蘇東氣井產(chǎn)水原因分析及控水生產(chǎn)研究

張 偉，韓興剛，徐 文，孫 振，羅建寧

(1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司，陜西 西安 710018； 2.低滲透油氣田勘探開(kāi)發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710018)

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蘇東氣井產(chǎn)水原因分析及控水生產(chǎn)研究

張 偉1，2，韓興剛1，2，徐 文1，2，孫 振1，羅建寧1，2

(1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司，陜西 西安 710018； 2.低滲透油氣田勘探開(kāi)發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710018)

針對(duì)蘇里格氣田東區(qū)氣井普遍產(chǎn)水的問(wèn)題，采用不穩(wěn)定分析方法，對(duì)具有單井計(jì)量、地層壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的多口井進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)擬合，得到了控制蘇東氣井產(chǎn)水量大小的方法。研究表明：蘇東氣井生產(chǎn)壓差大于7.0 MPa時(shí)，氣井產(chǎn)水量快速增加，穩(wěn)產(chǎn)期縮短；生產(chǎn)壓差在5.0～7.0 MPa時(shí)，既可以保證氣井穩(wěn)產(chǎn)，又延長(zhǎng)了氣井生命周期；生產(chǎn)壓差小于5.0 MPa時(shí)，氣井仍有提產(chǎn)空間。利用研究成果可快速有效地判斷蘇東氣井生產(chǎn)指標(biāo)的合理性，對(duì)致密砂巖氣藏控水穩(wěn)產(chǎn)有一定指導(dǎo)意義。

蘇里格氣田；致密砂巖氣藏；產(chǎn)水氣井；不穩(wěn)定分析方法；合理生產(chǎn)壓差

0 引 言

鄂爾多斯盆地蘇里格氣田作為中國(guó)致密砂巖氣藏的典型代表，近年來(lái)氣田開(kāi)發(fā)取得了高效發(fā)展[1-2]，截至2013年年底，已具備年產(chǎn)天然氣240×108m3/a的生產(chǎn)能力，成為中國(guó)規(guī)模最大的天然氣田。在氣田穩(wěn)步發(fā)展的同時(shí)，氣井產(chǎn)水問(wèn)題日益嚴(yán)重，而蘇里格氣田東區(qū)(以下簡(jiǎn)稱蘇東)產(chǎn)水現(xiàn)象更為普遍，如何控制氣井產(chǎn)水量，保持氣井穩(wěn)產(chǎn)，是目前開(kāi)發(fā)生產(chǎn)中的一大難題。目前，針對(duì)氣井見(jiàn)水研究大多著重于氣井見(jiàn)水后采用何種排水采氣工藝方法[3]，而對(duì)控制氣井產(chǎn)水量大小的方法研究相對(duì)較少。為此，首先深入分析蘇東氣井產(chǎn)水原因，找到影響氣井產(chǎn)水的主要因素，再根據(jù)產(chǎn)水原因采取針對(duì)性措施，減少氣井產(chǎn)水量，保障氣井穩(wěn)產(chǎn)。

1 蘇東氣井產(chǎn)水原因分析

1.1 蘇東氣井產(chǎn)水現(xiàn)狀

蘇東氣井為典型的致密砂巖氣藏，儲(chǔ)層物性差，非均質(zhì)性強(qiáng)，氣井在生產(chǎn)過(guò)程中容易產(chǎn)水，部分氣井在投產(chǎn)初期就大量產(chǎn)水[4-7]。蘇東各集氣站2015年12月的生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，蘇東各集氣站水氣比分布范圍為0.10×10-4～5.27×10-4m3/m3，平均水氣比為1.04×10-4m3/m3，約1/3集氣站水氣比超過(guò)1.00×10-4m3/m3，蘇東各集氣站均有不同程度的產(chǎn)水。

1.2 蘇東氣井產(chǎn)水原因

為了解蘇東各集氣站普遍產(chǎn)水原因，整理5 a來(lái)蘇東氣井測(cè)井解釋成果數(shù)據(jù)，有效數(shù)據(jù)為2 293個(gè)，數(shù)據(jù)范圍覆蓋蘇東氣田各區(qū)塊，具有一定的代表性。蘇東氣層的含氣飽和度分布范圍為29.2%～86.8%，50%以上氣層的含氣飽和度低于60.0%，平均含氣飽和度為58.8%?？紫抖绕骄鶠?.23%，滲透率平均為0.67×10-3μm2。說(shuō)明蘇東儲(chǔ)層解釋的含氣性、物性整體較低，氣井在生產(chǎn)過(guò)程中易產(chǎn)水。

蘇東低滲巖心分析結(jié)果表明，蘇東儲(chǔ)層束縛水飽和度值較高，為37.8%，說(shuō)明水為潤(rùn)濕相。當(dāng)儲(chǔ)層含水飽和度在37.8%～96.2%時(shí)，存在氣水兩相共滲區(qū)間，生產(chǎn)過(guò)程中易出現(xiàn)氣水兩相滲流過(guò)程。

葉禮友、高樹(shù)生等人[8-9]的研究結(jié)果表明：壓力梯度能顯著地影響氣、水相對(duì)滲透率曲線，隨著壓力梯度的增大，氣相相對(duì)滲透率曲線存在左移的特點(diǎn)，即在相同的含水飽和度下，壓力梯度越大，氣相相對(duì)滲透率越低，而水相相對(duì)滲透率隨壓力梯度的增大而增大，尤其在含水飽和度較高時(shí)這種情況更明顯。隨著壓力梯度的增大，束縛水飽和度點(diǎn)和殘余氣飽和度點(diǎn)都逐漸左移，等滲點(diǎn)也逐漸左移并降低。這說(shuō)明壓力梯度的增大降低了氣相的滲流能力，提高了水相的滲流能力，導(dǎo)致開(kāi)發(fā)過(guò)程中壓力梯度越大，氣井生產(chǎn)水氣比越高。

綜合以上分析，由于蘇東儲(chǔ)層含氣性、物性差，生產(chǎn)中易產(chǎn)水，此外，隨著生產(chǎn)壓差增大，氣井水氣比增大。針對(duì)具體儲(chǔ)層，含氣性和物性是難以改變的，因此，控制壓差生產(chǎn)，降低氣井水氣比，成為本次降水穩(wěn)產(chǎn)的主要研究方向。

2 合理生產(chǎn)壓差研究

為了解蘇東產(chǎn)水氣井生產(chǎn)壓差與水氣比的對(duì)應(yīng)關(guān)系，開(kāi)展氣井動(dòng)態(tài)分析。由于蘇里格氣田目前大多采用多井串接集氣而不計(jì)量單井產(chǎn)水量，此外，蘇東氣井生產(chǎn)過(guò)程中難以定產(chǎn)或者定壓，一般是變產(chǎn)量制度生產(chǎn)，給氣井生產(chǎn)分析帶來(lái)困難。現(xiàn)代氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析技術(shù)解決了這一難題，在傳統(tǒng)產(chǎn)量遞減分析技術(shù)的基礎(chǔ)上，把不穩(wěn)定試井的原理應(yīng)用到日常生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析中，通過(guò)對(duì)壓力、產(chǎn)量和時(shí)間函數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的變換，實(shí)現(xiàn)了不關(guān)井條件下利用日常生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)氣井生產(chǎn)特征進(jìn)行定量評(píng)價(jià)的目的，Matter L 將以上現(xiàn)代生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析理論編制成FAST.RTA軟件，得到了較廣泛的應(yīng)用[10]。

本次研究共收集、整理了34次的單井流壓測(cè)試及配套的單井計(jì)量數(shù)據(jù)，通過(guò)FAST.RTA分析得到了各井次的生產(chǎn)壓差、水氣比等數(shù)據(jù)(表1)。

由表1可知，氣井水氣比隨生產(chǎn)壓差增大而增大，當(dāng)生產(chǎn)壓差小于7.0 MPa時(shí)，水氣比隨生產(chǎn)壓差增大而上升的速度較平緩；當(dāng)生產(chǎn)壓差大于7.0 MPa時(shí)，水氣比隨生產(chǎn)壓差增大而上升的速度明顯加快?？紤]到在實(shí)際生產(chǎn)中，氣井需要保持一定的生產(chǎn)能力，當(dāng)壓差小于5.0 MPa時(shí)，氣井產(chǎn)氣能力較低。因此，針對(duì)蘇東產(chǎn)水氣井，既能保證氣井生產(chǎn)能力又要保持較低水氣比的合理生產(chǎn)壓差為5.0～7.0 MPa。應(yīng)用此合理生產(chǎn)壓差，對(duì)資料齊全的17口氣井進(jìn)行評(píng)價(jià)(表2)，經(jīng)過(guò)34次測(cè)試，認(rèn)為16次測(cè)試結(jié)果的生產(chǎn)壓差小于5.0 MPa，還有提升空間；3次測(cè)試結(jié)果的生產(chǎn)壓差在合理生產(chǎn)壓差范圍內(nèi)，在生產(chǎn)中可密切觀察，保持目前配產(chǎn)；15次測(cè)試結(jié)果的生產(chǎn)壓差大于7.0 MPa，井底壓力下降過(guò)快，水氣比上升過(guò)快，氣井穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間縮短，建議氣井降低產(chǎn)量，盡可能延長(zhǎng)氣井穩(wěn)產(chǎn)期。

表1 蘇東地層壓力監(jiān)測(cè)氣井FAST.RTA預(yù)測(cè)結(jié)果

表2 流壓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

對(duì)2015年蘇東高峰供氣加熱爐生產(chǎn)井進(jìn)行了及時(shí)跟蹤，應(yīng)用FAST.RTA軟件對(duì)11口生產(chǎn)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)測(cè)分析，并運(yùn)用合理生產(chǎn)壓差對(duì)氣井進(jìn)行了實(shí)踐指導(dǎo)(表3)。分析認(rèn)為，11口井經(jīng)過(guò)配產(chǎn)調(diào)整后，水氣比下降，套壓降速率變緩，穩(wěn)產(chǎn)期明顯延長(zhǎng)。SD18、SD19、SDH1、SDH3、T33井調(diào)產(chǎn)后，水氣比降低，套壓降速率下降，但仍有進(jìn)一步下調(diào)空間，建議后期可繼續(xù)降低配產(chǎn)，提高氣井穩(wěn)產(chǎn)期。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明，應(yīng)用該評(píng)價(jià)指標(biāo)有效降低產(chǎn)水氣井的水氣比，降低壓降速率，保障了氣井穩(wěn)產(chǎn)。

表3 2015年冬季調(diào)峰井控壓生產(chǎn)應(yīng)用效果對(duì)比

4 結(jié) 論

(1) 蘇東儲(chǔ)層含氣性、物性整體較差，束縛水飽和度高，隨著生產(chǎn)壓差增大，水氣比逐漸增大。

(2) 蘇東氣井合理生產(chǎn)壓差為5.0～7.0 MPa，當(dāng)蘇東氣井生產(chǎn)壓差大于7.0 MPa時(shí)，氣井產(chǎn)水量迅速增大，穩(wěn)產(chǎn)期縮短，研究成果可快速有效地判斷蘇東氣井生產(chǎn)指標(biāo)的合理性，用于指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。

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編輯 張耀星

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.05.025

20160309；改回日期：20160706

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“低滲低豐度砂巖氣藏經(jīng)濟(jì)有效開(kāi)發(fā)技術(shù)”(2011ZX05015-001)

張偉(1984-)，男，工程師，2006年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)石油工程專業(yè)，2012年畢業(yè)于該校油氣田開(kāi)發(fā)專業(yè)，獲博士學(xué)位，現(xiàn)主要從事氣田開(kāi)發(fā)方面的科研、管理工作。

TE348

A

1006-6535(2016)05-0103-03