壓降法

壓降法，又稱為“壓力圖解法”，是指利用氣藏壓力與累積產氣量所構成的“壓降圖”來確定氣藏的儲量。利用壓降法確定的儲量又稱為“壓降儲量”。實際上“壓降圖”是封閉型氣藏物質平衡方程式的圖解，而封閉型氣藏的物質平衡方程式則是“壓降圖”的解析式。

基本介紹

• 中文名：壓降法
• 外文名：pressure drop method
• 套用條件：封閉性氣藏
• 使用類型：氣藏
• 目的：計算氣藏儲量
• 學科：石油工程

簡介

壓降法實質上是定容封閉性氣田特定的物質平衡法，或稱直線外推法。目前它是氣田（特別是裂縫性碳酸鹽岩氣田）較為廣泛使用的一種儲量計算方法。壓降法適用於采出程度大於10%的封閉性氣藏。對於邊、底水不活躍的斷塊、裂縫、岩性圈閉等複雜氣田也可使用。對連通性差的氣藏儲量計算結果偏小。它不適用於邊、底水活躍的氣藏。該方法計算的儲量一般為已開發探明儲量，在扣除廢棄壓力後所計算的儲量可作為可采儲量。

原理

封閉型氣藏的天然氣地質儲量為：

上述公式表明，對於一個具有正常壓力的封閉型氣藏來講，其視地層壓力p/Z與累積產氣量G_p成直線關係，其中P_i/Z_i為直線的截距，-p_i/（Z_iG）為直線的斜率，如右圖所示。

在上述公式中，當p/Z=0時，G_p=G。故將壓降圖上的直線外推至p/Z=0處，直線與G_p軸相交，此交點之值便為氣藏的原始地質儲量即壓降儲量。

利用壓降法還可以求氣藏的可采儲量。氣藏的開採應充分考慮合理的經濟效益。當氣藏開採的最終地層壓力取一合理經濟的最低極限值時，此地層壓力便是廢棄壓力。將壓降曲線外推到與廢棄壓力線(p_a/Z_a)相交時，其值即為氣藏天然氣可采儲量。

參數的確定

目前地層壓力與相應的累積採氣量是壓降法中的兩個關鍵參數，壓降儲量是否可靠與這兩個參數的準確程度密切相關。

(1)地層壓力

目前地層壓力代表氣藏在某一開採時期的平衡壓力。關閉氣井，待壓力恢復平穩以後，下入井底壓力計直接測量，或根據氣井井口壓力計算求得。為了準確、可靠地取得壓力資料，要求做到：

①測壓時井內無積液；

②關井後，井口無竄漏現象；

③壓力表與壓力計必須經過校驗，達到準確、無誤。

(2)累積產氣量

累積產氣量是指氣藏各井點的累積產氣量之和，它既包括了正常生產情況下的產氣量，又包括了氣井投入開採前的放空氣量。實際上，放空氣量的估計往往存在較大的誤差，故在一定程度上影響了壓降儲量的精度。

影響因素

在理想的情況下，p/Z-G_p關係曲線為一條直線，但因種種因素的影響，p/Z-G_p並非一直線，大體上由三段組成，如右圖所示。

第一段:此段稱為初始段，一般出現在開採初期，能量主要來源於井底附近氣體的彈性膨脹，壓力下降多集中在井底附近。在相當長的時間內，氣藏壓力不能達到平衡，因此，壓力下降速度快，每下降單位地層壓力采出的氣量急速減小，壓降曲線呈彎曲狀。

第二段:此段稱為直線段，這期間，氣藏壓力趨於平衡，壓力下降較前期緩慢，下降單位地層壓力采出的氣量較初始段增大，並保持為常數，將本段外推至橫坐標便可得氣藏的儲量。

第三段:此段為上翹段或下彎段，造成曲線上翹或下彎的因素很多，主要有以下四種情況。

(1)邊水或底水供給

具有邊水或底水的氣藏，即不封閉氣藏，在開採初期，邊、底水的作用不甚明顯。隨著氣藏的不斷開採，地層壓力不斷下降，邊水或底水逐漸侵入氣藏，氣藏的壓降速度將隨著水的侵入而減小，壓降曲線向上翹。

(2)低滲透率帶的補給

在縫縫洞洞發育不均勻的裂縫性碳酸鹽岩氣藏中，往往出現以下的情況:在氣藏開採初期，采出的天然氣主要來自滲透性好的大縫、大洞。但是，到氣藏開採中、後期，壓力降落己傳遞到微縫、微洞，以及基質孔隙中，於是，這些微小縫、洞、孔中的氣體將起補給作用，導致壓力降落的速度減慢，而單位壓降之產氣量提高，與彈性水壓驅動氣藏出現的情況一樣，壓降曲線將偏離直線而向上翹。

(3)異常高壓氣藏

在異常高壓氣藏中，p/Z一G關係曲線具有二個明顯不同的斜率段，如右圖所示。圖中的第一曲線段的斜率較平緩，它出現在壓力為高異常的區域內，這種現象可解釋為:在上覆岩層的壓力作用下，儲集層岩石和束縛水具有較大的彈性能量，當地層壓力降低時，由於岩石和束縛水的彈性膨脹而產生了附加壓力，從而使壓力降落迅速減慢。

第二段曲線段的斜率較大，它出現在正常地層壓力區域內。這是因為一旦氣藏壓力達到正常值，氣體膨脹就超過岩石和束縛水的膨脹，故壓力迅速下降。

(4)反凝析作用

如果氣藏中的天然氣接近於它的露點，將出現反凝析現象。這是因為液體密度大於天然氣密度，故壓降速度加快，p/Z一G曲線的斜率變陡，曲線與異常高壓氣藏相似。

除上述因素外，井身質量不符合要求，測壓、求產不準等人為因素也會嚴重地影響壓降曲線的形態。在上述諸種情況下，如利用p/Z一G曲線外推天然氣儲量，都會得到錯誤的結果。

壓降法套用條件

壓降法是利用氣藏壓力和產量間的相互變化規律求儲量的，它是物質平衡法在封閉性氣藏的套用特例。一般情況下，氣藏經過一段時間的開採(大約采出10%左右)後，便可使用壓降法。壓降法不需要任何地質參數，故對於那些地質結構複雜，而無法求準儲氣空間的氣藏，例如碳酸鹽岩裂縫性氣藏，最好採用壓降法計算天然氣儲量。

對於活躍的水壓驅動氣藏，由於在開採過程中壓力不下降或下降不明顯，因此，不能使用壓降法。如果邊水不甚活躍，在氣藏開採初期，邊水還來不及大量侵入氣藏，這時可以計算出單位壓降的採氣量，然後，根據氣藏原始平均壓力計算氣藏的原始儲量。

壓降法計算氣藏儲量時，要求整個氣藏是相互連通的。如果氣藏因斷層或岩性尖滅被分割成幾個互不連通的水動力系統，就應分別對各個水動力系統單獨地進行儲量計算，否則，就會得出錯誤的結果。