低滲透氣藏高效開發(fā)的影響因素和關(guān)鍵技術(shù)

王月

摘要：天然氣作為重要的清潔能源、綠色能源，近年來消費(fèi)量大幅增長。而我國氣藏分布非均質(zhì)性較強(qiáng)，廣泛分布在鄂爾多斯盆地、川西盆地、大慶深層、塔里木深層、渤海灣地區(qū)深層、柴達(dá)木盆地等地區(qū)。這些低滲氣藏普遍存在低孔低滲的特點(diǎn)，生產(chǎn)壓差較大，穩(wěn)產(chǎn)難度大，本文對(duì)低滲氣藏在開發(fā)中存在一些技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分析，介紹我國低滲氣藏開發(fā)的現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：低孔低滲? 天然氣? 低滲透氣藏? 技術(shù)

引言

隨著全球?qū)μ烊粴庑枨蟮牟粩嘣鲩L，低滲氣藏在天然氣儲(chǔ)量增長和能源供應(yīng)方面發(fā)揮著越來越重要的作用，且低滲氣藏分布廣泛，已經(jīng)成為我國天然氣供應(yīng)的重要組成部分。但是，由于低滲氣藏儲(chǔ)層物性差，開發(fā)過程中產(chǎn)氣井穩(wěn)產(chǎn)期短，產(chǎn)量，壓力下降快，井易積液，多數(shù)凝析氣藏儲(chǔ)層低滲-致密，加上地露壓差小，部分氣井一開井就在地層發(fā)生反凝析，形成積液，造成產(chǎn)量低。經(jīng)過近幾年的科技攻關(guān)和現(xiàn)場實(shí)踐，總結(jié)出包括低滲氣藏鉆井技術(shù)、提高低滲氣藏采收率的技術(shù)和今后研究發(fā)展的方向。

1 低滲氣藏相比常規(guī)氣藏易受損害的兩個(gè)方面：

低滲氣藏尚未像滲透油藏那樣有一個(gè)較為公認(rèn)的劃分界限。美國聯(lián)邦能源管理委員會(huì)（peri）給出了一個(gè)界限，它認(rèn)為產(chǎn)氣層段平均滲透率小于0.1×10-3μm2，都視為低滲透儲(chǔ)層;在我國目前尚沒有針對(duì)氣藏的公認(rèn)的劃分界限。低滲儲(chǔ)層以微孔道為主，滲透率極低，巖石比表面大，從而會(huì)對(duì)氣體的流動(dòng)產(chǎn)生影響，使氣體滲流具有不同于常規(guī)氣體滲流的特殊規(guī)律。

1.1 應(yīng)力敏感性

氣藏的應(yīng)力敏感性定義為氣藏對(duì)所受凈壓力的敏感程度，是上覆巖石對(duì)微觀空隙結(jié)構(gòu)特征的影響，如對(duì)孔隙度和滲透率的影響。許多研究者對(duì)此進(jìn)行了初步研究，得到的結(jié)論是：低滲氣藏具有很強(qiáng)的應(yīng)力敏感性，應(yīng)力敏感是由空隙和毛細(xì)管被壓縮和關(guān)閉引起的。低滲氣藏的高應(yīng)力敏感性是氣體在低滲氣藏中的非線性滲流特性引起的。應(yīng)力敏感性還與儲(chǔ)層含水飽和度有關(guān)，含水飽和度愈高，應(yīng)力敏感性愈強(qiáng)。這可能是滯留在孔道里的水，占據(jù)了孔隙空間，從而增加了巖樣的應(yīng)力敏感性。當(dāng)含水飽和度較低時(shí)（小于30%），僅在一定的驅(qū)替壓力范圍內(nèi)存在達(dá)西滲流。當(dāng)含水飽和度較高時(shí)（大于30%至束縛水飽和度以下），氣體的滲流存在非達(dá)西滲流現(xiàn)象：在較低的驅(qū)替壓力下為非線性滲流，高的驅(qū)替壓力下為線性滲流。但此時(shí)氣體的流動(dòng)規(guī)律同達(dá)西線性滲流不同，氣體的滲流存在附加壓力損失，并出現(xiàn)“啟動(dòng)壓差”現(xiàn)象。氣藏巖石還具有一定的壓力滯后效應(yīng)，因此由于應(yīng)力敏感引起損害不會(huì)因應(yīng)力消失而完全恢復(fù)。

1.2 水鎖效應(yīng)

鉆井中一打開儲(chǔ)層，就會(huì)有工作液與儲(chǔ)層接觸，若外來的水相侵入儲(chǔ)層孔道后，就會(huì)在井壁周圍孔道中形成水相堵塞，其水—?dú)饣蛩蛷澢缑嫔洗嬖谝粋€(gè)毛細(xì)管壓力。要想讓油氣流向井筒，就必須克服這一附加的毛管壓力。若儲(chǔ)層能量不足以克服這一壓力，就不能把水的堵塞消除，最終會(huì)影響儲(chǔ)層的采收率，這種損害稱為水鎖損害。一般把毛細(xì)管中彎液面兩側(cè)潤濕相和非潤濕相之間的壓力差定義為毛細(xì)管壓力，其大小可由任意界面的拉普拉斯方程表示[1]：

式中，PC—毛細(xì)管力，Mn;σ—界面張力，mN/m;R1、R2—分別指兩相間形成液膜的曲率半徑，m。

從式（1）可看出，毛細(xì)管力的大小與多孔介質(zhì)的直徑成反比，由于低滲氣藏的孔隙尺寸比中、高滲儲(chǔ)層要小得多，所以低滲氣藏的水鎖效應(yīng)更嚴(yán)重。在鉆井施工中，液體滯留效應(yīng)是造成致密氣藏?fù)p害的最主要的因素。水基或烴化合物基流體被捕集，或者在產(chǎn)氣過程中，儲(chǔ)層中的反凝析烴化合物流體被捕集，均造成永久性的滯留。最常見的是水的捕集，因此稱之為水鎖。

2 低滲氣藏高效開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 低滲氣藏應(yīng)采用水平井鉆井技術(shù)

低滲氣藏孔隙度、滲透率偏低，普通直井供給半徑小，造成氣井產(chǎn)能低、穩(wěn)產(chǎn)難度大，而水平井在布井時(shí)能夠考慮儲(chǔ)層物性，延長水平井段，儲(chǔ)層鉆遇率高，增大氣井泄流范圍，相同生產(chǎn)壓差下提高氣井產(chǎn)能，并且延長穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間。

2.2 低滲氣層應(yīng)進(jìn)行壓裂措施生產(chǎn)

低滲氣藏因儲(chǔ)層物性差，往往產(chǎn)能較低，為了高效開采、提高單井產(chǎn)能，一般都采用壓裂、酸化等技術(shù)措施。遼河油田低滲氣藏敏感性強(qiáng)，在采取增產(chǎn)措施時(shí)必須考慮作業(yè)對(duì)儲(chǔ)層的損害，嚴(yán)格控制瓜爾膠壓裂液的配方體系，既要滿足保護(hù)儲(chǔ)層又能達(dá)到壓裂作業(yè)的需要。低滲氣藏在經(jīng)過儲(chǔ)層壓裂改造措施后，單井產(chǎn)能往往能夠提高幾倍到幾十倍，具有高效的提高采氣速度的實(shí)效性。

2.3 井間動(dòng)態(tài)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

對(duì)于低滲氣藏內(nèi)的氣井，應(yīng)進(jìn)行全井網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測。首先，根據(jù)壓恢試井資料建立壓力、壓力導(dǎo)數(shù)與擬時(shí)間雙對(duì)數(shù)曲線，利用井筒儲(chǔ)集段后期壓力導(dǎo)數(shù)曲線的"駝峰效應(yīng)"判識(shí)井筒積液;該方法適合具有壓恢試井資料且生產(chǎn)能力相對(duì)較好氣井。其次，根據(jù)壓力梯度測試資料繪制靜壓梯度曲線，利用曲線偏轉(zhuǎn)特征判識(shí)井筒積液;該方法準(zhǔn)確性高，但要求氣井具有壓力梯度測試資料，應(yīng)用范圍相對(duì)較小。再次，根據(jù)油壓、套壓、產(chǎn)量測試資料繪制生產(chǎn)曲線，利用油、套壓"剪刀腿"形態(tài)及產(chǎn)量鋸齒形特征判識(shí)井筒積液;該方法現(xiàn)場應(yīng)用廣泛，但對(duì)積液判識(shí)相對(duì)滯后。最后，根據(jù)氣井井口壓力、產(chǎn)量等常規(guī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，建立單井滲流模型，通過對(duì)比理論計(jì)算井底流壓及井口壓力折算井底流壓判識(shí)井筒積液，該方法要求對(duì)氣井動(dòng)儲(chǔ)量及儲(chǔ)層特征有較準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)。通過以上方法提高氣藏動(dòng)用程度，提高采收率。

3 低滲氣藏開發(fā)的發(fā)展趨勢

低滲氣藏一般具有低豐度、低滲透率、低產(chǎn)量、開發(fā)難度大的特點(diǎn)[2]，因此需要加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究，進(jìn)行精細(xì)儲(chǔ)層描述，根據(jù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)合理實(shí)施儲(chǔ)層改造技術(shù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整、整體監(jiān)測等技術(shù)相結(jié)合，科學(xué)布井。

4 結(jié)論

影響低滲氣藏儲(chǔ)層的因素較多，應(yīng)加強(qiáng)滲流機(jī)理的研究。低滲氣藏為取得良好的開發(fā)效果一般采取水平井生產(chǎn)，并進(jìn)行儲(chǔ)層改造，生產(chǎn)過程中還要加強(qiáng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，最終提高低滲氣藏采收率。

參考文獻(xiàn)：

1 樊世忠，鄢捷年，周大晨.鉆井液完井液及保護(hù)油氣層技術(shù)（第1版）[M].山東東營市：石油大學(xué)出版社，1996.5.24

2 郭平，徐永高，對(duì)低滲氣藏滲流機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究的新認(rèn)識(shí)，[J].天然氣工業(yè)，2007（7）：12.

遼河油田儲(chǔ)氣庫公司? 遼寧? 盤錦