孤東淺層氣藏相對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、膠結疏松、邊底水活躍等特點，水侵和出砂等因素對氣藏相對滲透率造成不利的影響，致使氣井產能和氣藏規模遞減加快。結合典型井生產動態資料，分析了
摘要：孤東淺層氣藏具有厚度薄、膠結疏松、邊底水活躍等特點，水侵和出砂等因素對氣藏相對滲透率造成不利的影響，致使氣井產能和氣藏規模遞減加快。結合典型井生產動態資料，分析了底水錐進、井筒積液反滲、出砂堵塞及水砂復合等因素對儲層滲透性能傷害機理。研究表明：底水錐進、井筒積液反滲等水侵現象的發生，導致近井帶氣相相對滲透率降低，油壓、套壓同步下降，氣井生產壓差增大，滲流阻力增大；氣藏產水后，儲層中黏土礦物遇淡水極易膨脹和運移，膠結交差，儲層易出砂，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淺層氣藏開發技術措施提供了依據，同時為同類型氣藏的開發研究提供了借鑒。
關鍵詞：孤東氣藏；淺層；相對滲透率；底水；錐進；井底積液；出砂；地層損害
0 引言
    孤東地區淺層氣藏面積小，厚度薄，儲層為河流相沉積的透鏡狀砂巖，儲層膠結疏松且膠結物中的主要成分為泥質，大多數氣藏都帶有邊水或底水。在氣藏開發時面臨底水錐進、井底積液及地層出砂等問題，這些問題的存在會對近井地帶的氣相相對滲透率造成不利的影響，致使氣井產量遞減加快[1～2]。對影響近井地帶相對滲透率的因素進行分析，是制定孤東地區淺層氣藏開發技術政策措施的依據，以保證氣藏開發取得比較好的效果。
1 底水錐進對近井帶相對滲透率的影響
對于孤東淺層氣藏來說，底水錐進是一種常見的水侵方式。水錐初期對氣井產能的影響一般較微弱。隨著開采時間延長，水錐高度逐漸增加，水錐前沿到達近井地帶。此時射開層上部是氣體單相流，下部為氣水兩相流，近井地帶氣相相對滲透率值降低，氣井產能降低。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，隨著近井地帶含水半徑和含水飽和度的增大，氣井產能急劇降低，嚴重情況下，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動態。氣井產水后，生產中套壓、油壓同時下降，關井后套壓油壓重新恢復。氣井產水后期套壓波動的幅度逐漸增大，水錐加重了地層近井帶滲透狀況的劣化程度。
 
2 積液反滲對近井帶相對滲透率的影響
    孤東氣藏疏松砂巖氣井井筒積液現象嚴重，導致很多氣井井口產量小、壓力低。生產中采取的關井壓產及間歇生產等措施給井簡內積液反滲地層提供了條件，同時孤東氣藏儲層具有高孔高滲特征，在壓差作用下，液相容易侵入到儲層中。反滲后氣液兩相在地層內重新分布，越靠近井筒的地層含水飽和度越高。
    氣藏開發過程中，前期氣井連續生產，套壓的變化很小，兩相對滲透率流對地層氣相對滲透率流影響不大。后期氣井間歇關井后井筒積液較嚴重，重新開井后產量快速下降，油壓、套壓也同步下降，氣井生產壓差增大，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 出砂堵塞對近井帶地層相對滲透率的影響分析
    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為實驗室巖心實驗測量的出砂對滲透率傷害關系曲線。在巖石發生坍塌破壞之前，地層中游離砂產生的微粒運移傷害，造成儲層的相對滲透率降低了25%左右(圖2中A點)。隨著氣體流速的增加，受剪切應力的作用儲層骨架遭到破壞，近井地帶大量出砂。在游離砂和骨架砂的復合作用下，儲層的相對滲透率降低至儲層原始滲透率的20%左右(圖2中B點)[3～4]。
 
4 水砂復合對近井帶地層相對滲透率的影響分析
    儲層中黏土礦物遇淡水極易膨脹和運移，膠結變差，儲層易出砂。水砂復合對滲流影響劇烈。在水砂復合傷害的情況下，氣藏的絕對滲透率和氣相相對滲透率降低同時降低。如果氣井間歇關井，則近井地帶氣液兩相重新分布，從開井生產時的氣液兩相同流變成液相為連續相，氣相呈氣泡狀分布在地層孔隙中。對出砂地層，在近井地層和防砂管之間一定范圍內會形成污染帶，其中地層中粉細砂及泥質在高含水飽和度成為非牛頓流體，重新開井時需要啟動壓力，在某些情況下會造成水淹氣藏(圖3)。
 
    水砂復合影響相對滲透率的典型井如孤東2井。該井投產僅2個月就開始產水。氣井雖采用先期防砂措施，但在邊底水侵入后，儲層近井的膠結受到影響，地層出砂，生產中氣井的氣嘴有刺大的現象。2000年油套壓加速下降，氣井關井。關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，而是生產壓差增大。從氣井生產中套壓的波動可以看出，隨著開發的進行，生產階段套壓下降的幅度逐漸增大，生產壓差增大，氣井產量下降，說明水砂復合加重劣化了地層近井的滲透狀況(圖4)。
 
5 結論
    1) 由于底水錐進的影響，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，氣井產能降低，嚴重情況下，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，會產生反滲地層的現象，對近井地層氣體滲流造成傷害。
    3) 淺層氣藏產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) 氣藏產水后，儲層中黏土礦物遇淡水極易膨脹和運移，膠結變差，儲層易出砂。水砂復合對滲流影響劇烈，使氣藏的絕對滲透率和氣相相對滲透率同時降低。
參考文獻
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(本文作者：楊永智1 李躍剛2 劉華3 1.提高石油采收率國家重點實驗室中國石油勘探開發研究院；2.中國石油長慶油田公司；3.中國石化勘探開發研究院)