蘇東地區(qū)氣藏水鎖機(jī)理分析及水鎖判識(shí)

陳存良，梁 艷，劉向前，南學(xué)龍，顧 聰

（1.西安石油大學(xué)，陜西西安 710065；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司氣田開(kāi)發(fā)事業(yè)部，陜西西安 710018；3.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第五采氣廠，陜西西安 710018）

水鎖損害廣泛存在于低滲透致密砂巖油氣藏，是低滲透致密砂巖油氣藏的主要損害類(lèi)型之一，嚴(yán)重地影響著油氣藏的勘探開(kāi)發(fā)效果。盡管目前關(guān)于水鎖傷害的室內(nèi)評(píng)價(jià)尚無(wú)統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范流程，針對(duì)具體作用過(guò)程，不同學(xué)者采取了不同實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，但水鎖效應(yīng)對(duì)滲透率造成傷害已經(jīng)形成共識(shí)[1-4]，研究表明滲透率越小的巖心，水鎖傷害越嚴(yán)重，低滲致密儲(chǔ)層水鎖傷害率平均可達(dá)到76.49%，水鎖傷害對(duì)產(chǎn)能的影響顯著，水鎖發(fā)生后使氣體的產(chǎn)能下降的幅度超過(guò)了60%[4]。目前關(guān)于水鎖效應(yīng)（特別是針對(duì)低滲致密氣藏的水鎖效應(yīng)）有大量公開(kāi)文獻(xiàn)的發(fā)表，研究?jī)?nèi)容主要集中在水鎖效應(yīng)的影響因素、水鎖傷害程度評(píng)價(jià)及各種化學(xué)藥劑的解水鎖效果分析等方面[1-8]，對(duì)于水鎖效應(yīng)的判識(shí)方面鮮有提及，且常規(guī)研究方法需使用大量巖心進(jìn)行測(cè)試，時(shí)間較長(zhǎng)，無(wú)法快速應(yīng)用于生產(chǎn)中，如何快速、準(zhǔn)確地診斷與預(yù)測(cè)氣藏水鎖問(wèn)題是氣藏開(kāi)發(fā)中的技術(shù)難點(diǎn)。

蘇里格氣田東區(qū)（簡(jiǎn)稱(chēng)蘇東地區(qū)）屬于典型的低滲致密氣藏[5]，氣田開(kāi)發(fā)面臨的突出問(wèn)題是積液氣井的比例不斷上升，截止到2016年底，積液氣井比例高達(dá)79.6%，高液氣比條件下水鎖傷害更為嚴(yán)重，造成大量的氣井產(chǎn)量明顯下降甚至停產(chǎn)，目前常規(guī)成熟的排水采氣工藝措施，無(wú)法有效恢復(fù)氣井產(chǎn)能。導(dǎo)致蘇東地區(qū)水鎖的原因是什么，怎么準(zhǔn)確判斷氣井是否發(fā)生水鎖，如何有效針對(duì)水鎖氣井制定相應(yīng)的解除水鎖傷害？這些問(wèn)題的解決，對(duì)于有效指導(dǎo)蘇里格氣田東區(qū)氣井水鎖傷害的治理及有效恢復(fù)氣井產(chǎn)能，具有非常重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。本文在充分調(diào)研前人研究的基礎(chǔ)之上，分析蘇東地區(qū)水鎖產(chǎn)生的機(jī)理，以蘇東地區(qū)儲(chǔ)層特征和采氣曲線特征為出發(fā)點(diǎn)研究總結(jié)氣井水鎖判識(shí)方法，為相似區(qū)塊制定快速的水鎖診斷技術(shù)及相應(yīng)的水鎖防治方案提供基礎(chǔ)依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)借鑒。

1 蘇東地區(qū)氣藏基本特征

蘇東地區(qū)是蘇里格氣田向東部方向的延續(xù)，為典型的“蘇里格型”氣藏，資源豐富，開(kāi)發(fā)潛力大，開(kāi)發(fā)難度高，勘探面積為6 000 km2，氣藏勘探目的層主要為盒8、山1，兼探盒4、山2、本溪組、馬家溝組，具有多層系含氣的特點(diǎn)。

圖1 蘇里格氣田東區(qū)不同物性巖心孔徑分布

蘇東氣藏儲(chǔ)層巖石孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔隙類(lèi)型多，分選中等，小孔喉占比例大，孔徑小于0.1 μm的頻率在50%以上（見(jiàn)圖1），儲(chǔ)層滲透率受孔徑大小與分布控制，以低孔低滲為主，原始儲(chǔ)層條件下滲透率非常低，有效滲透率大多在0.1 mD以下，屬于低滲、特低滲的儲(chǔ)層，存在潛在的水鎖傷害因素。在不同的滲透率區(qū)間，密閉取心含水飽和度均小于常規(guī)含水飽和度，表明蘇東地區(qū)致密儲(chǔ)層中普遍存在吸水現(xiàn)象，鉆井過(guò)程中就已普遍存在著水鎖傷害。實(shí)驗(yàn)表明，退汞壓力遠(yuǎn)大于進(jìn)汞壓力，說(shuō)明毛管壓力滯后使外來(lái)流體排出較侵入困難，儲(chǔ)層水鎖傷害嚴(yán)重。

蘇東地區(qū)儲(chǔ)層含水飽和度高，主要集中在50%～80%（見(jiàn)圖2），含水飽和度越高，巖心的氣體有效滲透率越低，相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)巖心含水飽和度達(dá)到60%～80%時(shí)，滲透率就基本降為零。氣井在生產(chǎn)過(guò)程中儲(chǔ)層一旦見(jiàn)水，水相的流動(dòng)立即會(huì)影響儲(chǔ)層氣水兩相的滲流規(guī)律，改變儲(chǔ)層巖石、孔隙的滲流潤(rùn)濕性，致使儲(chǔ)層氣相滲透率急劇下降，產(chǎn)生水鎖效應(yīng)。

2 蘇東地區(qū)儲(chǔ)層水鎖機(jī)理

2.1 水相圈閉與水鎖效應(yīng)

傳統(tǒng)的水鎖概念認(rèn)為：氣層開(kāi)發(fā)過(guò)程中，油、氣流不能有效地排除外來(lái)水，使氣層含水飽和度增加，氣相滲透率下降的現(xiàn)象叫“水鎖效應(yīng)”（液鎖效應(yīng)）。液相流體在巖石孔喉中流動(dòng)時(shí)，由于液-氣或液-油表面張力誘發(fā)形成的彎曲界面與孔喉通道形成毛細(xì)管壓力，它等于毛細(xì)管彎液面兩側(cè)非潤(rùn)濕相壓力與潤(rùn)濕相壓力之差，毛細(xì)管力的大小與多孔介質(zhì)孔喉的尺寸密切相關(guān)。蘇東氣藏是典型的低滲透致密水濕氣藏，氣水界面張力往往大于油水界面張力，毛管力是氣驅(qū)水的主要阻力。由于儲(chǔ)層孔喉半徑非常狹小，形成的毛細(xì)管壓力往往很大，當(dāng)液體通過(guò)比較狹小的孔隙喉道時(shí)，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的變形，產(chǎn)生賈敏效應(yīng)，在高的毛細(xì)管壓力和賈敏效應(yīng)的影響下，儲(chǔ)層中的液相流體很難排出儲(chǔ)層喉道，容易在孔喉發(fā)生堵塞，造成水鎖傷害。早期研究認(rèn)為開(kāi)發(fā)前的地層中儲(chǔ)層流體驅(qū)替已達(dá)到平衡，原生水處于束縛狀態(tài)，即初始含水飽和度（Swi）等于束縛水飽和度（Swirr），所以傳統(tǒng)的水鎖損害是指儲(chǔ)層含水飽和度（Sw）從Swirr增加到100%之間的變化過(guò)程，沒(méi)有考慮含水飽和度從Swi到Swirr的變化階段。

圖2 蘇里格氣田東區(qū)含水飽和度統(tǒng)計(jì)分布

近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)原始含水飽和度（Swi）和束縛水飽和度（Swirr）可能相等，也可能不相等[9，10]，兩種情況儲(chǔ)層的水鎖效應(yīng)不盡相同。致密低滲氣藏通常原始含水飽和度（Swi）低于束縛水飽和度（Swirr），當(dāng)外來(lái)工作液進(jìn)入儲(chǔ)層時(shí)，儲(chǔ)層含水飽和度先從Swi變?yōu)镾wirr，再繼續(xù)升高，油、氣驅(qū)替外來(lái)水時(shí)最多只能將儲(chǔ)層含水飽和度降至束縛水飽和度（Swirr），Swi和Swirr之間的差異不能夠通過(guò)工作液的返排解除，必然出現(xiàn)水鎖效應(yīng)，這部分含水飽和度引起的滲透率降低稱(chēng)為永久性水鎖[8]。

水相圈閉是指油氣井作業(yè)過(guò)程中，井筒附近儲(chǔ)層含水飽和度Sw從初始含水飽和度Swi到束縛水飽和度Swirr再到100%之間變化，導(dǎo)致氣相滲透率降低的全部作用過(guò)程。包括以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）作業(yè)過(guò)程包括從鉆井完井、射孔、壓井、增產(chǎn)改造、修井及開(kāi)發(fā)作業(yè)；（2）井筒附近儲(chǔ)層，滲流通道可以是孔喉、天然裂縫或者人工裂縫；（3）水可以是工作液濾液，也可以是油氣藏的凝析水、邊水、底水、夾層水；（4）儲(chǔ)層損害過(guò)程可分為兩個(gè)階段，儲(chǔ)層含水飽和度差從Swi到Swirr和從Swirr再到100%兩個(gè)階段的變化，自然返排時(shí)，井筒附近的儲(chǔ)層含水飽和度僅能降至束縛水飽和度Swirr，無(wú)法恢復(fù)到初始含水飽和度Swi。

筆者認(rèn)為，水相圈閉和水鎖效應(yīng)的主要區(qū)別在于兩個(gè)概念強(qiáng)調(diào)的是作用過(guò)程不同，水相圈閉指的是外來(lái)水侵入后由于儲(chǔ)層親水性、毛細(xì)管自吸作用等引起的儲(chǔ)層含水飽和度的增加，強(qiáng)調(diào)的是正向的作用過(guò)程；水鎖效應(yīng)指的是由于氣水界面高的毛細(xì)管力和致密儲(chǔ)層明顯的賈敏效應(yīng)的存在，導(dǎo)致氣驅(qū)水存在很大的阻力，不能很好的消除儲(chǔ)層吼道中的液相流體，和水相圈閉強(qiáng)調(diào)的作用過(guò)程剛好相反。

任何一個(gè)儲(chǔ)層的水鎖傷害都不可能是單一作用過(guò)程導(dǎo)致的，都是兩個(gè)作用過(guò)程相互疊加的結(jié)果。在致密氣藏中，當(dāng)初始含水飽和度低于束縛水飽和度時(shí)，儲(chǔ)層有過(guò)剩的毛細(xì)管力存在，當(dāng)外來(lái)流體進(jìn)入時(shí)，就很容易被吸入到孔隙空間中，首先在近井筒附近形成水相圈閉損害。致密氣藏中儲(chǔ)層毛細(xì)管半徑細(xì)小，排液時(shí)間長(zhǎng)，隨著排液過(guò)程的進(jìn)行，液體逐漸由大到小的毛管排出，排液速度隨之減小，因此，返排過(guò)程中常易發(fā)生侵入液體在儲(chǔ)層中滯留形成水鎖損害，降低氣藏產(chǎn)能和最終采收率。

2.2 蘇東地區(qū)水鎖傷害的原因

綜合前人對(duì)水鎖機(jī)理的認(rèn)識(shí)與研究，結(jié)合蘇東地區(qū)氣藏的實(shí)際情況，認(rèn)為蘇東地區(qū)氣井水鎖的主要原因有3個(gè)：（1）鉆井、完井過(guò)程中的水相圈閉損害和水鎖效應(yīng)。在鉆井完井過(guò)程中，特別是儲(chǔ)層改造過(guò)程中，壓裂工作液會(huì)侵入氣藏，近平衡或欠平衡條件下，致密砂巖的水濕性、高毛管壓力及超低含水飽和度等因素，會(huì)使工作液逆流自吸侵入，導(dǎo)致近井帶含水飽和度上升，氣相滲透率下降，發(fā)生水相圈閉損害。以蘇東氣藏上古生界儲(chǔ)層為例，壓裂過(guò)程中的水基工作液沿裂縫及孔隙侵入，使近井帶含水飽和度上升，特別是在狹窄裂縫及喉道處形成的水相滯留，由于致密儲(chǔ)層中的高的毛細(xì)管壓力和賈敏效應(yīng)，導(dǎo)致壓裂液返排不徹底，造成嚴(yán)重的水鎖損害。（2）生產(chǎn)壓差增大，導(dǎo)致地層中的束縛水形成可動(dòng)水流入近井地帶引起水鎖傷害。（3）井筒積液造成的水鎖損害。蘇東地區(qū)積液氣井的比例高達(dá)80%，在氣井開(kāi)采過(guò)程中又普遍采用頻繁開(kāi)關(guān)井措施，導(dǎo)致積液倒灌（積液倒灌的主要原因是由于井筒內(nèi)氣液兩相分離帶來(lái)的附加壓力引起的，很多情況下井底壓力的恢復(fù)和氣液分離的過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，以至于在壓力曲線上看不到明顯的駝峰，不好預(yù)測(cè)其倒灌程度），或者在井筒回壓、微毛細(xì)管壓力和巖石潤(rùn)濕性等作用下，儲(chǔ)層巖石向微毛細(xì)管孔道產(chǎn)生反向滲吸，導(dǎo)致近井地帶含水飽和度的增加，造成水鎖傷害。通常情況下，井底積液引起的水鎖傷害通常發(fā)生在井筒附近近井儲(chǔ)層，傷害深度不大，污染半徑較小，但引起的滲透率傷害不容忽視。第一個(gè)屬于作業(yè)過(guò)程中的水鎖傷害，后兩個(gè)屬于開(kāi)發(fā)過(guò)程中的水鎖傷害。

2.3 蘇東地區(qū)水鎖機(jī)理及模式

蘇東地區(qū)氣藏儲(chǔ)層以上古生界儲(chǔ)層石盒子組和山西組為主，兼含下古生界馬家溝組儲(chǔ)層，上古儲(chǔ)層和下古儲(chǔ)層差別巨大，水鎖傷害模式亦存在差別。上古生界儲(chǔ)層主要為致密砂巖，巖性以石英砂巖、巖屑石英砂巖為主，填隙物以黏土類(lèi)、硅質(zhì)為主，易受黏土礦物膨脹和運(yùn)移堵塞孔隙喉道。儲(chǔ)集空間以次生孔隙為主，發(fā)育一些微裂縫，孔隙中顆粒溶孔占總孔隙的55%，孔徑一般為0.2 mm～0.6 mm，喉道以微細(xì)、縱橫交錯(cuò)的管束狀喉道為主，0.01 μm～0.1 μm 的喉道占 76.4%，主要屬于低孔、低滲孔隙型儲(chǔ)層，儲(chǔ)層中流體的滲流能力主要受喉道大小及分布的控制。下古生界儲(chǔ)層以鈣質(zhì)白云巖、石灰?guī)r為主，裂縫比較發(fā)育，物性相對(duì)上古儲(chǔ)層物性較好，裂縫是其主要的滲流通道，主要屬于裂縫型儲(chǔ)層。氣藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中，針對(duì)兩種不同儲(chǔ)層的特點(diǎn)，采取不同的改造措施，上古儲(chǔ)層以壓裂改造為主，下古儲(chǔ)層以酸化改造為主。根據(jù)蘇東區(qū)塊儲(chǔ)層的存在情況，結(jié)合儲(chǔ)層改造技術(shù)的不同，蘇東氣井水鎖也存在兩種不同的模式，即“上古儲(chǔ)層水鎖模式”與“下古儲(chǔ)層水鎖模式”。

“上古儲(chǔ)層水鎖模式”：以近井筒水相圈閉和邊緣水鎖為主要形式，近井筒水相圈閉的范圍相對(duì)較小，而遠(yuǎn)井筒的水鎖和水相圈閉的體積空間較大（見(jiàn)圖3）。外來(lái)液體侵入前，儲(chǔ)層孔喉中有一定量的束縛水以水膜形式存在，氣體在孔喉中央流動(dòng)，當(dāng)外來(lái)液體侵入后，儲(chǔ)層的親水性使孔隙和喉道表面水膜增厚，使水膜以連續(xù)相沿孔喉表面擴(kuò)展，導(dǎo)致氣相滲流通道減小，流動(dòng)阻力增大，首先在井筒附近或近井筒地帶形成水相圈閉損害。當(dāng)侵入壓差較小時(shí)，毛細(xì)管壓力為侵入水流動(dòng)的主要?jiǎng)恿?，?dāng)侵入水進(jìn)入2條大小不同的喉道后，在毛細(xì)管壓力作用下水以較快的速度進(jìn)入較小的喉道[11]，當(dāng)侵入水在縱橫交織的立體網(wǎng)絡(luò)中滲流交匯時(shí)，便將大喉道中的氣圈閉起來(lái)，形成水相圈閉；當(dāng)水侵壓差較大時(shí)，慣性力起主要作用，水在大喉道中突進(jìn)而將小喉道中的氣圈閉起來(lái)形成水相圈閉。水相圈閉的形成導(dǎo)致本來(lái)就很致密的砂巖儲(chǔ)層變的更加致密，對(duì)外圍或遠(yuǎn)端儲(chǔ)層形成一個(gè)封堵，阻礙外圍儲(chǔ)層中的流體流向井筒，導(dǎo)致邊緣儲(chǔ)層的水鎖傷害更加嚴(yán)重。

“下古儲(chǔ)層水鎖模式”：以近井筒水相圈閉與水鎖為主要形式（見(jiàn)圖4）。下古儲(chǔ)層的特點(diǎn)是孔隙通道大、裂縫以及酸蝕縫發(fā)育，外來(lái)水侵入儲(chǔ)層后，以錐進(jìn)式侵入為主，裂縫的高導(dǎo)流能力及水濕性使侵入水以較快的速度竄流，占據(jù)大裂縫的主要滲流通道[11，12]，僅在裂縫彎曲和縮頸部位滯留少量氣體，形成近井筒水相圈閉；在中小裂縫、微裂縫中，水仍然分布在裂縫表面，氣體卡斷以不連續(xù)的珠泡形式孤立存在，形成水鎖效應(yīng)。遠(yuǎn)離井筒區(qū)域受改造范圍有限可能存在致密區(qū)域，是潛在的水鎖區(qū)域。由于普通酸化、酸化壓裂的改造程度、改造范圍、有無(wú)支撐劑等方面的差別，儲(chǔ)層可能發(fā)生水相圈閉和水鎖效應(yīng)的范圍與改造半徑密切相關(guān)。

圖3 蘇東地區(qū)上古儲(chǔ)層水鎖損害模式示意圖

大量研究表明，通過(guò)往儲(chǔ)層中注入化學(xué)藥劑可一定程度上預(yù)防和解除水鎖傷害[13，14]，蘇東地區(qū)水鎖模式的建立，為如何加入化學(xué)藥劑達(dá)到最好的解水鎖效果提供了依據(jù)和指導(dǎo)。近井筒水相圈閉，采用化學(xué)法所用的藥劑量相對(duì)較少作用時(shí)間應(yīng)該較短；遠(yuǎn)井筒的水鎖和水相圈閉，采用化學(xué)法所用藥劑量會(huì)相對(duì)較多，因此應(yīng)用化學(xué)法解除上古儲(chǔ)層水鎖傷害時(shí)應(yīng)注意兩者的區(qū)別，近井筒水相圈閉，以少量快注快排、反復(fù)注排、逐次加量的措施方法；遠(yuǎn)井筒水鎖和水相圈閉，以大量快注慢排、反復(fù)注排為主的加注措施。解除下古儲(chǔ)層水鎖傷害的主要措施為：近井筒以排水為主要措施，通過(guò)控壓生產(chǎn)輔助化學(xué)法注入的方式；遠(yuǎn)端水鎖區(qū)域受供氣半徑影響，化學(xué)法未必能波及到遠(yuǎn)井筒范圍，遠(yuǎn)井筒儲(chǔ)層水鎖，亦在氣井投產(chǎn)早期采取化學(xué)法改變巖石氣潤(rùn)濕特性。

3 蘇東地區(qū)氣井水鎖判識(shí)

3.1 儲(chǔ)層水鎖難易程度的判識(shí)

圖4 蘇東地區(qū)下古儲(chǔ)層水鎖損害模式示意圖

儲(chǔ)層一旦發(fā)生水鎖，解除水鎖需要花費(fèi)很大的代價(jià)，并且不能完全使其恢復(fù)到最初狀態(tài)，因此，在儲(chǔ)層未發(fā)生水鎖傷害之前采取措施預(yù)防，尤其是針對(duì)容易發(fā)生水鎖傷害的儲(chǔ)層采取水鎖預(yù)防，是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。

儲(chǔ)層是否容易發(fā)生水鎖，目前常用的方法主要有滲透率損害率預(yù)估法、水相圈閉系數(shù)APTi、總水體積法BVW、多元回歸處理、灰色靜態(tài)模型及基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息融合技術(shù)等[15-20]，其中液相捕集系數(shù)APTi模型和BVW總水體積系數(shù)法是公認(rèn)的對(duì)預(yù)測(cè)低孔低滲致密氣藏是否容易產(chǎn)生水鎖損害準(zhǔn)確度比較高的兩種方法。APTi模型是一個(gè)基于氣藏儲(chǔ)層絕對(duì)滲透率和原始含水飽和度構(gòu)建的方程[15]，根據(jù)APTi值的大小，定量的將儲(chǔ)層分為3個(gè)級(jí)別，APTi＞1.0時(shí)，表示儲(chǔ)層水鎖效應(yīng)不明顯，一般不會(huì)發(fā)生水鎖損害；0.8＜APTi＜1.0時(shí)，表示儲(chǔ)層有潛在的水鎖效應(yīng)，一般不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的永久性水鎖損害；當(dāng)APTi＜0.8，表示儲(chǔ)層很容易發(fā)生水鎖傷害，應(yīng)該及時(shí)采取水鎖防護(hù)措施，使儲(chǔ)層水鎖傷害程度降低到最小?？偹w積法BVW中，φ和Swi是小數(shù)，是通過(guò)測(cè)井資料獲得的平均孔隙度和初始含水飽和度[16]，根據(jù)計(jì)算結(jié)果也可將儲(chǔ)層發(fā)生水鎖效應(yīng)的難易程度分成3個(gè)級(jí)別（見(jiàn)表1）。

本文通過(guò)收集整理蘇東區(qū)塊924口的測(cè)井資料，分別求取每口井每個(gè)獨(dú)立小層的水相圈閉指數(shù)APTi和總水體積系數(shù)BVW，并根據(jù)是否容易發(fā)生水鎖的判斷標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)所有層位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。研究結(jié)果表明，兩種判別方法對(duì)下古儲(chǔ)層發(fā)生水鎖的概率判斷性較為一致，而水相圈閉指數(shù)APTi僅對(duì)判別上古儲(chǔ)層發(fā)生水鎖的難易程度有較高的準(zhǔn)確性。綜合分析認(rèn)為蘇東區(qū)塊不易發(fā)生水鎖的儲(chǔ)層主要有盒3、盒4、盒7、馬五1，容易發(fā)生水鎖的上古儲(chǔ)層主要包括盒8下、山21、盒5、山23、山 12、太原組、山 13和山 11，易發(fā)生水鎖的下古儲(chǔ)層主要包括馬五42、馬五2、馬五3，如果氣井儲(chǔ)層包含有這些小層時(shí)，應(yīng)格外注重水鎖預(yù)防。

表1 水相圈閉指數(shù)法和總水體積法判定準(zhǔn)則

3.2 氣井水鎖效應(yīng)的判識(shí)

氣井一旦發(fā)生儲(chǔ)層水鎖或者近井筒水相圈閉，氣井的壓力和產(chǎn)量都會(huì)出現(xiàn)不同程度的變化特征，建議開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)觀察綜合采氣曲線特征，及時(shí)判識(shí)氣井是否發(fā)生水鎖。通過(guò)對(duì)蘇東區(qū)塊近1 000口井的生產(chǎn)曲線分析，發(fā)現(xiàn)不同水鎖傷害類(lèi)型的氣井，表現(xiàn)為不同的采氣曲線特征。根據(jù)蘇東儲(chǔ)層壓裂改造及生產(chǎn)特征，總結(jié)梳理了4種類(lèi)型的水鎖特征曲線，具體包括：

3.2.1 近井筒水相圈閉型 生產(chǎn)曲線主要表現(xiàn)為氣量突降。由于外來(lái)流體侵入地層，以及氣井配產(chǎn)過(guò)高導(dǎo)致生產(chǎn)壓差增大，地層中的束縛水形成可動(dòng)水，造成儲(chǔ)層近井地帶含水飽和度增加，孔道堵塞以及氣相相對(duì)滲透率的下降，此時(shí)氣井產(chǎn)量突然下降，套壓無(wú)變化，氣井出現(xiàn)水鎖現(xiàn)象。水鎖前平均產(chǎn)氣量1×104m3/d，水鎖后采取常規(guī)措施無(wú)效，產(chǎn)量下降至0.1×104m3/d。

3.2.2 儲(chǔ)層遠(yuǎn)端水鎖型 生產(chǎn)曲線主要表現(xiàn)為高壓低產(chǎn)。隨著氣井生產(chǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，井底出現(xiàn)積液現(xiàn)象，在回壓、微毛細(xì)管壓力和巖石潤(rùn)濕性等作用下，向微毛細(xì)管孔道產(chǎn)生反向滲吸，出現(xiàn)水鎖現(xiàn)象，造成氣井壓力持續(xù)上漲，形成高壓低產(chǎn)井，氣井產(chǎn)能無(wú)法正常發(fā)揮，水鎖前產(chǎn)氣量0.3×104m3/d，水鎖后套壓持續(xù)上升，泡排、氣舉、間歇多種措施無(wú)效，產(chǎn)量下降為0.1×104m3/d，氣井產(chǎn)能不能正常發(fā)揮。

3.2.3 近井筒水相圈閉+儲(chǔ)層遠(yuǎn)端水鎖型（可恢復(fù)）對(duì)于低滲致密儲(chǔ)層而言，鉆井作業(yè)過(guò)程中的水相侵入所占的比例較小，儲(chǔ)層改造過(guò)程中外來(lái)流體的侵入對(duì)儲(chǔ)層造成的水鎖傷害往往比較嚴(yán)重。蘇東氣藏儲(chǔ)層往往都經(jīng)過(guò)壓裂改造，壓裂液侵入近井筒地層形成水相圈閉，返排殘留的水基壓裂液通過(guò)滲吸方式沿人工裂縫兩側(cè)的基巖面侵入地層，增加含水飽和度，堵塞儲(chǔ)層孔隙通道，產(chǎn)生水鎖效應(yīng)。綜合生產(chǎn)曲線特征表現(xiàn)為套壓下降，氣量不變，新井投產(chǎn)后，幾乎無(wú)產(chǎn)能，儲(chǔ)層水鎖，壓裂液未排徹底，重新排液后，正常生產(chǎn)。

3.2.4 近井筒水相圈閉+儲(chǔ)層遠(yuǎn)端水鎖型（不可恢復(fù)）主要表現(xiàn)為：開(kāi)井后，套壓、產(chǎn)量大幅下降，采取常規(guī)增產(chǎn)措施無(wú)效，在后期很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，很難恢復(fù)到之前的水平。

需要強(qiáng)調(diào)的是，當(dāng)氣井生產(chǎn)層位如果只存在易水鎖的儲(chǔ)層序列時(shí)，各層水鎖的速率和概率基本上是一致的，氣井在發(fā)生水鎖后，生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征上具有明顯的變化。當(dāng)氣井儲(chǔ)層為不易水鎖層與易水鎖層組合時(shí)，氣井水鎖后，在生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征上不易觀察和及時(shí)發(fā)現(xiàn)。在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)將儲(chǔ)層水鎖難易程度的判識(shí)和氣井水鎖效應(yīng)判識(shí)（生產(chǎn)曲線特征）密切結(jié)合，才能保證氣井水鎖不漏判，才能為制定最優(yōu)化的水鎖預(yù)防及解除措施提供最科學(xué)的依據(jù)。

4 結(jié)論

（1）蘇東地區(qū)氣井水鎖的主要原因有3個(gè)：①壓裂液的侵入和返排不徹底導(dǎo)致的水相圈閉損害和水鎖效應(yīng)；②生產(chǎn)壓差增大，導(dǎo)致地層中的束縛水形成可動(dòng)水流入近井地帶；③井筒積液在井筒回壓、微毛細(xì)管壓力和巖石潤(rùn)濕性等作用下，儲(chǔ)層巖石向微毛細(xì)管孔道產(chǎn)生反向滲吸。

（2）蘇東氣井水鎖存在兩種不同的模式，“上古儲(chǔ)層水鎖模式”以近井筒水相圈閉和邊緣水鎖為主要形式，近井筒水相圈閉的范圍相對(duì)較小，而遠(yuǎn)井筒的水鎖和水相圈閉的體積空間較大；“下古儲(chǔ)層水鎖模式”：以近井筒水相圈閉與水鎖為主要形式，儲(chǔ)層可能發(fā)生水相圈閉和水鎖效應(yīng)的范圍與改造半徑密切相關(guān)。

（3）總結(jié)梳理出蘇東地區(qū)4種類(lèi)型的水鎖特征曲線（近井筒水相圈閉型、儲(chǔ)層遠(yuǎn)端水鎖型、可恢復(fù)的近井筒水相圈閉+儲(chǔ)層遠(yuǎn)端水鎖型和不可恢復(fù)的近井筒水相圈閉+儲(chǔ)層遠(yuǎn)端水鎖型），提出儲(chǔ)層水鎖難易程度的判識(shí)和氣井水鎖效應(yīng)判識(shí)（生產(chǎn)曲線特征）密切結(jié)合，才能保證氣井水鎖不漏判，才能為制定最優(yōu)化的水鎖預(yù)防及解除措施提供最科學(xué)的依據(jù)。