大澇壩循環(huán)注氣氣竄判別方法及調(diào)控對策

彭海洋，陳志輝，田　健，劉德余，辛志翔

（1.青島地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，山東青島266000；2.中國石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆烏魯木齊830011）

大澇壩循環(huán)注氣氣竄判別方法及調(diào)控對策

彭海洋*1，陳志輝2，田健1，劉德余1，辛志翔1

（1.青島地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，山東青島266000；
2.中國石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆烏魯木齊830011）

大澇壩凝析氣田是西北油田分公司首個(gè)采取循環(huán)注氣開發(fā)的凝析氣田，暫未建立系統(tǒng)的注氣氣竄判別方法。通過調(diào)研國內(nèi)類似凝析氣田注氣氣竄判別方法，結(jié)合大澇壩注氣開發(fā)實(shí)踐，初步建立了適合大澇壩氣田的注氣氣竄判別標(biāo)準(zhǔn)，并對采氣井進(jìn)行了氣竄風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，結(jié)果為采氣井均未發(fā)生氣竄，但部分一線井具有一定的氣竄風(fēng)險(xiǎn)。在此基礎(chǔ)上，提出了4種具有較強(qiáng)針對性的延緩或控制注氣氣竄的對策。

大澇壩氣田；循環(huán)注氣；氣竄；判別方法；對策

大澇壩氣田位于庫車坳陷陽霞凹陷南緣的大澇壩構(gòu)造帶，發(fā)育2個(gè)斷背斜構(gòu)造，東部為1號(hào)構(gòu)造，西部為2號(hào)構(gòu)造。該氣田1997年投入試采，2005年采用衰竭式方式投入正式開發(fā)。由于氣田為近臨界帶油環(huán)凝析氣藏，地露壓差小，隨著地層壓力下降，反凝析嚴(yán)重，且受邊水推進(jìn)影響，開發(fā)效果差。為了提高凝析油采收率，決定在2號(hào)構(gòu)造古近系蘇維依組上、下氣層實(shí)施循環(huán)注氣開發(fā)方案，工區(qū)疊合面積4.87km2，天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量25.65×108m3，凝析油地質(zhì)儲(chǔ)量220.50×104t，注氣前地層壓力38MPa，凝析油含量420g/m3。于2013年4月投注，截止2015年8月，累計(jì)注氣1.59×108m3，階段累計(jì)采氣1.17×108m3，階段注采比1.36。

對于循環(huán)注氣開發(fā)的凝析氣藏來說，一旦注氣前緣突破，發(fā)生氣竄，大部分注入氣無效，將對注氣波及系數(shù)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響到采收率及壓力保持程度，使注氣開發(fā)效果變差。因此，分析總結(jié)注氣前緣突破情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)氣竄的苗頭，從而采取針對性的調(diào)控對策，對循環(huán)注氣開發(fā)的氣田具有重要的意義。

1　氣竄判別方法

調(diào)研柯克亞氣田、大張坨氣田、牙哈氣田等國內(nèi)類似凝析氣田注氣開發(fā)實(shí)踐，注氣氣竄判別常用的方法有經(jīng)驗(yàn)判別法和動(dòng)態(tài)監(jiān)測判別法等2種方法。

1.1經(jīng)驗(yàn)判別法

經(jīng)驗(yàn)判別法是根據(jù)循環(huán)注氣開發(fā)過程中注入、采出等生產(chǎn)動(dòng)態(tài)參數(shù)，通過氣油比變化率、井流物特征變化等指標(biāo)來判別氣竄的一種方法。如牙哈氣田以氣油比變化率大于35%、井流物中C1變化率大于5%等指標(biāo)作為氣竄的判斷標(biāo)準(zhǔn)［1］；柯克亞氣田以氣油比變化率大于20%、井流物中C+5變化率大于45%等指標(biāo)作為氣竄的判斷標(biāo)準(zhǔn)［2］；大張坨氣田采用氣油比變化率大于50%、（C2+C3）/C1比率的突變來判斷是否發(fā)生氣竄［3］。

（1）氣油比變化率。氣油比是最直觀、最常用的氣竄表征參數(shù)。未發(fā)生氣竄時(shí)，氣油比穩(wěn)定；剛發(fā)生氣竄時(shí)，氣油比上升；氣竄嚴(yán)重時(shí)，氣油比快速上升。因此可以利用氣油比變化率（?GOR）來判斷氣竄，即目前的氣油比與注氣初期穩(wěn)定的氣油比的變化率：

大澇壩氣田4口采氣井注氣初期及目前氣油比變化情況見表1，一線井DLK4井和DLK6井氣油比變化率分別為34.4%、21.5%，二線井DLK1X井和DLK2井氣油比變化率分別為14.4%、7.9%。對比國內(nèi)類似凝析氣田氣竄發(fā)生時(shí)，氣油比變化率在20%～50%之間，認(rèn)為大澇壩4口采氣井目前仍處于注氣開發(fā)的氣驅(qū)油—混相階段，暫未發(fā)生氣竄，但一線井具有一定的氣竄風(fēng)險(xiǎn)。

（2）井流物中C+5含量或C1含量變化率。注氣開發(fā)過程中，注入氣向采氣井突進(jìn)過程中，井流物組分的變化特征總體表現(xiàn)為C+5含量逐漸減少、C1含量逐漸上升，因此可以利用C+5含量變化率（?C+5）或C1含量變化率（?C1）來判斷是否發(fā)生氣竄：

統(tǒng)計(jì)大澇壩氣田4口采氣井注氣前后井流物中C5+含量或C1含量變化情況，注氣后井流物中C5+含量呈減少趨勢，單井變化幅度在4.0%～30.6%之間，C1含量有所上升，單井變化幅度在1.7%～6.3%之間。

表1　大澇壩采氣井氣油比變化率統(tǒng)計(jì)表

1.2動(dòng)態(tài)監(jiān)測判別法

氣竄判別較常用的方法還有動(dòng)態(tài)監(jiān)測判別法，如微地震監(jiān)測氣驅(qū)前緣技術(shù)或示蹤劑動(dòng)態(tài)監(jiān)測法。

（1）微地震監(jiān)測氣驅(qū)前緣技術(shù)。微地震監(jiān)測氣驅(qū)前緣技術(shù)是基于摩爾—庫倫理論、斷裂力學(xué)準(zhǔn)則等發(fā)展形成的一種監(jiān)測方法。注氣井在注氣過程中，會(huì)引起流體壓力前緣移動(dòng)和孔隙流體壓力的變化，同時(shí)使地層中原來閉合的微裂縫張開，從而引發(fā)微地震事件。記錄這些微地震，并進(jìn)行微震源定位就可以描述地下滲流場，進(jìn)而描繪出氣驅(qū)前緣、注入氣的波及范圍和優(yōu)勢注氣波及井區(qū)。該方法在牙哈凝析氣田取得了較好的應(yīng)用［4］，大澇壩氣田暫未開展此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用。

（2）示蹤劑動(dòng)態(tài)監(jiān)測法。示蹤劑動(dòng)態(tài)監(jiān)測法可用于凝析氣藏注入氣體突破方向的監(jiān)測，該方法可靠性高，對滲流途徑、儲(chǔ)層連通性和流動(dòng)優(yōu)勢通道具有較好的判別，該方法在大張坨凝析氣田取得了較好的應(yīng)用，大澇壩氣田注氣初期也進(jìn)行了示蹤劑注入跟蹤試驗(yàn)。

大澇壩氣田注氣后分別在蘇維依組上、下氣層注采井組進(jìn)行示蹤劑監(jiān)測，其中上氣層于2013年8月28日在注氣井DLK9井加注SF6示蹤劑（六氟化硫）146.15kg，下氣層于2013年8月27日在注氣井DLK3井加注R12示蹤劑（氟利昂）204.28kg。示蹤劑注入后，在對應(yīng)的采氣井進(jìn)行了示蹤劑取樣分析工作，從監(jiān)測結(jié)果來看，上氣層一線井DLK6井、下氣層一線井DLK4井具一定響應(yīng)特征，而二線井暫時(shí)沒有檢測到示蹤劑顯示。

2　氣竄判別評(píng)價(jià)結(jié)果

綜合考慮國內(nèi)注氣開發(fā)氣田氣竄判別方法應(yīng)用情況及大澇壩注氣開發(fā)所處的階段，可選擇經(jīng)驗(yàn)判別法中的氣油比變化率、井流物中C+5含量或C1含量變化率，示蹤劑動(dòng)態(tài)監(jiān)測法等相關(guān)判別參數(shù)做為大澇壩注氣氣竄判別綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

其中經(jīng)驗(yàn)判別法中，國內(nèi)注氣開發(fā)氣田實(shí)踐表明，氣竄發(fā)生時(shí)，氣油比變化率大于20%～50%，井流物中C+5含量變化率大于45%～67%，C1含量變化率大于5%～11%，而大澇壩目前氣油比變化率在7.9%～34.4%之間，井流物中C+5含量變化率在4.0%～30.6%之間，C1含量變化率在1.7%～6.3%之間，暫未發(fā)生氣竄，建議大澇壩氣田氣竄判別標(biāo)準(zhǔn)取值氣油比變化率大于45%，井流物中C+5含量變化率變化率大于50%，C1含量變化率變化率大于15%，具體見表2。

表2　大澇壩注氣氣竄判別標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)上述建立的大澇壩注氣氣竄判別標(biāo)準(zhǔn)，對4口采氣井進(jìn)行氣竄判別結(jié)果見表3。4口采氣井目前均未發(fā)生氣竄，但是一線井DLK4井和DLK6井部分判斷參數(shù)值接近氣竄標(biāo)準(zhǔn)，未來發(fā)生氣竄的風(fēng)險(xiǎn)較大，而二線井DLK1X井和DLK2井目前暫未發(fā)現(xiàn)氣竄的苗頭。

表3　大澇壩注氣氣竄單井判別結(jié)果表

3　調(diào)控對策

由于大澇壩氣田循環(huán)注氣井網(wǎng)是建立在老井利用基礎(chǔ)上的，造成注采井距不一致，加之儲(chǔ)層非均質(zhì)性影響，在注入氣突進(jìn)過程中，對注采井距較小且處于儲(chǔ)層高滲帶的采氣井而言，發(fā)生氣竄是不可避免的。如何有效延緩氣竄是注氣開發(fā)氣藏的重中之重，根據(jù)大澇壩氣田注采實(shí)施現(xiàn)狀，可以采取以下控制對策：

（1）注采參數(shù)優(yōu)化。對于平面上的注入氣不均勻推進(jìn)，其主要原因是注入氣沿高滲透帶突破，因此可以通過優(yōu)化采氣井工作制度，降低易氣竄井的產(chǎn)氣量，達(dá)到平面上各方向均衡采氣，提高注入氣波及效率，延緩氣竄。

針對大澇壩氣田氣竄風(fēng)險(xiǎn)較大的DLK6井和DLK4井，可考慮降低采氣強(qiáng)度，以降低注入氣向該方向滲流的速度，而對注采井距較大、受效需要時(shí)間長的DLK1X、DLK2井可以適當(dāng)提高采氣強(qiáng)度。

（2）注采井網(wǎng)優(yōu)化。大澇壩氣田循環(huán)注氣初期蘇維依組上氣層注采井網(wǎng)為2注1采，下氣層注采井網(wǎng)為1注3采，注氣實(shí)施過程中，通過恢復(fù)停產(chǎn)井生產(chǎn)，上氣層注采井網(wǎng)優(yōu)化為2注2采，下氣層注采井網(wǎng)優(yōu)化為1 注4采。通過注采井網(wǎng)優(yōu)化，增加了注入氣推進(jìn)方向，提高了注入氣波及面積，對延緩氣竄取得了一定效果。后期可持續(xù)開展注采井網(wǎng)優(yōu)化工作，如上氣層適時(shí)啟動(dòng)停產(chǎn)井DLK11井生產(chǎn)，對下氣層易氣竄井DLK4井上返生產(chǎn)，提高上氣層儲(chǔ)量動(dòng)用，從而擴(kuò)大注氣驅(qū)動(dòng)范圍。

（3）間開生產(chǎn)。注入氣突進(jìn)過程中，可以對易發(fā)生氣竄的采氣井進(jìn)行間開生產(chǎn)，延緩或控制氣竄，同時(shí)增加油氣接觸，增強(qiáng)反蒸發(fā)，提高注氣效果。

大澇壩氣田2013年4月投注后，一線井DLK6井和DLK4井注采響應(yīng)特征明顯，表現(xiàn)為油壓、產(chǎn)量及氣油比較大幅度上升，2014年4月以來，對2口井進(jìn)行間開生產(chǎn)，氣油比上升趨勢得到明顯控制，且地層壓力恢復(fù)速度得到有效提高，取得了較好的效果。

（4）大井距開發(fā)。根據(jù)牙哈氣田循環(huán)注氣延緩氣竄的方法研究結(jié)果，在獲得等量的累產(chǎn)油條件下，大井距注采方案可減緩氣油比的上升趨勢及提高累產(chǎn)油［5］。牙哈氣田平均井距為1223m，而大澇壩氣田平均井距為880m，大澇壩氣田的大井距注采井網(wǎng)更有利于延緩氣竄。若在注氣過程中發(fā)生嚴(yán)重氣竄，可考慮關(guān)閉氣竄井來實(shí)現(xiàn)大井距注氣開發(fā)，進(jìn)一步延緩氣竄。

4　結(jié)論

（1）注氣氣竄判別常用的方法有經(jīng)驗(yàn)判別法和動(dòng)態(tài)監(jiān)測判別法等2種方法，上述方法在大澇壩氣田循環(huán)注氣氣竄判別均具有較好的適用性。

（2）綜合考慮國內(nèi)注氣開發(fā)氣田氣竄判別依據(jù)及大澇壩氣田注氣開發(fā)實(shí)踐，初步建立了適合大澇壩氣田的注氣氣竄判別標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)判別標(biāo)準(zhǔn)對大澇壩氣田采氣井進(jìn)行氣竄評(píng)價(jià)，采氣井暫未發(fā)生氣竄，但一線井具有一定的氣竄風(fēng)險(xiǎn)。

（3）延緩或控制注氣氣竄是大澇壩氣田循環(huán)注氣下步工作的重中之重，可通過優(yōu)化注采參數(shù)、優(yōu)化注采井網(wǎng)、間開生產(chǎn)和大井距開發(fā)等舉措延緩氣竄發(fā)生，提高注氣開發(fā)效果。

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TE112.2

A

1004-5716（2016）04-0093-03

2015-12-24

2015-12-30

彭海洋（1980-），男（漢族），江蘇海安人，工程師，現(xiàn)從事地球物理勘探工作。