超深特高含硫邊水氣藏氣驅(qū)水突破壓差

李濤 ，姜貽偉 ，彭鑫嶺 ，李繼強 ，李松岑

（1.中國石化中原油田普光分公司，四川 達州 635000；2.重慶科技學(xué)院，重慶 401331）

超深特高含硫邊水氣藏氣驅(qū)水突破壓差

李濤1，姜貽偉1，彭鑫嶺1，李繼強2，李松岑1

（1.中國石化中原油田普光分公司，四川 達州 635000；2.重慶科技學(xué)院，重慶 401331）

在高含硫碳酸鹽巖儲層有水氣藏的開發(fā)中，由于邊底水沿裂縫或高滲條帶突進，造成氣井在水侵層位、水侵量等方面差異較大，氣井見水后儲層水鎖情況復(fù)雜，導(dǎo)致氣井產(chǎn)能和儲量受到損失，更有高產(chǎn)水氣井近井地帶水鎖停產(chǎn)，嚴(yán)重影響氣藏穩(wěn)產(chǎn)期和最終采收率；因此，這就需要定量研究氣井儲層水鎖突破壓差，明確解除水鎖的條件，以針對性地制定水淹氣井復(fù)產(chǎn)措施。采用多功能驅(qū)替系統(tǒng)，進行氣驅(qū)水突破壓差實驗，研究了不同儲層物性、不同水鎖狀態(tài)下突破壓差變化規(guī)律。通過冪函數(shù)對實驗結(jié)果進行回歸，建立氣井突破壓差預(yù)測模型，定量預(yù)測不同滲透率和含水飽和度儲層的突破壓差。

高含硫邊水氣藏；突破壓差；水淹氣井；水鎖；復(fù)產(chǎn)

普光氣田主體投產(chǎn)以來，水體活躍度要遠遠大于設(shè)計方案對其的認識程度［1-4］，由于邊水持續(xù)推進，目前已有8口氣井見水，其中4口產(chǎn)水井因出水量大，導(dǎo)致儲層水鎖無法復(fù)產(chǎn)。水淹氣井對氣藏產(chǎn)能和可采儲量造成了嚴(yán)重影響［5-6］。

國內(nèi)外對水驅(qū)油、水驅(qū)氣過程中的水鎖機理開展了大量研究［7-13］，對低滲和裂縫性氣藏水鎖的解除也開展了相應(yīng)實驗［14-15］，但目前還沒有就高含硫礁灘相儲層有水氣藏的水鎖突破壓差進行針對性研究。本文采用多功能驅(qū)替系統(tǒng)，開展普光氣田巖心氣驅(qū)水驅(qū)替實驗，研究不同儲層物性和不同水鎖狀態(tài)下的突破壓差，從而弄清突破壓差變化規(guī)律，建立水鎖損失動態(tài)儲量再動用突破壓差預(yù)測模型，定量評價不同滲透率和含水飽和度儲層的突破壓差，這對水鎖損失儲量的再動用及水淹氣井復(fù)產(chǎn)具有重要指導(dǎo)意義。

1 氣驅(qū)水突破壓差測試方法

采用多功能驅(qū)替系統(tǒng)，進行氣驅(qū)水驅(qū)替實驗，研究不同儲層物性和不同水鎖狀態(tài)下的突破壓差，弄清突破壓差變化規(guī)律。實驗流程見圖1。

圖1 突破壓差測試流程

1.1 巖樣準(zhǔn)備

1）巖樣尺寸測量：采用游標(biāo)卡尺（精度0.02mm）測量巖心長度、直徑。2）巖樣烘干：采用真空烘箱烘干巖樣，烘箱溫度90℃，烘干時間在4 h以上。3）巖樣稱重：采用天平稱烘干巖樣質(zhì)量（精度0.001 g）。4）巖樣孔隙度測量：采用飽和流體法測量巖樣孔隙體積，計算巖樣孔隙度。5）巖樣滲透率測量：采用液測法測定巖樣的絕對滲透率。

1.2 建立束縛水

1）巖樣烘干：采用真空烘箱烘干巖樣，烘箱溫度90℃，烘干時間在4 h以上。2）飽和地層水：采用抽真空法將巖樣飽和地層水，稱飽和地層水巖樣質(zhì)量。3）氣驅(qū)水：氣驅(qū)水直至巖樣不出水，建立束縛水，計算束縛水飽和度。

1.3 水驅(qū)氣

打開進水閥門，以固定的驅(qū)替壓差進行水驅(qū)氣，直至出口端不出氣，計算水驅(qū)氣結(jié)束時巖心的含水飽和度，確定該驅(qū)替壓差下的水鎖狀態(tài)。

1.4 測定突破壓差

關(guān)閉進水閥門，打開進氣閥門，以較小的壓力間隔（0.1MPa）逐步升高巖心入口端壓力，直至出口端出現(xiàn)第1個氣泡，記錄入口端壓力。

最后重復(fù)步驟1.2，1.3和1.4，進行下一個水鎖狀態(tài)下突破壓差的測定。

2 突破壓差預(yù)測模型的建立

根據(jù)研究需求，一共選取高滲和低滲樣品各2塊，所選巖樣基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如表1所示，測試結(jié)果見表2。

從不同滲透率巖樣突破壓差和含水飽和度（水鎖狀態(tài)）關(guān)系曲線（見圖2）來看：

1）突破壓差隨含水飽和度的增大而增大。分析其原因主要是含水飽和度越高，氣相相對滲透率越低，氣相流動能力越低，氣相突破水的封鎖越困難［15］。

表1 水鎖儲量損失研究巖樣基礎(chǔ)參數(shù)

表2 不同巖樣及不同水鎖狀態(tài)突破壓差測試結(jié)果

2）突破壓差隨儲層滲透率的增大而減小。分析其原因主要是，儲層滲透率越高，滲流阻力越低，氣相流動能力越強，氣相越容易突破水的封鎖。

圖2 氣驅(qū)水突破壓差與含水飽和度（水鎖狀態(tài)）關(guān)系

根據(jù)測試數(shù)據(jù)分析，單個巖樣的突破壓差與含水飽和度呈較好的冪函數(shù)關(guān)系。采用冪函數(shù)對每個巖樣的測試數(shù)據(jù)進行回歸分析可獲得a，b兩個系數(shù)；然后分析a，b與巖樣滲透率也呈較好的冪函數(shù)關(guān)系，采用冪函數(shù)回歸分析建立a，b與巖樣滲透率的數(shù)學(xué)關(guān)系；最后，將a，b與巖樣滲透率的數(shù)學(xué)關(guān)系代入冪函數(shù)關(guān)系式即可建立突破壓差的預(yù)測模型：

式中：Δpb為突破壓差，MPa；Sw為巖樣含水飽和度；K為巖樣滲透率，10-3μm2。

根據(jù)見水氣井儲層物性及其停產(chǎn)時儲層的含水飽和度，采用該預(yù)測模型可預(yù)測其突破壓差，為水鎖損失儲量的再動用及見水氣井復(fù)產(chǎn)提供指導(dǎo)（見圖3，4）。

圖3 系數(shù)a與K關(guān)系

圖4 系數(shù)b與K關(guān)系

3 氣井突破壓差預(yù)測

根據(jù)主體見水氣井儲層滲透率及含水飽和度，采用氣驅(qū)水突破壓差預(yù)測模型，計算水鎖損失儲量再動用突破壓差，結(jié)果見表3。

表3 見水氣井水鎖損失儲量再動用突破壓差預(yù)測

從表3可以看出：主體氣藏8口見水氣井目前含水飽和度較高，氣相相對滲透率較低，氣相滲流阻力較大，氣相突破壓差較大，預(yù)測突破壓差在9.27～22.45MPa。

4 結(jié)論

1）最終巖樣水鎖狀態(tài)不同，水驅(qū)氣驅(qū)替壓差不同；水鎖損失儲量再動用突破壓差隨含水飽和度的增大而增大，隨儲層滲透率的增大而減小。

2）由測試數(shù)據(jù)進行冪函數(shù)回歸分析，建立的壓差預(yù)測模型表明，單個巖樣的突破壓差與含水飽和度呈較好的冪函數(shù)關(guān)系，與滲透率的關(guān)系則比較復(fù)雜。

3）普光氣田主體氣藏8口見水氣井目前含水飽和度較高，氣相相對滲透率較低，計算氣相突破壓差較大，為9.27～22.45MPa。

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（編輯 趙旭亞）

Gas-driven water breakthrough differential pressure of ultra-deep and high-sulphur edge-water gas reservoir

LI Tao1,JIANG Yiwei1,PENG Xinling1,LI Jiqiang2,LI Songcen1
(1.Puguang Branch,Zhongyuan Oilfield Company,SINOPEC,Dazhou 635000,China;2.Chongqing University of Scienceamp;Technology,Chongqing 401331,China)

During the development of high-sulphur carbonate gas reservoir with edge water,the edge-bottom water flows along the high permeability zone or fracture cause great differences of water influx and water invasion horizon of gas wells.The complicated situation of water block of water-producing results in productivity and reserve loss of gas well and the gas wells cut off with high water production,which affect the stable production period and recovery efficiency of gas reservoir.So,it is necessary to study the breakthrough differential pressure of the water lock of the gas reservoir and clarify the condition of removing the water lock to make specific measures.Using a multi-function displacement system and experiments of gas-driven water breakthrough differential pressure,this paper mainly discusses the change rule of breakthrough differential pressure in the different property and water block reservoir.Building breakthrough differential pressure forecasting model of gas well by power function regression,this paper also quantifies the breakthrough differential pressure of different permeability and water saturation.

high-sulphur edge-water gas reservoir;breakthrough differential pressure;water-blocked gas well;water block;reproduction

國家科技重大專項專題“深層礁灘相儲層氣水兩相滲流特征研究”（2016ZX05017-001-HZ02）

TE349

A

10.6056/dkyqt201706015

2017-05-01；改回日期：2017-09-10。

李濤，男，1971年生，教授級高級工程師，1995年7月畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東），主要從事天然氣開發(fā)研究和管理工作。E-mail：machell666@163.com。

李濤，姜貽偉，彭鑫嶺，等.超深特高含硫邊水氣藏氣驅(qū)水突破壓差［J］.斷塊油氣田，2017，24（6）：805-807.

LI Tao，JIANG Yiwei，PENG Xinling，et al.Gas-driven water breakthrough differential pressure of ultra-deep and high-sulphur edge-water gas reservoir［J］.Fault-Block Oilamp;Gas Field，2017，24（6）：805-807.