東海西湖開發(fā)區(qū)低產(chǎn)水氣井出水層位判別技術(shù)

付焱鑫

(中海石油(中國(guó))有限公司上海分公司，上海 200335)

牛朋

(中海油田服務(wù)股份有限公司油技事業(yè)部，北京 101149)

張小龍，路穎，馬戀

(中海石油(中國(guó))有限公司上海分公司，上海 200335)

在氣藏出水原因、出水對(duì)生產(chǎn)的影響、控水措施等方面，國(guó)內(nèi)許多學(xué)者都進(jìn)行過相關(guān)研究[1，2]。何曉東等[3]對(duì)中石油西南油氣田的邊水氣藏水侵特征識(shí)別及機(jī)理進(jìn)行了初探；郝玉鴻等[4]針對(duì)長(zhǎng)慶油田地層生產(chǎn)出水的特點(diǎn)，提出了一個(gè)定量描述氣井出水對(duì)生產(chǎn)影響的數(shù)學(xué)模型；康曉東等[5]結(jié)合產(chǎn)出水分析、壓降曲線識(shí)別、試井監(jiān)測(cè)和模擬計(jì)算等技術(shù)提出了氣藏早期水侵識(shí)別方法。上述對(duì)氣藏出水的研究主要針對(duì)單層氣藏，且該類氣藏出水層位非常清楚。東海西湖開發(fā)區(qū)已開發(fā)的大多數(shù)氣藏均屬于不同程度的水驅(qū)氣藏，且多層合采，隨著氣藏開發(fā)規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及氣井開采時(shí)間的延長(zhǎng)，氣藏水侵會(huì)嚴(yán)重抑制單井產(chǎn)能，增大氣藏廢棄壓力，降低氣藏采收率。因此，氣井出水和氣藏水侵逐漸成為制約氣藏整體開發(fā)效果的主要因素。如何在氣井見水初期準(zhǔn)確識(shí)別出水層位，及時(shí)采取有效措施控水穩(wěn)氣，對(duì)提高氣藏的開發(fā)效果顯得尤為重要。

目前，在東海西湖開發(fā)區(qū)通常認(rèn)為當(dāng)水氣比達(dá)到0.5m3/104m3時(shí)，可以初步判斷氣井已經(jīng)產(chǎn)出地層水[6]。產(chǎn)出剖面測(cè)井技術(shù)是識(shí)別出水層位的有效技術(shù)，通常采用持水率、密度曲線來判斷出水層位。但是，東海西湖開發(fā)區(qū)大多數(shù)氣井在見水初期，由于邊底水的逐漸突破，產(chǎn)水量緩慢上升并且一段時(shí)間內(nèi)都維持在一個(gè)較低的水平，導(dǎo)致傳統(tǒng)的持水率和密度曲線都無法準(zhǔn)確判斷出水層位，容易出現(xiàn)出水層位解釋的多解性，為氣田生產(chǎn)措施決策帶來困難。為此，亟需研究其他曲線為判斷氣井出水層位提供有力依據(jù)。

1 低產(chǎn)水氣井面臨問題

一般情況下，主要通過生產(chǎn)測(cè)井資料的密度和持率曲線來判斷出水層位。對(duì)于出水量較大的井，生產(chǎn)測(cè)井的密度和持水率曲線具有明顯出水指示特征(圖1)[7]，比較容易準(zhǔn)確判斷出水層位；對(duì)于低產(chǎn)水井，生產(chǎn)測(cè)井的密度和持水率曲線都沒有明顯的出水指示特征，難以判斷出水層位。

圖1 研究區(qū)某井生產(chǎn)測(cè)井曲線

東海西湖開發(fā)區(qū)目前已有多井見水，單井產(chǎn)能受出水影響較大。表1為西湖開發(fā)區(qū)幾口進(jìn)行過生產(chǎn)測(cè)井的低產(chǎn)水氣井產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表，但其生產(chǎn)測(cè)井資料都無明顯出水指示特征(圖2)，出水層位難以判斷。因此，需要研究其他方法來準(zhǔn)確識(shí)別出水層位。

表1 西湖開發(fā)區(qū)氣井產(chǎn)氣、產(chǎn)水情況統(tǒng)計(jì)表

2 方法原理

泥質(zhì)中通常含有微量的釷、鈾、鉀、鍶等放射性元素，隨著地層水產(chǎn)出對(duì)泥質(zhì)的沖刷，上述微量元素會(huì)隨著地層水產(chǎn)出至生產(chǎn)管柱中，在射孔井眼、管柱出口等附近堆積結(jié)垢。對(duì)于未開采地層，其生產(chǎn)測(cè)井自然伽馬和裸眼井自然伽馬數(shù)值不同、形態(tài)一致，當(dāng)?shù)貙映鏊a(chǎn)生自然伽馬堆積后，將兩者在穩(wěn)定泥巖段或未動(dòng)用層處重合，生產(chǎn)測(cè)井自然伽馬高于裸眼測(cè)井自然伽馬的位置則代表出水位置。伽馬對(duì)比法正是通過上述原理來識(shí)別出水層位的[8，9]。

研究發(fā)現(xiàn)，自然伽馬升高的幅度隨著產(chǎn)水量的增大而增大，如A2井(表1，圖3)。

圖3 A2井H6a小層自然伽馬逐年升高示意圖

3 應(yīng)用效果

伽馬對(duì)比法可以準(zhǔn)確判斷低產(chǎn)水氣井的出水點(diǎn)，該方法已在西湖開發(fā)區(qū)成功應(yīng)用了多個(gè)井次，識(shí)別的出水點(diǎn)進(jìn)行卡水作業(yè)后，降水增產(chǎn)或者穩(wěn)產(chǎn)效果明顯。

A4井地面日產(chǎn)氣12.1×104m3，日產(chǎn)水9.1m3。從圖2中可以看出，持水率曲線難以有效識(shí)別出水層位。但從圖4可以看出，H5b小層底部生產(chǎn)測(cè)井自然伽馬明顯高于裸眼測(cè)井自然伽馬，說明H5b小層從底部開始出水，是該井的主要出水層位。后期對(duì)H5小層進(jìn)行了卡水措施，作業(yè)后產(chǎn)氣量穩(wěn)定，基本不產(chǎn)水，措施后控水穩(wěn)氣效果明顯(圖5)。

圖4 A4井自然伽馬對(duì)比圖

圖5 A4井生產(chǎn)曲線圖

研究還發(fā)現(xiàn)，自然伽馬升高現(xiàn)象與地層水的水型有關(guān)。表2為西湖開發(fā)區(qū)幾口生產(chǎn)測(cè)井自然伽馬對(duì)比及水型分析統(tǒng)計(jì)表，可以看出，A2井、A4井、C10井、B1井出水層處存在生產(chǎn)測(cè)井自然伽馬升高現(xiàn)象，而C12井、B4井則不存在該現(xiàn)象。為了理清部分井出水層處自然伽馬無升高現(xiàn)象的原因，將出水層位和相應(yīng)地層水化驗(yàn)水型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)測(cè)井自然伽馬存在明顯升高現(xiàn)象的層位，其對(duì)應(yīng)水型為氯化鈣型或氯化鎂型，而無生產(chǎn)測(cè)井自然伽馬升高現(xiàn)象的層位，其對(duì)應(yīng)水型則為碳酸氫鈉型或硫酸鈉型。

表2 西湖開發(fā)區(qū)生產(chǎn)測(cè)井伽馬對(duì)比及水型分析統(tǒng)計(jì)表

注：括號(hào)內(nèi)數(shù)字表示年份。

4 結(jié)論

1)筆者在研究氣井產(chǎn)水機(jī)理及產(chǎn)出剖面測(cè)井出水響應(yīng)特征等資料的基礎(chǔ)上，通過對(duì)比裸眼測(cè)井與產(chǎn)出剖面測(cè)井自然伽馬曲線的特征差異，形成了低產(chǎn)水氣井出水層位的判別技術(shù)。根據(jù)該技術(shù)判斷的出水層位進(jìn)行卡水措施后，降水增產(chǎn)或控水穩(wěn)產(chǎn)措施效果明顯。

2)生產(chǎn)測(cè)井自然伽馬升高與地層水水型有關(guān)，對(duì)于氯化鈣型、氯化鎂型地層水，可以通過伽馬對(duì)比法準(zhǔn)確識(shí)別出水層位，對(duì)于硫酸鈉型、碳酸氫鈉型地層水，則不適用。

[1]吳錫令. 石油開發(fā)測(cè)井原理[M].北京：高等教育出版社，2004：111～124.

[2]羅萬靜，萬玉金，王曉冬，等.澀北氣田多層合采出水原因及識(shí)別[J].天然氣工業(yè)，2009，29(2)：86～88.

[3]何曉東，鄒紹林，盧曉敏.邊水氣藏水侵特征識(shí)別及機(jī)理初探[J].天然氣工業(yè)，2006，26(3)：87～89.

[4]郝玉鴻，李治平.地層水影響氣井產(chǎn)能的定量分析[J].油氣井測(cè)試，1998，7(4)：11～13.

[5]康曉東，李相方，張國(guó)松.氣藏早期水侵識(shí)別方法[J].天然氣地球科學(xué)，2004，15(6)：637～639.

[6]于希南，宋健興，高修欽，等.氣井出水水源識(shí)別的思路與方法[J].油氣田地面工程，2012，31(8)：21～22.

[7]Kittiphong J K. Flow model selection for production logging interpretation of gas wells[J]. SPE145579，2011.

[8]羅輝，于鑫汝，鄭維軍，等.伽馬基線異常高幅度的注入剖面解釋方法[J].油氣藏評(píng)價(jià)與開發(fā)，2012，2(4)：34～37，48.

[9]田會(huì)民，李偉，張秀麗.澀北氣田產(chǎn)液剖面測(cè)試自然伽瑪異常現(xiàn)象的解釋及應(yīng)用[J].青海石油，2013，31(4)：75～77.