孤東淺層氣藏相對(duì)滲透率傷害影響因素分析

摘 要

摘要：孤東淺層氣藏具有厚度薄、膠結(jié)疏松、邊底水活躍等特點(diǎn)，水侵和出砂等因素對(duì)氣藏相對(duì)滲透率造成不利的影響，致使氣井產(chǎn)能和氣藏規(guī)模遞減加快。結(jié)合典型井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，分析了
摘要：孤東淺層氣藏具有厚度薄、膠結(jié)疏松、邊底水活躍等特點(diǎn)，水侵和出砂等因素對(duì)氣藏相對(duì)滲透率造成不利的影響，致使氣井產(chǎn)能和氣藏規(guī)模遞減加快。結(jié)合典型井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，分析了底水錐進(jìn)、井筒積液反滲、出砂堵塞及水砂復(fù)合等因素對(duì)儲(chǔ)層滲透性能傷害機(jī)理。研究表明：底水錐進(jìn)、井筒積液反滲等水侵現(xiàn)象的發(fā)生，導(dǎo)致近井帶氣相相對(duì)滲透率降低，油壓、套壓同步下降，氣井生產(chǎn)壓差增大，滲流阻力增大；氣藏產(chǎn)水后，儲(chǔ)層中黏土礦物遇淡水極易膨脹和運(yùn)移，膠結(jié)交差，儲(chǔ)層易出砂，堆積并堵塞近井帶地層孔喉，造成滲透率降低。該研究成果為制定孤東地區(qū)淺層氣藏開發(fā)技術(shù)措施提供了依據(jù)，同時(shí)為同類型氣藏的開發(fā)研究提供了借鑒。
關(guān)鍵詞：孤東氣藏；淺層；相對(duì)滲透率；底水；錐進(jìn)；井底積液；出砂；地層損害
0 引言
    孤東地區(qū)淺層氣藏面積小，厚度薄，儲(chǔ)層為河流相沉積的透鏡狀砂巖，儲(chǔ)層膠結(jié)疏松且膠結(jié)物中的主要成分為泥質(zhì)，大多數(shù)氣藏都帶有邊水或底水。在氣藏開發(fā)時(shí)面臨底水錐進(jìn)、井底積液及地層出砂等問題，這些問題的存在會(huì)對(duì)近井地帶的氣相相對(duì)滲透率造成不利的影響，致使氣井產(chǎn)量遞減加快[1～2]。對(duì)影響近井地帶相對(duì)滲透率的因素進(jìn)行分析，是制定孤東地區(qū)淺層氣藏開發(fā)技術(shù)政策措施的依據(jù)，以保證氣藏開發(fā)取得比較好的效果。
1 底水錐進(jìn)對(duì)近井帶相對(duì)滲透率的影響
對(duì)于孤東淺層氣藏來說，底水錐進(jìn)是一種常見的水侵方式。水錐初期對(duì)氣井產(chǎn)能的影響一般較微弱。隨著開采時(shí)間延長(zhǎng)，水錐高度逐漸增加，水錐前沿到達(dá)近井地帶。此時(shí)射開層上部是氣體單相流，下部為氣水兩相流，近井地帶氣相相對(duì)滲透率值降低，氣井產(chǎn)能降低。開采后期水完全包圍近井地帶，氣井完全處于氣液兩相流狀態(tài)，隨著近井地帶含水半徑和含水飽和度的增大，氣井產(chǎn)能急劇降低，嚴(yán)重情況下，氣井水淹封閉。典型井如孤東1井，圖1是該井出水后的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)。氣井產(chǎn)水后，生產(chǎn)中套壓、油壓同時(shí)下降，關(guān)井后套壓油壓重新恢復(fù)。氣井產(chǎn)水后期套壓波動(dòng)的幅度逐漸增大，水錐加重了地層近井帶滲透狀況的劣化程度。
 
2 積液反滲對(duì)近井帶相對(duì)滲透率的影響
    孤東氣藏疏松砂巖氣井井筒積液現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致很多氣井井口產(chǎn)量小、壓力低。生產(chǎn)中采取的關(guān)井壓產(chǎn)及間歇生產(chǎn)等措施給井簡(jiǎn)內(nèi)積液反滲地層提供了條件，同時(shí)孤東氣藏儲(chǔ)層具有高孔高滲特征，在壓差作用下，液相容易侵入到儲(chǔ)層中。反滲后氣液兩相在地層內(nèi)重新分布，越靠近井筒的地層含水飽和度越高。
    氣藏開發(fā)過程中，前期氣井連續(xù)生產(chǎn)，套壓的變化很小，兩相對(duì)滲透率流對(duì)地層氣相對(duì)滲透率流影響不大。后期氣井間歇關(guān)井后井筒積液較嚴(yán)重，重新開井后產(chǎn)量快速下降，油壓、套壓也同步下降，氣井生產(chǎn)壓差增大，近井帶滲流阻力增大，后期的井筒積液反滲劣化了近井帶滲流狀況。
3 出砂堵塞對(duì)近井帶地層相對(duì)滲透率的影響分析
    淺層氣藏地層容易出砂，在近井地層形成堆積并堵塞孔喉，造成近井地帶滲透率降低。圖2為實(shí)驗(yàn)室?guī)r心實(shí)驗(yàn)測(cè)量的出砂對(duì)滲透率傷害關(guān)系曲線。在巖石發(fā)生坍塌破壞之前，地層中游離砂產(chǎn)生的微粒運(yùn)移傷害，造成儲(chǔ)層的相對(duì)滲透率降低了25%左右(圖2中A點(diǎn))。隨著氣體流速的增加，受剪切應(yīng)力的作用儲(chǔ)層骨架遭到破壞，近井地帶大量出砂。在游離砂和骨架砂的復(fù)合作用下，儲(chǔ)層的相對(duì)滲透率降低至儲(chǔ)層原始滲透率的20%左右(圖2中B點(diǎn))[3～4]。
 
4 水砂復(fù)合對(duì)近井帶地層相對(duì)滲透率的影響分析
    儲(chǔ)層中黏土礦物遇淡水極易膨脹和運(yùn)移，膠結(jié)變差，儲(chǔ)層易出砂。水砂復(fù)合對(duì)滲流影響劇烈。在水砂復(fù)合傷害的情況下，氣藏的絕對(duì)滲透率和氣相相對(duì)滲透率降低同時(shí)降低。如果氣井間歇關(guān)井，則近井地帶氣液兩相重新分布，從開井生產(chǎn)時(shí)的氣液兩相同流變成液相為連續(xù)相，氣相呈氣泡狀分布在地層孔隙中。對(duì)出砂地層，在近井地層和防砂管之間一定范圍內(nèi)會(huì)形成污染帶，其中地層中粉細(xì)砂及泥質(zhì)在高含水飽和度成為非牛頓流體，重新開井時(shí)需要啟動(dòng)壓力，在某些情況下會(huì)造成水淹氣藏(圖3)。
 
    水砂復(fù)合影響相對(duì)滲透率的典型井如孤東2井。該井投產(chǎn)僅2個(gè)月就開始產(chǎn)水。氣井雖采用先期防砂措施，但在邊底水侵入后，儲(chǔ)層近井的膠結(jié)受到影響，地層出砂，生產(chǎn)中氣井的氣嘴有刺大的現(xiàn)象。2000年油套壓加速下降，氣井關(guān)井。關(guān)井后油套壓有所回升，反映出之前的油套壓加速降低并不是地層能量衰竭所致，而是生產(chǎn)壓差增大。從氣井生產(chǎn)中套壓的波動(dòng)可以看出，隨著開發(fā)的進(jìn)行，生產(chǎn)階段套壓下降的幅度逐漸增大，生產(chǎn)壓差增大，氣井產(chǎn)量下降，說明水砂復(fù)合加重劣化了地層近井的滲透狀況(圖4)。
 
5 結(jié)論
    1) 由于底水錐進(jìn)的影響，近井地帶上部為氣體單相流，下部為氣水兩相流，近井地帶受到部分傷害，氣井產(chǎn)能降低，嚴(yán)重情況下，氣井水淹封閉。
    2) 氣井間歇式開采等工作制度的影響形成的井筒積液，會(huì)產(chǎn)生反滲地層的現(xiàn)象，對(duì)近井地層氣體滲流造成傷害。
    3) 淺層氣藏產(chǎn)出砂容易在近井地層形成堆積并堵塞孔喉，造成近井地帶滲透率降低。
    4) 氣藏產(chǎn)水后，儲(chǔ)層中黏土礦物遇淡水極易膨脹和運(yùn)移，膠結(jié)變差，儲(chǔ)層易出砂。水砂復(fù)合對(duì)滲流影響劇烈，使氣藏的絕對(duì)滲透率和氣相相對(duì)滲透率同時(shí)降低。
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(本文作者：楊永智1 李躍剛2 劉華3 1.提高石油采收率國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司；3.中國(guó)石化勘探開發(fā)研究院)