淺層氣藏前期堵水工藝應(yīng)用分析

摘 要：勝利油田魯明天然氣公司擔(dān)負(fù)著鹽家、單家寺、林樊家、八里泊、邵家、義東等6個(gè)油氣田的氣層氣開(kāi)發(fā)管理。這6個(gè)油氣田氣層氣主要以淺層巖性氣藏為主。據(jù)統(tǒng)計(jì)，勝利油氣區(qū)出水氣藏儲(chǔ)量約占已開(kāi)發(fā)氣藏的62.7%左右，魯明天然氣公司為77.4%。根據(jù)生產(chǎn)開(kāi)發(fā)實(shí)際和統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析，魯明天然氣公司目前和將來(lái)面臨的主要開(kāi)發(fā)難題就是出水氣藏的綜合治理工作。這項(xiàng)工作開(kāi)展得好與壞，將直接關(guān)系到天然氣的開(kāi)發(fā)效果。

關(guān)鍵詞：淺層氣；堵水；應(yīng)用

在天然氣公司目前已投產(chǎn)的3個(gè)區(qū)塊共有生產(chǎn)氣井24口，出水井14口，所占比例為58.33%，生產(chǎn)管理難度較大。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，一旦氣井見(jiàn)水后，導(dǎo)致產(chǎn)量、壓力快速下降，嚴(yán)重的甚至造成水淹氣藏，對(duì)儲(chǔ)層造成不可逆的傷害。其一，水侵時(shí)，由于高滲大孔道及裂縫導(dǎo)流能力強(qiáng)，相同井底壓力下，氣藏儲(chǔ)層內(nèi)部壓力下降不均衡，高滲區(qū)壓降過(guò)快，導(dǎo)致邊水推進(jìn)速度加快。地層水很難進(jìn)入低滲高壓孔隙，而是繞過(guò)低滲孔隙帶，沿裂縫或大孔隙滲流入井，氣藏可能會(huì)形成水侵封隔區(qū)，也就是“水鎖效應(yīng)”形成氣藏內(nèi)的低滲透帶高壓死氣區(qū)。即使周?chē)鷫毫σ呀?jīng)低于圈閉氣壓力，由于水的界面張力以及水與巖石表面的作用力，圈閉氣可能仍然無(wú)法流動(dòng)，使得圈閉的氣體能量無(wú)法釋放，即使氣井只產(chǎn)少量的水，由于儲(chǔ)層水侵后形成的圈閉氣也很?chē)?yán)重，可使最終采收率降低10%-30%。其二，氣層巖石都是親水的，巖石對(duì)水有吸附作用，水侵入地層后，巖石表面水膜就會(huì)變厚，對(duì)天然氣的滲流阻力增大，降低儲(chǔ)層氣相滲透率。多數(shù)情況氣藏儲(chǔ)層水侵后，隨著儲(chǔ)層含水飽和度的增加，氣相相對(duì)滲透率嚴(yán)重下降，氣井產(chǎn)量迅速下降，提前進(jìn)入遞減期。其三，氣井產(chǎn)水后，油管柱內(nèi)形成氣水兩相流動(dòng)，管柱內(nèi)的阻力損失顯著增大，不僅氣井過(guò)早停噴，自噴期縮短，而且由于氣層中和管柱中壓力損失增大，將造成氣藏廢棄壓力增高，使采收率下降。淺層氣井本身產(chǎn)氣量較小，一般在0.5-1.0×104m3/d，攜液能力較小，一旦產(chǎn)液影響氣井產(chǎn)量，形成惡性循環(huán)，很容易就在很小的出砂量的情況下形成嚴(yán)重的井筒積液。針對(duì)勝利氣井的73mm生產(chǎn)管柱，假設(shè)每天有0.1m3的積液滯留井筒，積液的高度可達(dá)20m，在30天后積液高度達(dá)到600m，附加的井底回壓高達(dá)6MPa。這樣很少的井筒積液形成的回壓很大，這其中還不包括氣體帶來(lái)的壓力，井筒中的摩擦阻力，滑脫損失帶來(lái)的壓力損耗等。因此，需要對(duì)井底積液有足夠的重視，及時(shí)排液措施。

這些傷害，在氣田的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，已經(jīng)有了具體體現(xiàn)。鹽氣1-斜1、鹽氣1-斜5由于工作制度選擇不合理，造成氣井過(guò)早見(jiàn)水，雖然調(diào)整了工作制度和實(shí)施了化學(xué)排水措施，但是效果不是很理想，也僅僅維持了一個(gè)多月，最終出水嚴(yán)重而停產(chǎn)。目前這兩口氣井的套壓較高，油壓為零。

在氣水氣藏開(kāi)發(fā)中，邊底水有利的一面是為氣藏的開(kāi)發(fā)提供了能量，不利的則是水侵形成的氣液兩相流會(huì)增加的氣相的滲流阻力，還可能因水鎖效應(yīng)形成局部水封氣，使得氣藏的廢棄壓力增高，采收率下降。因此在氣水氣藏開(kāi)發(fā)中，通過(guò)合理的開(kāi)發(fā)模式，降低或者減少水驅(qū)在儲(chǔ)層出現(xiàn)的負(fù)面影響，有效利用邊底水的水驅(qū)能量，是常見(jiàn)的開(kāi)發(fā)模式中的出發(fā)點(diǎn)。水驅(qū)氣藏開(kāi)發(fā)模式分析如下：

1 控水

根據(jù)氣田儲(chǔ)層性質(zhì)變化、裂縫分布及連通情況進(jìn)行分區(qū)，選擇合理布井控制水驅(qū)的不均勻侵入，在避免水侵影響的同時(shí)充分利用水體的彈性能量，在大的邊底水氣藏開(kāi)發(fā)中常見(jiàn)。

對(duì)于淺層巖性氣藏，如何能夠有效控水，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是盡量減少氣層的射開(kāi)程度，增加底水錐進(jìn)的緩沖；二是確定合理的工作制度，降低生產(chǎn)壓差，確保氣井在合理產(chǎn)能下的平穩(wěn)運(yùn)行。

2 堵水

在氣藏開(kāi)發(fā)早期，部分氣井見(jiàn)水時(shí)實(shí)施堵水較為有利。對(duì)于開(kāi)發(fā)早期的氣井（藏），若采用排水采氣，會(huì)促使水侵活動(dòng)加劇，使氣和水的相滲透率發(fā)生變化，造成水封閉氣；而且處理大量排水也是一個(gè)大問(wèn)題。

堵水是利用聚合物的膠聯(lián)技術(shù)和聚合物橋鍵吸附技術(shù)，通過(guò)注入聚合物化學(xué)劑，在裂縫發(fā)育和水侵危險(xiǎn)地帶，建立阻水屏障，阻止邊、底水進(jìn)入氣藏，拖住邊、底水的推進(jìn)。針對(duì)氣藏不同出水情況，其堵水施工工藝也不盡相同，對(duì)于氣水層壓差大、氣層厚應(yīng)選用凝膠強(qiáng)度大，選擇性好的地下聚合生成凝膠的堵劑。對(duì)于同層底水，從含水量和出水時(shí)間分析，水錐形成快，范圍較小，僅在井筒周?chē)幸宦┒沸退F，可利用選擇性堵劑在井筒周?chē)蛞惠^高強(qiáng)度的隔板，控制底水錐進(jìn)，然后采取有針對(duì)性的防砂措施，達(dá)到既控水又防砂的目的。

3 排水

通過(guò)控水、堵水措施，可以有效延長(zhǎng)氣井的無(wú)水采氣期，但是到了開(kāi)發(fā)中后期，氣水氣藏不可避免的會(huì)面臨出水的問(wèn)題，早期見(jiàn)水時(shí)，由于氣水接觸面間尚未形成壓力差或未發(fā)生嚴(yán)重水侵之前，就作出主動(dòng)排水的選擇。使水驅(qū)氣藏的驅(qū)動(dòng)類(lèi)型發(fā)生較大改變，使水驅(qū)變?nèi)跛?qū)或者純氣驅(qū)的開(kāi)采方法，從而避免或消除水侵危害。隨著水量的不斷增大，不斷選擇合適的排水工藝措施。

為了延長(zhǎng)氣井的無(wú)水采氣期，對(duì)于存在底水的氣藏，開(kāi)展了堵水試驗(yàn)。鹽氣1-斜5為已出水氣井，實(shí)施堵水后累計(jì)生產(chǎn)140多天，累計(jì)產(chǎn)氣40萬(wàn)方，后因再次出水而水淹關(guān)井。根據(jù)鹽氣1-斜5的試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于存在底水的新投氣井進(jìn)行了堵水試驗(yàn)措施，單家寺區(qū)塊中有三口井進(jìn)行了堵水作業(yè)，單氣1-斜1、單氣1-斜6、單氣1-斜9，林樊家有兩口井進(jìn)行了堵水，林氣1-斜4和林氣1-斜5井。從現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)看，效果較好，生產(chǎn)情況穩(wěn)定。林樊家區(qū)塊中，對(duì)實(shí)施堵水作業(yè)的林氣1-斜5井和沒(méi)有堵水措施的林氣1-2井的開(kāi)發(fā)效果進(jìn)行對(duì)比分析后可以看出，林氣1-斜5井從投產(chǎn)以來(lái)一直生產(chǎn)比較穩(wěn)定，產(chǎn)量一直維持在2000方/天左右，油套壓也比較穩(wěn)定，目前油套壓維持在5.2/5.4Mpa左右，林氣1-斜5井到目前為止還沒(méi)出水；林氣1-2井投產(chǎn)之前沒(méi)有進(jìn)行堵水，該井從2010年五月份見(jiàn)水后，產(chǎn)能下降較快，從5000方/天下降到2500方/天，目前該井主要依靠投棒排液以維持生產(chǎn)，每次投棒后產(chǎn)能就會(huì)上升，之后隨著井筒積液增加，產(chǎn)能和油壓會(huì)逐步下降。

天然氣公司投產(chǎn)的三個(gè)區(qū)塊中已有58.3%的氣井出水或水淹，由此可以看出前期堵水措施有很大的實(shí)施空間。由前面的開(kāi)發(fā)效果分析也可以看出，雖然前期堵水有較高投入，投入大概在17-20萬(wàn)左右，但確實(shí)可以延長(zhǎng)氣井的無(wú)水采氣期，穩(wěn)定氣井生產(chǎn)，提高采收率，減少氣井后期措施維護(hù)費(fèi)用。

在氣水氣藏開(kāi)發(fā)中，由于水侵形成的氣液兩相流會(huì)增加氣相的滲流阻力，同時(shí)因?yàn)樗i效應(yīng)形成局部水封氣，使得氣藏采收率下降。所以對(duì)氣井進(jìn)行前期堵水防砂作業(yè)至關(guān)重要，這樣才能保證氣井較長(zhǎng)時(shí)期穩(wěn)產(chǎn)，而且可以使氣藏能在合理的采氣速度下獲得較高的采收率，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。