海上异常高温高压气藏产能评价方法成涛;陈建华;阮洪江;刘凯;李佳;冯燕娴【摘要】储层应力敏感性对气藏开发具有一定的影响，随着敏感性的增强，产能表现出明显降低的趋势。
目前关于海上高温高压气藏考虑应力敏感性的产能研究较少，且海上气田受制于生产平台的限制，生产井一般为大斜度井，井斜产生拟表皮因数对产能也有较大影响。
从渗流力学的基本理论出发，建立了综合考虑应力敏感性和高速非达西效应的大斜度井稳态产能方程，并对中海油某高温高压气藏进行了实例分析，验证了产能方程的可靠性。
通过研究可知，高温高压气藏在开发初期应尽量降低采气速度，保持地层压力，防止产能过快下降。
%The development of gas reservoirs is, in a way, affected by stress sensitivity of the reservoirs. With the increasing of sensitivity, the productivity follows obvious decline tendency. At present, stress sensitivity is less considered when the deliverability of highly deviated wells in offshore HTHP (high temperature/high pressure) gas reservoirs is studied. In offshore gas ifelds, production wells are mostly highly deviated wells due to the restriction of production platforms, and the deliverability is aslo signiifcantly affected by the pseudo-skin coefifcient induced by the well deviation. A steady-state deliverability equation of highly deviated wells, which takes stress sensitivity and high-velocity non-Darcy effect into consideration comprehensively, was developed based on the basic theories of seepage mechanics. Then, a ifeld case study was conducted on a HTHP gas reservoir of CNOOC to verify the reliability of the deliver-ability equation. It is concluded that at the early development stage of HTHP gas reservoirs, itis necessary to reduce gas production rate as much as possible to keep the reservoir pressure and avoid fast productivity decline.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2016(038)006【总页数】5页(P832-836)【关键词】高温高压;气藏;应力敏感;大斜度井;产能方程【作者】成涛;陈建华;阮洪江;刘凯;李佳;冯燕娴【作者单位】中海石油中国有限公司湛江分公司;中海石油中国有限公司湛江分公司;中海石油中国有限公司湛江分公司;中海石油中国有限公司湛江分公司;中海石油中国有限公司湛江分公司;中海石油中国有限公司湛江分公司【正文语种】中文【中图分类】TE533随着天然气工业的不断发展，我国发现并开发了大量的高温高压气藏，陆上高温高压气藏主要集中在塔里木盆地和四川盆地，海上目前发现并投入开发的高温高压气藏较少，开发经验相对缺乏。
在高温高压气藏开发过程中，随着地层压力不断降低，储层岩石承受的有效应力不断增强，从而导致岩石发生明显变形，导致储层渗透率降低，即产生应力敏感性［1-5］。
通过对陆上高温高压气藏开发调研发现，储层应力敏感对气井产能带来不利影响，应力敏感性越强，产能越低，因此产能计算过程中必须考虑储层应力敏感性的影响。
目前很多文献对直井或水平气井考虑应力敏感性的产能方程进行了相关研究，但关于大斜度井这方面的文献相对较少［6］。
从渗流力学的基本理论出发，建立了综合考虑应力敏感性和高速非达西效应的大斜度井稳态产能方程，对中海油首个开发的高温高压气藏产能的计算及产能的影响因素进行了相关研究，为海上其它高温高压气藏开发积累了一定经验。
Stress sensitivity evaluation method随着开发的进行，孔隙压力逐渐降低，岩石原有受力平衡被改变，岩石产生压缩，从而导致岩石孔隙度、渗透率等物性参数发生变化。
这种储层物性随着有效应力的改变而发生变化的特征称为储层的应力敏感性。
对应力敏感性的评价，目前常用的有渗透率损害系数法和应力敏感性系数法［7-8］。
1.1 渗透率损害系数法Permeability damage coefficient method石油天然气行业标准SY/T 5358—2010 《储层敏感性流动实验评价方法》中采用渗透率损害系数法对应力敏感性指标进行评价，渗透率损害系数计算表达式为［9］根据渗透率损害系数法进行应力敏感程度评价结果见表1。
1.2 应力敏感系数法Stress sensitivity coefficient method应力敏感系数表达式为根据式（2）对实验数据进行拟合得到岩石应力敏感系数，每一岩样对应着唯一的应力敏感系数，该系数的大小就代表了岩石应力敏感性的强弱程度（表2），而渗透率损害率在不同有效应力测点对应着不同的值，不便于工程应用，建议采用应力敏感系数法对应力敏感性进行评价。
Steady-state deliverability equation of highly deviated well including stress sensitivity and high-velocity non-Darcy effect2.1 考虑应力敏感Stress sensitivity included假设有一水平均质各向同性的圆形等厚储层，储层正中有一口定产量的直井，气体渗流服从线性渗流规律，根据气体渗流达西方程和考虑渗透率应力敏感公式［10］，通过积分后整理得到如下方程将psc、Tsc等具体数值代入式（3）计算并换算成现场实用单位可以得到考虑井筒由垂直变为接近水平而产生的拟表皮因数，并用有效半径rwe-S代替rw，则对于大斜度井则有2.2 考虑高速非达西效应High-velocity non-Darcy effect included基于高速非达西二项式方程，通过积分整理后得到式（6）将psc、Tsc、R等具体数值代入式（6）中进行计算并换算成现场实用单位可以得到式（5）和式（7）等号左边的表达式虽然形式不同，但实质上都为压差项，因而可叠加。
为了统一格式，此处均用式（5）等号左边的表达式来表示压差项。
考虑应力敏感和近井高速非达西渗流的大斜度井稳态产能方程为［11］Productive evaluation of M Gas FieldM气田位于南海北部大陆架西区的莺歌海盆地，埋深2 800～2 900 m，原始地层压力53.5～54.1 MPa，压力系数1.90～1.94，地层温度138～143 ℃，属于异常高温高压气藏。
主力气组岩性主要为细砂岩、粉细砂岩、粉砂岩及泥质粉砂岩，平均孔隙度为17.7%，平均测井渗透率为8.91 mD。
M气田于2015年投产，为中海油第一个投入开发的高温高压气田。
3.1 应力敏感实验结果Results of stress sensitivity experiment通过应力敏感测试方法对M气田主力气组5块岩心进行了应力敏感性实验研究［12］。
k0为地层初始渗透率（地层压力55 MPa、温度138 ℃），ki为某一地层压力下的渗透率。
5块岩心渗透率损失率与净有效上覆压力之间关系如图1所示。
由图1可以看出，5块岩心的渗透率损失率随着净有效上覆压力的升高而逐渐增加，即在降内压过程中，岩心的渗透率相对值逐渐减小。
其中，1号岩心在降内压过程中渗透率下降最快，当净有效上覆压力增加到65 MPa时，与原始地层条件下的渗透率相比，渗透率损失率高达40%，表现出中等强度应力敏感性。
2号、3号、4号和5号等4块岩心的渗透率下降程度基本是一致的。
当净有效上覆压力增加到65 MPa时，渗透率与原始地层条件下的渗透率相比，损失率为10%左右，岩心表现为弱敏感性。
实验结果还表明，随着地层压力恢复，5块岩心渗透率也在恢复，但是即使压力恢复到原始地层压力，渗透率仍然达不到原始地层渗透率值。
这是由于降内压过程中岩石发生了不可恢复的塑性变形，导致应力恢复后渗透率也无法恢复到初始值。
因此，渗透率应力敏感伤害是不可逆的。
渗透率的伤害程度主要与岩心初始渗透率有关，与有效应力呈幂函数关系，5块岩心的幂函数关系见表3。
3.2 产能计算及影响因素分析Productivity calculation and its influential factor analysis根据渗透率应力敏感性实验结果，结合M气田投产时压力恢复试井解释成果，采用建立的考虑应力敏感及近井高速非达西渗流的大斜度井稳态产能方程对M气田4口定向井无阻流量进行了计算。
从图2中可以看出根据产能公式计算的无阻流量与投产时产能测试结果相差不大，计算结果略低于实测结果，由此证明推导的产能计算公式比较可靠，可以应用于海上高温高压气藏大斜度井产能计算。
从产能方程可以看出，影响产能的因素较多，下面以M1井为例，分析应力敏感大小、地层压力衰竭对产能的影响。
如图3所示，应力敏感系数对气井的产能有明显影响，随着应力敏感系数的增大，气井的产能逐渐减小。
在原始地层压力52.4 MPa条件下，当应力敏感系数从0增大到0.05 MPa-1时，气井的无阻流量由221.5×104m3/d下降为117.3×104m3/d，产能下降了47%。
不同供给压力下应力敏感效应对气井产能的影响关系如图4所示。
应力敏感效应的存在会降低气井产能，并且在不同开发阶段应力敏感效应对气井产能的影响程度存在差异。