致密氣藏產(chǎn)水影響及開發(fā)措施

王贊惟

摘 要：為認(rèn)清致密砂巖氣藏的儲層產(chǎn)水機(jī)理，以及對開發(fā)的影響，尋求有效的開發(fā)對策，本文開展了理論研究并結(jié)合現(xiàn)場情況進(jìn)行系統(tǒng)分析。利用水樣化驗、物質(zhì)平衡方程和產(chǎn)水動態(tài)特征相結(jié)合可以判斷大部分井層的產(chǎn)水來源于本層；積液會造成賈敏效應(yīng)、氣體的啟動壓力梯度升高以及水敏傷害；速度管、泡排措施是治理高產(chǎn)水井的有效措施。

關(guān)鍵詞：賈敏效應(yīng) 水敏傷害 開發(fā)措施

一、引言

鄂爾多斯盆地東部臨興地區(qū)橫跨伊陜斜坡與晉西撓褶帶兩個構(gòu)造單元，歸屬于呂梁地區(qū)。區(qū)塊內(nèi)部構(gòu)造相對簡單，地層平緩（傾角一般不足1°），主要發(fā)育有幅度較小的鼻狀構(gòu)造[10]。主要儲層為上古生界本溪組、太原組、山西組、石盒子組及石千峰組。區(qū)內(nèi)的先導(dǎo)試驗區(qū)2015年11月開始投產(chǎn)，其采氣曲線如圖1所示。區(qū)塊投產(chǎn)初期即見水，但由于生產(chǎn)井?dāng)?shù)較少（5口井），初期產(chǎn)水量較少。2016年11月后，隨著區(qū)塊大量井投產(chǎn)，投產(chǎn)井?dāng)?shù)增加到18口，產(chǎn)水量隨之迅速上升，并隨區(qū)塊產(chǎn)氣量變化而變化。區(qū)塊總體產(chǎn)水量較小，日產(chǎn)水量約50m3/d。水氣比變化情況如圖2所示，從該圖可看出，區(qū)塊大規(guī)模上產(chǎn)后水氣比呈現(xiàn)總體穩(wěn)定的趨勢，水氣比約3 m3/104m3。

二、產(chǎn)水規(guī)律

統(tǒng)計先導(dǎo)試驗區(qū)產(chǎn)水資料，盒8段單采，且進(jìn)行了產(chǎn)水計量的井共5口。生產(chǎn)過程中5口井產(chǎn)水量都逐漸遞減，其具備明顯的兩段式特征：I階段：產(chǎn)水量較高，但很快遞減到低值，這是因為本層可動水較多，先采出的是大孔喉通道的地層水；II階段：產(chǎn)水量保持在較低產(chǎn)量，這是因為后期主要是小孔隙的地層水[1]。

三、積液對氣井的影響

先導(dǎo)試驗區(qū)氣井積液后出現(xiàn)如下特征：積液之后產(chǎn)量迅速下降，遞減速度加快，即使排采井筒積液后，產(chǎn)量損失仍難以恢復(fù)[2]。以1井為例，采氣曲線如圖4所示，該井2016年11月20日投產(chǎn)，投產(chǎn)初期產(chǎn)量約2.0×104m3/d，穩(wěn)定2.5月后產(chǎn)量降低，氣井?dāng)y液困難，導(dǎo)致井筒積液，積液2月后，該井采用速度管排液，措施后氣井可穩(wěn)定生產(chǎn)，但與積液前產(chǎn)量降低3/5。

（1）賈敏效應(yīng)。由于地層孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔喉大小存在差異，當(dāng)這些水中的氣泡或者氣體中的液滴通過細(xì)小的孔隙喉道時必須拉長并改變形狀[3]，這種變形將消耗一部分能量，從而增加額外的阻力。

（2）氣相滲透率降低。氣相相對滲透率一般只有氣測滲透率（絕對滲透率）0.27%～9.37%，說明有水存在會嚴(yán)重?fù)p害氣相滲透率。

（3）增加啟動壓力梯度。很多實(shí)驗表明致密氣藏存在啟動壓力和啟動壓力梯度，而且隨著含水飽和度越大，氣體流動的壓力梯度越高。

（4）水敏傷害。盒8段平均粘土礦物絕對含量約為16%左右，太原組稍高為20%，成分以伊利石為主其次為高嶺石及綠泥石，盒8及太2儲層具有相似的敏感性特征判斷為一定水敏效應(yīng)以及速敏。

（5）積液導(dǎo)致近井筒附近飽和度上升。根據(jù)公式推導(dǎo)，氣井水氣比可計算出氣井各階段分流率[4]（公式1），使用分流率可計算出氣水相滲透率比值[5]（公式2），通過比值變化情況可知道含水飽和度動態(tài)情況。氣水相對滲透率比值越大，含水飽和度越低，反之含水飽和度越高。

根據(jù)計算，臨興先導(dǎo)試驗區(qū)氣水相對滲透率比值變化曲線出現(xiàn)兩種類型：①先上升后降低，如2井；②逐漸降低，如3井。圖9為2井相滲比值變化曲線，從圖可看出，其比值呈現(xiàn)向升高后降低的特征，說明前期近井筒地層氣驅(qū)水導(dǎo)致含水飽和度是下降的[6]，后期遠(yuǎn)處地層自由水聚集到井筒附近或者井筒積液導(dǎo)致井筒附近儲層含水飽和度又開始上升。圖10為相滲比值變化曲線，從圖可看出，3井氣水相對滲透率比值一直呈現(xiàn)下降趨勢[7]，可能又外來水導(dǎo)致井筒附近含水飽和度一直升高。

四、開發(fā)措施評價

臨興區(qū)塊自2016年投產(chǎn)開始，共計完成10井次排水采氣現(xiàn)場施工，施工工藝包含泡沫、小油管、渦流、速度管等多種排水采氣工藝[8-10]。其中，速度管柱現(xiàn)場施工7口井，小油管現(xiàn)場施工1口井，泡沫排水采氣現(xiàn)場施工2口井，渦流工具現(xiàn)場試驗1口井。

同時調(diào)研鄰區(qū)排水采氣現(xiàn)狀認(rèn)為：泡排為最主要的增產(chǎn)措施，速度管柱為增產(chǎn)效果最好的排采工藝；產(chǎn)氣量3000-8000m3/d的積液氣井，速度管柱、柱塞氣舉增產(chǎn)效果較好，速度管柱優(yōu)于柱塞氣舉。

五、結(jié)論

（1）臨興先導(dǎo)試驗區(qū)含水飽和度解釋數(shù)據(jù)可知儲層含水飽和度均位于50%以上，整體偏高，測井解釋結(jié)果與實(shí)驗結(jié)果對應(yīng)，屬于高含水儲層。

（2）不同層位之間產(chǎn)氣表現(xiàn)差異較大，整體來看太2段產(chǎn)氣量優(yōu)于盒8段；通過遞減分析可知各井遞減率差異較大，最終采收率出現(xiàn)明顯的分異，在5.38%～79.61%之間，整體采收率比較低，而太2段好于盒8段。

（3）井筒附近含水飽和度呈現(xiàn)先升高后降低的特征，利用水樣化驗、物質(zhì)平衡方程和產(chǎn)水動態(tài)特征相結(jié)合可以判斷大部分井層的產(chǎn)水來源于本層。

（4）由相滲曲線可知盒8層氣相滲透率對含水飽和度的敏感程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于太2段更高，更容易受到水相圈閉傷害。此外積液還會造成賈敏效應(yīng)、氣體的啟動壓力梯度升高以及水敏傷害。

（5）通過泡排、速度管等措施加強(qiáng)排水采氣，提高產(chǎn)氣效果。

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