裂縫-孔洞型凝析氣藏不同開(kāi)發(fā)方式的長(zhǎng)巖心實(shí)驗(yàn)

摘 要

摘要：柴達(dá)木盆地塔中Ⅰ號(hào)氣田裂縫-孔洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)層表現(xiàn)出“雙孔雙滲”特征，凝析油反蒸發(fā)機(jī)理不同于砂巖凝析氣藏，國(guó)內(nèi)外對(duì)如何提高裂縫-孔洞型凝析氣藏呆收率的研
摘要：柴達(dá)木盆地塔中Ⅰ號(hào)氣田裂縫-孔洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)層表現(xiàn)出“雙孔雙滲”特征，凝析油反蒸發(fā)機(jī)理不同于砂巖凝析氣藏，國(guó)內(nèi)外對(duì)如何提高裂縫-孔洞型凝析氣藏呆收率的研究還比較少。為此，首先取得無(wú)裂縫的碳酸鹽巖巖心進(jìn)行孔隙度和滲透率測(cè)試(平均孔隙度6.5%，平均滲透率1mD)，然后進(jìn)行造縫(裂縫滲透率5～10mD)，并將巖心細(xì)合成長(zhǎng)巖心(105.8cm)，最后采用塔中Ⅰ號(hào)氣田凝析氣(凝析油含量533g/m3)進(jìn)行了注氣、吞吐和脈沖注氣實(shí)驗(yàn)，優(yōu)選出提高凝析油采收率的開(kāi)發(fā)方式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：露點(diǎn)壓力以上注氣凝析油采收率最高，其次是最大凝析油飽和度下注氣或脈)中注氣；與低滲透砂巖凝析氣藏不一樣，注氣吞吐提高凝析油采收率效果最差。該實(shí)驗(yàn)對(duì)裂縫-孔洞型儲(chǔ)層高含凝析油型的凝析氣藏的合理開(kāi)發(fā)提供了技術(shù)支撐。
關(guān)鍵詞：柴達(dá)木盆地；塔中1號(hào)氣田；碳酸鹽巖；儲(chǔ)集層；裂縫-孔洞型；長(zhǎng)巖心；凝析油氣田；采收率
    柴達(dá)木盆地塔中I號(hào)氣田是以碳酸鹽巖為儲(chǔ)層的凝析氣藏，凝析油含量在500g/m3以上，裂縫-孔洞型是其重要類(lèi)型的儲(chǔ)集空間。與砂巖凝析氣藏不同的是流體滲流更加復(fù)雜，采收率相對(duì)較低[1]，如何提高此類(lèi)凝析氣藏凝析油采收率[2～4]已成為當(dāng)前要解決的重要問(wèn)題。
    自凝析油的蒸發(fā)現(xiàn)象提出以來(lái)，已對(duì)影響蒸發(fā)的因素進(jìn)行了深入的研究[5]。反蒸發(fā)機(jī)理直接影響注氣效果，但主要是在均質(zhì)砂巖巖心中進(jìn)行，在低滲砂巖凝析氣藏中常用的干氣吞吐是否仍然適用于裂縫-孔洞型碳酸鹽巖凝析氣藏還未研究。筆者根據(jù)塔中Ⅰ號(hào)氣田儲(chǔ)層與流體進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，在取得的基巖基礎(chǔ)上進(jìn)行造縫，組合形成裂縫孔洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)層長(zhǎng)巖心，開(kāi)展了凝析氣藏注氣、吞吐、脈沖注氣等不同開(kāi)發(fā)方式的物理模擬實(shí)驗(yàn)研究，優(yōu)選出提高凝析油采收率的開(kāi)發(fā)方式，為提高凝析油采收率方式選擇提供技術(shù)支撐。
1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
1.1 長(zhǎng)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)裝置
    長(zhǎng)巖心實(shí)驗(yàn)采用華寶HBCD-70高溫高壓長(zhǎng)巖心驅(qū)替裝置，整個(gè)裝置主要由注入泵系統(tǒng)、長(zhǎng)巖心夾持器、回壓調(diào)節(jié)器、控溫系統(tǒng)、配樣器、電子天平、密度計(jì)、氣量計(jì)和氣相色譜儀組成。最高工作壓力70MPa，最高工作溫度180℃。
1.2 流體樣品準(zhǔn)備
    地層流體以原始PVT報(bào)告為目標(biāo)，取實(shí)際流體并適當(dāng)加入液化氣配制而成，在地層溫度140.6℃下配制凝析油含量533g/m3。該凝析氣藏流體的露點(diǎn)壓力為55.4MPa，衰竭生產(chǎn)時(shí)的最大反凝析壓力為30.936MPa，最大反凝析液量為23.231%。注入干氣(CH4)含量為94%。
    地層水根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)分析資料在室內(nèi)自行配制。其總礦化度為137900mg/L，水型為CaCl2型。
1.3 巖心制作
    取得現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有裂縫的碳酸鹽巖心，清洗烘干后進(jìn)行孔滲測(cè)試，并認(rèn)為此時(shí)的孔滲代表基巖的孔隙度和滲透率參數(shù)，實(shí)際測(cè)試平均孔隙度6.5%，平均滲透率1mD，然后采用專(zhuān)門(mén)的造縫技術(shù)進(jìn)行造縫，并保證造縫后滲透率介于5～10mD。按此方法進(jìn)行造縫20塊巖心，拼結(jié)后形成平均滲透率8.865mD，平均孔隙度7.7%，總長(zhǎng)度為105.8cm的長(zhǎng)巖心來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
2 實(shí)驗(yàn)步驟
本次長(zhǎng)巖心實(shí)驗(yàn)共5組，最大凝析油飽和度壓力及露點(diǎn)壓力以上直接注干氣2組，不同壓力下吞吐實(shí)2組和脈沖注氣實(shí)驗(yàn)1組，實(shí)驗(yàn)溫度均為地層溫度(140.6℃)。實(shí)驗(yàn)方法如下：對(duì)巖心抽空，在低壓下飽和定量束縛水，用氣驅(qū)均勻，然后再用天然氣建立壓力到58MPa，連通系統(tǒng)及回壓閥，保持流動(dòng)系統(tǒng)通暢；用配制好的凝析氣驅(qū)替天然氣，于長(zhǎng)巖心出口處測(cè)試氣油比，當(dāng)氣油比與進(jìn)口的配制流體一致時(shí)，完成原始狀態(tài)建立過(guò)程，然后進(jìn)行設(shè)計(jì)的5組實(shí)驗(yàn)。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
3.1 注氣實(shí)驗(yàn)
開(kāi)展了2組不同壓力保持水平的注氣實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上對(duì)應(yīng)了凝析油析出量多與少的情況，即注氣時(shí)機(jī)的影響；一組實(shí)驗(yàn)為地層壓力56MPa，高于露點(diǎn)凝析油未析出；另一組為衰竭到最大凝析油飽和度的對(duì)應(yīng)壓力，即31MPa。圖1為凝析油采收率的情況對(duì)比圖，圖2為氣油比的對(duì)比圖。

    從圖1和圖2可知：在兩種不同壓力保持情況下，注入量小于1HCPV時(shí)氣油比變化不大，由于各自的氣油比相差較大，因而造成凝析油采收率相差較大，高于露點(diǎn)壓力注氣由于氣油比能保持原始的較低值，地層中沒(méi)有凝析油析出影響，因此凝析油采出程度大大提高，而對(duì)于處于最大凝析油飽和度情況下的凝析氣藏，雖然注氣前衰竭已采出部分凝析油，凝析油析出大部分處于低滲透的基巖中，有一定蒸發(fā)作用存在，導(dǎo)致突破后的氣油比較之高于露點(diǎn)壓力的氣油比要低一些，但到2HCPV附近就更接近了，由于初期氣油比較高，使最大凝析油飽和度下注氣的凝析油采收率總體提高不大，說(shuō)明裂縫性?xún)?chǔ)層凝析氣藏在保持壓力高于露點(diǎn)壓力下注氣是更好的選擇。
3.2 注氣吞吐實(shí)驗(yàn)
    注氣吞吐在低滲透砂巖凝析氣藏有較好的解堵效果，為了研究此技術(shù)在裂縫-孔洞型儲(chǔ)層中是否有優(yōu)勢(shì)，在衰竭到何時(shí)更好，筆者進(jìn)行了最大反凝析油飽和度對(duì)應(yīng)的壓力(psom)和廢棄壓力為10MPa的注氣吞吐實(shí)驗(yàn)?；貕哼_(dá)到psom后，通過(guò)注入干氣壓力恢復(fù)到1.25psom，然后進(jìn)行衰竭，當(dāng)衰竭壓力降到psom再注入氣體，如此共進(jìn)行3次，最后衰竭到大氣壓下。另一個(gè)實(shí)驗(yàn)是衰竭到廢棄壓力10MPa后的吞吐，注入干氣使壓力恢復(fù)到15MPa左右再進(jìn)行衰竭，如此共進(jìn)行3次。圖3和圖4分別是注氣吞吐實(shí)驗(yàn)的凝析油采收率和氣油比隨吞吐次數(shù)的變化關(guān)系。

    兩種實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明凝析油采收率均不高。前者吞吐3次后，凝析油采收率為17.60%，而后者吞吐3次可得凝析油采收率25.61%，這是由于壓力增加蒸發(fā)部分析出凝析油，但壓力下降后馬上又析出，沒(méi)有建立驅(qū)動(dòng)循環(huán)，因此采收率低，說(shuō)明采用單井吞吐效果不好。
3.3 脈沖注氣實(shí)驗(yàn)
    由于不能建立驅(qū)動(dòng)體系，吞吐效果不好，因此進(jìn)行了脈沖注氣實(shí)驗(yàn)。首先，衰竭到psom后，以0.125mL/min速度注入干氣，壓力恢復(fù)到1.25psom，關(guān)閉注入系統(tǒng)，然后衰竭至回壓到psom后停止，測(cè)試不同壓力下的采收率；再進(jìn)行第2次干氣注入壓力恢復(fù)1.25psom，再衰竭降到psom，如此循環(huán)進(jìn)行，最后衰竭到大氣壓下。

    圖5為脈沖次數(shù)與凝析油采收度、氣油比的變化關(guān)系，在31MPa開(kāi)始進(jìn)行脈沖注氣，雖然脈沖壓力波動(dòng)范圍都是25%，但由于建立了單向流動(dòng)通道，因此采收率相對(duì)較高，脈沖很多次后仍有一定油量采出，在進(jìn)行15次脈沖時(shí)，油采出程度51.23%，增加凝析油采收率37.62%。說(shuō)明在裂縫孔洞型碳酸鹽儲(chǔ)層中，建立注采循環(huán)系統(tǒng)后，有壓力脈沖可使部分凝析液得到反蒸發(fā)，從而比最大凝析油飽和度下注氣凝析油采收率提高了4%左右。
3.4 長(zhǎng)巖心實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
長(zhǎng)巖心實(shí)驗(yàn)?zāi)鲇筒沙龀潭葘?duì)比情況見(jiàn)表1。
 

    長(zhǎng)巖心實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，裂縫-孔洞型碳酸鹽巖凝析氣藏的單井吞吐不能有效提高凝析油采收率，對(duì)有兩口井以上的裂縫單元，應(yīng)考慮露點(diǎn)壓力以上直接注氣或最大凝析油飽和度下脈沖注氣方式來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。露點(diǎn)壓力以上由于凝析油不析出，因此采收率最高。
4 結(jié)論與建議
    1) 裂縫-孔洞型碳酸鹽儲(chǔ)層注氣提高采收率首先應(yīng)考慮露點(diǎn)以上注氣，當(dāng)初期未能注氣而有大量凝析油析出時(shí)也應(yīng)當(dāng)盡早注氣，采氣量不夠時(shí)，可考慮脈沖注氣。最大凝析油飽和度下無(wú)論是直接注氣還是脈沖注氣均可較大幅度地提高凝析油采收率，說(shuō)明在此類(lèi)儲(chǔ)層中注氣使反凝析油再蒸發(fā)效果較好。
    2) 注氣吞吐在低滲砂巖凝析氣藏中常作為一項(xiàng)增產(chǎn)技術(shù)，其主要功能用于近井地帶解堵，降低氣藏廢棄壓力，而對(duì)裂縫-孔洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)層，有裂縫存在，近井地帶堵塞已經(jīng)不是主要問(wèn)題，因此注干氣吞吐效果不好，不宜采用。
    3) 裂縫-孔洞型儲(chǔ)層凝析氣藏注氣提高凝析油采收率現(xiàn)研究較少，建議開(kāi)展大量的實(shí)驗(yàn)加以完善。
參考文獻(xiàn)
 
 
(本文作者：鄧興梁1，2 郭平3 蔣光跡3 1.南京大學(xué)地球科學(xué)系；2.中國(guó)石油塔里木油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院；3.“油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程”國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·西南石油大學(xué))