川東石炭系氣藏后期開發(fā)提高采收率探討

摘 要

川東石炭系氣藏目前仍是四川盆地東部的主力氣藏，但多數(shù)氣藏已進入開發(fā)中后期，提高氣藏的采收率顯得極為重要。在對川東9個開發(fā)后期的整裝石炭系氣藏資源潛力和最終采收率
摘要：川東石炭系氣藏目前仍是四川盆地東部的主力氣藏，但多數(shù)氣藏已進入開發(fā)中后期，提高氣藏的采收率顯得極為重要。在對川東9個開發(fā)后期的整裝石炭系氣藏資源潛力和最終采收率分析研究的基礎上，根據(jù)氣藏不同開發(fā)模式特征及對剩余儲量的分析，對目前開采條件下的最終采收率進行了預測。通過對影響氣藏采收率的因素進行分析，提出了進一步降低輸壓、主動排水采氣及加密非均質氣藏井網(wǎng)提高采收率的技術思路。實踐證明，這些措施應用后提高了氣藏采收率10%左右。
關鍵詞：四川盆地；東；石炭紀；產(chǎn)量遞減；最終采收率
0 概況
四川盆地東部石炭系氣藏目前多數(shù)已進入中后期開發(fā)，隨著勘探程度的提高，要尋找大的氣田來滿足日益增加的社會需求愈加困難，因而，提高川東石炭系氣藏采收率、充分挖掘資源潛力已成為目前乃至今后相當長的一段時間的主要工作。
川東石炭系氣藏多為受構造、斷層和地層控制的復合型氣藏，從筆者研究的9個后期開發(fā)的石炭系氣藏來看，氣藏埋深從2000～5000m，滲透率0.001×10-3～100×10-3μm2不等。相國寺、萬順場石炭系埋深淺，滲透率在10×10-3μm2以上，生產(chǎn)壓降小(一般為0.1～1MPa)，產(chǎn)能高(無阻流量100×104m3/d以上)，為典型的中高滲型氣藏；沙罐坪、云和寨、臥龍河、張家場等石炭系埋深4000～5000m，滲透性差異大，非均質強，如云和寨石炭系氣藏北區(qū)為特低滲(0.001×10-3～0.003×10-3μm2)，生產(chǎn)壓降在10MPa左右，開采難度大；還有部分氣藏在開發(fā)早中期就出水，如雙家壩、龍頭一吊鐘壩等，不僅增加了開發(fā)難度，且降低了氣藏最終采收率。
1  部分后期開發(fā)氣藏資源潛力分析
1.1 開采程度高、開采均衡的氣藏潛力分析
相國寺、萬順場、福成寨、張家場4個氣藏都是開發(fā)較早的氣藏，到2008年12月，相國寺采出程度達到88.92%，非均質性強的張家場也達到61.21%，由于這幾個氣田開采均衡，基本上為能量的自然衰竭，根據(jù)生產(chǎn)統(tǒng)計，4個氣藏仍有74.16×108m3的剩余儲量。
1.2 部分出水氣藏潛力分析
川東多數(shù)氣田存在邊水，在后期開發(fā)中一般都以緩慢均勻方式侵入，對氣藏采收率影響不大，如福成寨、張家場；但對于裂縫性水竄多發(fā)生在氣藏開發(fā)早中期出水，使氣藏儲量減小，采收率降低，如雙家壩、龍頭-吊鐘壩、云和寨石炭系南區(qū)等，由于氣藏出水，產(chǎn)能和儲量下降(見圖1)，部分天然氣不能采出。如雙家壩石炭系氣藏，出水前計算動態(tài)儲量55.44×108m3，出水后降到44.28×108m3，減少11.16×108m3，吊鐘壩減少了11.909×108m3，云和寨降低了6.21×108m3，萬順場減少了5.87×108m3，4個主要出水氣藏水封閉儲量33.43×108m3。按氣藏目前動態(tài)儲量計算，氣藏剩余儲量75.02×108m3，加上水封閉儲量共計108.44×108m3。

1.3 低滲透氣藏潛力分析
沙罐坪、云和寨、臥龍河石炭系氣藏非均質性較強，尤其是云和寨北區(qū)大面積為特低滲透。滲透率為0.001×10-3～0.003×10-3μm2，生產(chǎn)壓差一般在10MPa左右。根據(jù)2005年川東低滲透儲量分布研究成果，臥龍河石炭系低滲透儲量64.93×108m3，沙罐坪57.63×108m3，云和寨北區(qū)30.12×108m3，3個氣藏目前采出131.6407×108m3，主要為高滲透區(qū)儲量，剩余地質儲量185.85×108m3，基本上為低滲透儲量。
2 提高采收率的技術措施
2.1 適時調整井口工藝流程和用戶結構、降低輸壓，提高氣藏采收率
增壓開采是氣田開發(fā)中后期，提高采收率的一個最有效的措施，在川東氣田的開發(fā)中已得到充分體現(xiàn)[1～3]。如相國寺石炭系氣藏1977年投入開發(fā)，地質儲量45.56×108m3，開采已30余年，累計采氣40.51×108m3，后期開發(fā)中，由于適時調整地面工藝及用戶結構，降低了廢棄壓力，目前外輸壓力最低只有0.6MPa，到2008年12月，采出程度已達到88.92%，按目前遞減規(guī)律預測，總的可采儲量可達到43.073×108m3，最終采收率有望達到94.54%。
根據(jù)9個后期開發(fā)氣田目前井口壓力和外輸壓力預測，氣藏廢氣產(chǎn)量至少在15×104m3/d以上，預測其總可采儲量555.77×108m3，最終采收率為43%～87%。從各井外輸壓力對比認為，均有一定的下降空間，尤其是沙罐坪、龍頭-吊鐘壩、萬順場，如再次減低輸壓，變一次增壓為多級增壓，或進行高低壓分輸，把目前遠輸用戶逐步改為就近用氣，可將廢棄產(chǎn)量降到5×104m3/d或更低，總可采儲量至少提高到581.376×108m3，凈增可采儲量25.604×108m3(見表1)。
表1 川東石炭系后期開發(fā)氣藏最終采收率預測統(tǒng)計表
氣田
儲量(108m3)
目前開采條件下
實施增產(chǎn)措施后
總可采儲量(108m3)
最終采出程度
降低輸壓增產(chǎn)量(108m3)
排水采氣增產(chǎn)量(108m3)
加密井網(wǎng)或大斜度井(108m3)
氣藏最終采氣量(108m3)
氣藏最終采收率
相國寺
45.36
39.668
0.87
2.5540
 
 
42.22
0.93
萬順場
70.80
58.110
0.82
1.2062
1.7610
 
61.08
0.86
沙罐坪
85.12
36.419
0.43
2.0680
 
11.5260
50.01
0.59
雙家壩
67.43
45.979
0.68
1.6800
3.3486
 
51.01
0.76
云和寨
68.64
30.371
0.44
4.4920
1.8630
5.4054
40.27
0.59
龍-吊
114.20
82.471
0.72
6.5130
3.5727
 
92.56
0.81
福成寨
89.60
75.419
0.84
1.4320
 
 
76.85
0.86
張家場
75.99
59.266
0.78
2.5540
 
 
61.82
0.81
臥龍河
178.31
128.069
0.72
3.1020
 
12.9860
144.16
0.81
合計
795.29
555.771
0.70
25.6050
10.5453
29.9174
619.97
0.78
2.2 主動、強化排水采氣，提高水封閉儲量采收率
排水采氣是水驅氣藏開發(fā)到中后期，提高采收率最有效的措施，特別是當氣體彈性能量大于水體彈性能量，采水速度大于采氣速度時，可使飽和在水中的氣體擴散在井中，從而提高采收率。研究表明，在雙家壩、龍頭-吊鐘壩、云和寨、萬順場4個主要出水氣藏都表現(xiàn)出局部水侵活躍，反映出沿裂縫水竄的特征，由于水侵而使儲量減少33.43×108m3，這部分儲量被水以溶解、封閉等形式仍存在氣藏中，因此，通過對水區(qū)和出水井進行主動排水采氣，就可采出水淹區(qū)分散的儲量，達到提高采收率的目的。如萬順場石炭系氣藏1987年4月投產(chǎn)，1996年1月5日池6井開始產(chǎn)水，1996年12月開始實施排水采氣，到2005年9月18日該井淹死時，累計采氣6.7327×108m3，該井采出程度為50.5%，其中排水采氣2.86276×108m3，占該井采出程度的20%，該井成功進行排水采氣近9a，由于在方案調整中采取了主動排水采氣，不但提高了水封閉儲量的采出程度20%，而且有效的保護氣藏無水開采；據(jù)統(tǒng)計，川東石炭系目前已被水淹死的井有2口(七里7、池6井)，因產(chǎn)水而封閉的井有七里43井，七里8井。如能有效的利用這些井或再打替換井主動排水采氣，按池6井自噴排水采氣增加采收率20%計算，4個出水氣藏至少增加可采儲量10.55×108m3。
2.3 調整井網(wǎng)、實施大斜度井、提高低滲氣藏采收率
生產(chǎn)統(tǒng)計表明，對后期開發(fā)的非均氣藏，合理補充和調整井網(wǎng)，是提高非均質氣藏采收率的有效途徑。如沙罐坪石炭系氣藏，1987年2月投產(chǎn)，初期生產(chǎn)井10口，氣藏開采規(guī)模32×104m3/a，若不補充新井，1992年就開始遞減，氣藏采收率只有48%；1992～1994年針對非均質特點，先后完成了8口井，氣藏完鉆總井數(shù)達到18口，使氣藏延緩到2001年7月才開始遞減，采出程度提高到58%，采收率提高了10個百分點。從目前氣藏生產(chǎn)現(xiàn)狀分析，該氣藏剩余儲量較大，在氣藏外圍的罐31、罐8井、罐3井、罐29井區(qū)井距較大，通過加密井網(wǎng)，至少可提高采收率5%～10%。增加可采儲量20×108m3/d以上。
根據(jù)對不同滲流條件下的供給半徑定量研究表明(見圖2)，滲透率小于1×10-3μm2的儲層，供給半徑在300m左右；當滲透率大于1.2×10-3μm2時供給半徑就明顯增加。從圖2中看出：當K介于1.2×10-3～1.4×110-3μm2，供給半徑為600～2000m；當滲透率大于等于1.4×10-3μm2，供給半徑急劇增加，供給半徑在2000m以上。這說明氣藏的非均質性對氣井供氣范圍影響大，井網(wǎng)密度應不一樣。沙罐坪、云和寨北區(qū)、臥龍河石炭系氣藏大部分井滲透率小于1×10-3μm2，根據(jù)計算井距在300～2000km，從目前采出程度較高、非均質性較強的福成寨、張家場石炭系來看，井距1～2km，從理論和實際開發(fā)效果對比認為，沙罐坪、云和寨北區(qū)、臥龍河石炭系氣藏平均井距在1km左右為最好。
 

根據(jù)2006年7月完成的天東97x大斜度井效果分析，在低滲透氣藏實施大斜度井是提高采收率的有效措施。天東97x井石炭系處在有效儲層剝蝕區(qū)，儲層實鉆厚39.5m，Ⅲ類儲層6.7m，孔隙度2.5%～3.3%，如直井鉆井，該井儲層增厚1m左右，根據(jù)產(chǎn)能預測應為干井，由于該井實施大斜度鉆井，獲得了2.45×104m3/d的工業(yè)氣流，由此反求該井的滲透率為0.003×10-3μm2，為特低滲透氣藏。因此認為，在沙罐坪、云和寨北區(qū)、臥龍河石炭系氣藏通過進一步調整井網(wǎng)和鉆大斜度井或水平井，將大大提高低滲透氣藏的采收率。
3 結論
通過對川東9個石炭系氣藏剩余地質儲量和生產(chǎn)預測，按目前開采條件，9個氣藏還可采氣156.15×108m3，氣藏最終采收率為40%～87%，平均70%；由于氣田衰竭、出水和低滲透等多種原因，將有215.584×108m3儲量不能采出；如對目前開發(fā)的氣藏地面工藝流程、用戶結構進行進一步調整，加大對被水封閉儲量排水采氣力度，對低滲透儲層加密井網(wǎng)并配以大型酸化改造可提高采收率10%左右，增加可采儲量66.067×108m3。對于目前川東資源接替不足和供氣矛盾日益突出的情況下尤為可觀，不但有較好的經(jīng)濟效益，而且具有較大的社會效益。
參考文獻
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[3] 向建華，高澤立，馮小波，等.川東石炭系氣藏排水采氣工藝技術及其應用[J].天然氣工業(yè)，2007，27(9)：87-90.
　
(本文作者：陳淑芳 張娜 劉健 陳詩琦 中國石油西南油氣田公司重慶氣礦)