蘇東氣田氣井出水水源快速識別方法研究

王彥鵬　(中海石油服務有限公司天津分公司，天津 300452)

曾順鵬　(重慶科技學院石油與天然氣工程學院，重慶 401331)

陳啟文，張春雨　(中石油長慶油田分公司采氣四廠，陜西 西安 710021)

冀政，石磊，劉雨婷，章哲宇　(重慶科技學院石油與天然氣工程學院，重慶 401331)

蘇東氣田氣井出水水源快速識別方法研究

王彥鵬(中海石油服務有限公司天津分公司，天津 300452)

曾順鵬(重慶科技學院石油與天然氣工程學院，重慶 401331)

陳啟文，張春雨(中石油長慶油田分公司采氣四廠，陜西 西安 710021)

冀政，石磊，劉雨婷，章哲宇(重慶科技學院石油與天然氣工程學院，重慶 401331)

[摘要]水源識別是認識氣藏氣水活動規(guī)律、調整合理生產(chǎn)制度、制定相應治水措施的關鍵。蘇里格特低滲氣田實施整體壓裂改造，裂縫交錯分布，出水氣井數(shù)量大，氣井產(chǎn)水異常。在缺乏生產(chǎn)測井資料條件下，應用傳統(tǒng)方法難以準確、快速地判斷水源類型，造成治水措施選擇不準、大量氣井暴性出水甚至停產(chǎn)。通過對大量氣井的生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)進行挖掘，優(yōu)選出多個典型井組的氣井進行水體能量、水侵量及水體活躍程度綜合性評價，并對不同出水類型氣井的日產(chǎn)曲線、水氣比等7項參數(shù)進行篩選、分類、統(tǒng)計，結合現(xiàn)場專家意見，制定了針對蘇東氣田的水源識別標準，建立了一套快速水源識別方法。現(xiàn)場應用表明，在缺乏生產(chǎn)測井資料的情況下，利用該標準能夠方便、快捷、有效地指導識別蘇東氣井的水源類型。

[關鍵詞]蘇東氣田；氣井出水；水源類型；水體能量；水侵量；水體活躍程度；識別標準；快速識別

蘇東氣田特低滲氣藏開發(fā)時實施整體壓裂，由于天然裂縫與人工裂縫交錯，導致氣井出水異常[1]。在快速投產(chǎn)、高速開發(fā)過程中，現(xiàn)場生產(chǎn)測井實施很少，尤其對于水平井來說測井幾乎沒有進行，導致氣水界面無法確定，出水水源類型難以判斷，無法制定相應的治水對策。目前，國內外學者對于常規(guī)氣藏的出水來源判別方法已做了很多研究，均是以生產(chǎn)測井解釋結果為主要判斷依據(jù)，并且這些方法判別步驟煩瑣、工作量大[2~10]。對于缺少生產(chǎn)測井解釋資料的上萬口蘇東氣田出水氣井，如何及時、準確判別出水類型顯得十分困難，導致氣井出水治理不及時，大面積關井停產(chǎn)。因此，針對蘇東氣田缺乏生產(chǎn)測井資料、出水氣井數(shù)量多的問題，利用大量氣井的生產(chǎn)動態(tài)資料，開展水體能量、水侵量及水體活躍程度評價，通過分析這些水侵特征參數(shù)的大小及變化趨勢，建立新的水源識別方法；并通過應用統(tǒng)計分類法，結合現(xiàn)場專家意見，總結出一套針對蘇東氣田的方便、快捷的水源識別標準。

1出水水源識別技術

1.1　水源類型識別方法

針對蘇東氣田缺乏生產(chǎn)測井解釋資料，氣水界面不明，可利用大量氣井產(chǎn)水量與產(chǎn)氣量變化數(shù)據(jù)、油壓變化趨勢、見水時間、水樣分析資料、完井測試資料及不穩(wěn)定試井資料等對出水水源進行初步判斷，并通過對多個區(qū)塊的水體能量、水侵量及水體活躍程度進行綜合性評價，將地面出水特征及地層水侵特征相結合，科學判別出水水源。技術路線如圖1所示。

圖1　蘇東氣田水源識別技術路線

由于凝析水、束縛水及工作液3種水源有較明顯的出水特征，可運用分析日產(chǎn)曲線、礦化度與水氣比關系、含水飽和度等方法逐一確定。而部分地區(qū)氣井出水情況復雜，在無法確定氣水分布特征的情況下，僅依靠前幾種方法很難區(qū)分層內水、層間水和邊水。因此，提出通過分析不同區(qū)塊的水侵特征，準確區(qū)分各出水水源在地層中的變化規(guī)律，通過與其他方法綜合比較，最終明確氣井出水類型。具體方法是：

1)區(qū)塊篩選分類通過對上百口氣井的生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，運用日產(chǎn)曲線法、礦化度-水氣比法等對氣井水源進行初步識別，將出水特征相似或井位相鄰的氣井視為一個小區(qū)塊。

2)水體倍數(shù)計算根據(jù)水驅氣藏物質平衡法，分析各個區(qū)塊地層壓力下降大小及水體倍數(shù)。在同一時間段內，邊水水體儲量最大，水體倍數(shù)也最大，且上升最快，地層壓力下降明顯(圖2)；水層水竄水次之；層內水水體較小，上升緩慢，地層壓力下降緩慢(圖3)。

圖2　某邊水特征區(qū)塊水體倍數(shù)曲線　　　　　　　　　　　　圖3　某層內水特征區(qū)塊水體倍數(shù)曲線

圖4　水侵特征氣井曲線擬合法水侵指示曲線

由圖4(b)可知，邊水水侵特征井數(shù)據(jù)點偏離45°線較大，說明受水侵影響嚴重，計算的水侵量也較大；層間水竄水水侵量次之；層內水較小。若層內水出水持續(xù)時間長，那么其水侵量也有可能較水竄水更大。

4)水體活躍程度計算根據(jù)曲線擬合法計算水侵替換系數(shù)，判斷該區(qū)塊水體活躍程度。根據(jù)天然氣可采儲量計算方法行業(yè)標準(SY/T 6098-2000)，水侵替換系數(shù)≤0.15時為不活躍水侵；0.15<水侵替換系數(shù)<0.4時為次活躍水侵；水侵替換系數(shù)≥0.4時為活躍水侵。層內水和水竄水一般表現(xiàn)為不活躍或次活躍水侵，邊水表現(xiàn)為次活躍或活躍水侵。

5)結果分析通過計算結果分析各井組水侵特征，并結合鄰井出水情況，最終判別出水原因及出水類型。

1.2　水源類型快速識別“標準”

運用上述識別方法，可以對蘇東氣田各氣井出水水源進行準確識別。但是，由于該方法識別指標沒有具體量化，界限模糊，需要與多個氣井識別指標相互比較才能得出結論，會造成識別效率低下，使治水措施制定不及時。為了快速、準確地識別蘇東氣田上萬口氣井的出水水源，需要在上述識別技術路線指導下，應用分類-統(tǒng)計-專家意見，建立更加快捷、高效的識別方法。

通過對上萬口氣井的生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)的挖掘，排除生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)異常的氣井，優(yōu)選出典型區(qū)塊的200余口氣井進行出水水源識別分類，對7項判別指標進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，通過與現(xiàn)場專家意見結合，最終制定出一套針對蘇東氣田氣井出水水源快速識別“標準”(表1)。

表1　蘇東氣田不同出水來源氣井識別“標準”

注：Sw為含水飽和度。

可以參照此“標準”，分析氣井各判別參數(shù)隨時間的變化規(guī)律，并與表1進行對比，判斷氣井出水來源，使水源識別更加方便、快捷。

2現(xiàn)場應用

以長慶油田采氣四廠蘇東XX井為例，生產(chǎn)動態(tài)曲線如圖5所示。

圖5　蘇東XX井生產(chǎn)動態(tài)曲線

該井原始含水飽和度偏高(57.2%)，于2012年4月29日壓裂后開井投產(chǎn)，一投產(chǎn)就開始產(chǎn)水，產(chǎn)水量1~3m3/d，產(chǎn)水礦化度高達89g/L，且產(chǎn)水量、水氣比波動較大，持續(xù)時間較短，判斷該井初期產(chǎn)水為工作液。

2012年7月至2013年5月，水氣比穩(wěn)定在0.5m3/104m3左右，產(chǎn)水量較小(0.5m3/d)；計算得到該井所在井組在該階段的水體倍數(shù)為0.77，上升趨勢緩慢；平均水侵量0.076×108m3，水侵量較低；水侵替換系數(shù)0.11，符合層內水識別標準。分析發(fā)現(xiàn)鄰井出水特征與該井相似，判定為層內水。

2013年6月后，該階段產(chǎn)水量突然增大至1.5~2m3/d，不穩(wěn)定試井解釋分析，壓力導數(shù)曲線沒有“下掉”趨勢，水氣比及油壓穩(wěn)定。因此，排除邊水可能性。早期巖心分析表明，該井所在隔層的泥質含量約為37%~60%，計算其排驅壓力約為2.87~4.95MPa。目前生產(chǎn)壓差大于5MPa，已到達隔層突破條件。計算得到該井所在井組當前水體倍數(shù)1.10，上升趨勢適中、水侵量0.041×108m3、水侵替換系數(shù)0.171，符合水竄水識別標準，結合鄰井出水特征，綜合判定該階段產(chǎn)水為層間水竄水。

3結論

1)在沒有生產(chǎn)測

井資料的條件下，通過應用大量生產(chǎn)動態(tài)資料，對水體能量、水侵量及水體活躍程度進行綜合性評價，建立了一種適合蘇東氣田氣井出水水源識別方法。

2)通過對上萬口氣井的生產(chǎn)動態(tài)資料進行數(shù)據(jù)挖掘，優(yōu)選出典型井組的上百口氣井進行分類-統(tǒng)計-專家意見，制定出了一套快速、準確的氣井出水水源識別標準，為及時、有效地制定治水措施提供了重要依據(jù)。

3)應用上述方法對蘇東區(qū)塊416口出水氣井進行水源識別，水源類型主要以原生層內水及次生層內水為主，占64.11%；南區(qū)主要為邊水水侵，占61.39%；現(xiàn)場專家認為應用該標準可使出水類型的識別效率提高到70%以上。

本文獲得中石油長慶油田分公司2013年科技攻關項目“蘇東41-33區(qū)塊出水機理及控水對策研究”(DSCQC-13-76)資助。

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[編輯]黃鸝

[中圖分類號]TE375

[文獻標志碼]A

[文章編號]1673-1409(2015)29-0087-04