致密氣藏產水影響及開發措施

王贊惟

摘 要：為認清致密砂巖氣藏的儲層產水機理，以及對開發的影響，尋求有效的開發對策，本文開展了理論研究并結合現場情況進行系統分析。利用水樣化驗、物質平衡方程和產水動態特征相結合可以判斷大部分井層的產水來源于本層；積液會造成賈敏效應、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水井的有效措施。

關鍵詞：賈敏效應 水敏傷害 開發措施

一、引言

鄂爾多斯盆地東部臨興地區橫跨伊陜斜坡與晉西撓褶帶兩個構造單元，歸屬于呂梁地區。區塊內部構造相對簡單，地層平緩（傾角一般不足1°），主要發育有幅度較小的鼻狀構造[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。區內的先導試驗區2015年11月開始投產，其采氣曲線如圖1所示。區塊投產初期即見水，但由于生產井數較少（5口井），初期產水量較少。2016年11月后，隨著區塊大量井投產，投產井數增加到18口，產水量隨之迅速上升，并隨區塊產氣量變化而變化。區塊總體產水量較小，日產水量約50m3/d。水氣比變化情況如圖2所示，從該圖可看出，區塊大規模上產后水氣比呈現總體穩定的趨勢，水氣比約3 m3/104m3。

二、產水規律

統計先導試驗區產水資料，盒8段單采，且進行了產水計量的井共5口。生產過程中5口井產水量都逐漸遞減，其具備明顯的兩段式特征：I階段：產水量較高，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：產水量保持在較低產量，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

先導試驗區氣井積液后出現如下特征：積液之后產量迅速下降，遞減速度加快，即使排采井筒積液后，產量損失仍難以恢復[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，投產初期產量約2.0×104m3/d，穩定2.5月后產量降低，氣井攜液困難，導致井筒積液，積液2月后，該井采用速度管排液，措施后氣井可穩定生產，但與積液前產量降低3/5。

（1）賈敏效應。由于地層孔隙結構復雜，孔喉大小存在差異，當這些水中的氣泡或者氣體中的液滴通過細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%，說明有水存在會嚴重損害氣相滲透率。

（3）增加啟動壓力梯度。很多實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以及速敏。

（5）積液導致近井筒附近飽和度上升。根據公式推導，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。

根據計算，臨興先導試驗區氣水相對滲透率比值變化曲線出現兩種類型：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，其比值呈現向升高后降低的特征，說明前期近井筒地層氣驅水導致含水飽和度是下降的[6]，后期遠處地層自由水聚集到井筒附近或者井筒積液導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下降趨勢[7]，可能又外來水導致井筒附近含水飽和度一直升高。

四、開發措施評價

臨興區塊自2016年投產開始，共計完成10井次排水采氣現場施工，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，速度管柱現場施工7口井，小油管現場施工1口井，泡沫排水采氣現場施工2口井，渦流工具現場試驗1口井。

同時調研鄰區排水采氣現狀認為：泡排為最主要的增產措施，速度管柱為增產效果最好的排采工藝；產氣量3000-8000m3/d的積液氣井，速度管柱、柱塞氣舉增產效果較好，速度管柱優于柱塞氣舉。

五、結論

（1）臨興先導試驗區含水飽和度解釋數據可知儲層含水飽和度均位于50%以上，整體偏高，測井解釋結果與實驗結果對應，屬于高含水儲層。

（2）不同層位之間產氣表現差異較大，整體來看太2段產氣量優于盒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先升高后降低的特征，利用水樣化驗、物質平衡方程和產水動態特征相結合可以判斷大部分井層的產水來源于本層。

（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遠高于太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、氣體的啟動壓力梯度升高以及水敏傷害。

（5）通過泡排、速度管等措施加強排水采氣，提高產氣效果。

參考文獻

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