝析氣藏地質(zhì)及開發(fā)的有效手段。(2)盡管凝析氣藏開采條件復(fù)雜多樣,本文所建立的方程可滿足各種地質(zhì)條件及開采類型的需要。實(shí)例計(jì)算表明結(jié)果符合實(shí)際情況。(3)使用本文方程時(shí)要求動態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠,PVT實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要有代表性。氣藏水氣藏溫度和密度計(jì)算B為天然水侵系數(shù);Bg為天然氣地層體積系數(shù),m3/m3(地面);Bw為氣藏侵入水地層體積系數(shù),m3/m3(地面);Bgdr為注入干氣地層體積系數(shù),m3/m3(地面);Gw為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的凝析氣儲量,m3;Gwp為累計(jì)采出井流物量,m3;Gip為累計(jì)注入干氣量,m3;m為氣藏原始狀況下油的體積與氣的體積之比;Ml為瞬時(shí)反凝析液體分子量,kg/mol;Mil為原始狀態(tài)下油環(huán)油的分子量,kg/mol。nwp為累計(jì)采出井流物量,kmol;nig為氣藏中氣的原始儲量,kmol;nil為氣藏中油的原始儲量,kmol;nrg為氣藏剩余氣相量,kmol;nrl為氣藏剩余液相量(包括油環(huán)剩余油和氣體地下凝析油兩部分),kmol;pi為原始?xì)獠貕毫?MPa;Δpe為有效地層壓降,MPa;psc為標(biāo)準(zhǔn)狀況下壓力,MPa;p為氣藏瞬時(shí)壓力,MPa;QD為無因次水侵量;reD為無因次半徑;R為通用氣體常數(shù);Sg為氣藏反凝析液體量,小數(shù);T為氣藏溫度,K;tD為無因次時(shí)間;Tsc為氣相在標(biāo)準(zhǔn)條件下溫度,K;V