致密气藏产水影响及开发措施

王赞惟

摘 要：为认清致密砂岩气藏的储层产水机理，以及对开发的影响，寻求有效的开发对策，本文开展了理论研究并结合现场情况进行系统分析。利用水样化验、物质平衡方程和产水动态特征相结合可以判断大部分井层的产水来源于本层；积液会造成贾敏效应、气体的启动压力梯度升高以及水敏伤害；速度管、泡排措施是治理高产水井的有效措施。

关键词：贾敏效应 水敏伤害 开发措施

一、引言

鄂尔多斯盆地东部临兴地区横跨伊陕斜坡与晋西挠褶带两个构造单元，归属于吕梁地区。区块内部构造相对简单，地层平缓（倾角一般不足1°），主要发育有幅度较小的鼻状构造[10]。主要储层为上古生界本溪组、太原组、山西组、石盒子组及石千峰组。区内的先导试验区2015年11月开始投产，其采气曲线如图1所示。区块投产初期即见水，但由于生产井数较少（5口井），初期产水量较少。2016年11月后，随着区块大量井投产，投产井数增加到18口，产水量随之迅速上升，并随区块产气量变化而变化。区块总体产水量较小，日产水量约50m3/d。水气比变化情况如图2所示，从该图可看出，区块大规模上产后水气比呈现总体稳定的趋势，水气比约3 m3/104m3。

二、产水规律

统计先导试验区产水资料，盒8段单采，且进行了产水计量的井共5口。生产过程中5口井产水量都逐渐递减，其具备明显的两段式特征：I阶段：产水量较高，但很快递减到低值，这是因为本层可动水较多，先采出的是大孔喉通道的地层水；II阶段：产水量保持在较低产量，这是因为后期主要是小孔隙的地层水[1]。

三、积液对气井的影响

先导试验区气井积液后出现如下特征：积液之后产量迅速下降，递减速度加快，即使排采井筒积液后，产量损失仍难以恢复[2]。以1井为例，采气曲线如图4所示，该井2016年11月20日投产，投产初期产量约2.0×104m3/d，稳定2.5月后产量降低，气井携液困难，导致井筒积液，积液2月后，该井采用速度管排液，措施后气井可稳定生产，但与积液前产量降低3/5。

（1）贾敏效应。由于地层孔隙结构复杂，孔喉大小存在差异，当这些水中的气泡或者气体中的液滴通过细小的孔隙喉道时必须拉长并改变形状[3]，这种变形将消耗一部分能量，从而增加额外的阻力。

（2）气相渗透率降低。气相相对渗透率一般只有气测渗透率（绝对渗透率）0.27%～9.37%，说明有水存在会严重损害气相渗透率。

（3）增加启动压力梯度。很多实验表明致密气藏存在启动压力和启动压力梯度，而且随着含水饱和度越大，气体流动的压力梯度越高。

（4）水敏伤害。盒8段平均粘土矿物绝对含量约为16%左右，太原组稍高为20%，成分以伊利石为主其次为高岭石及绿泥石，盒8及太2储层具有相似的敏感性特征判断为一定水敏效应以及速敏。

（5）积液导致近井筒附近饱和度上升。根据公式推导，气井水气比可计算出气井各阶段分流率[4]（公式1），使用分流率可计算出气水相渗透率比值[5]（公式2），通过比值变化情况可知道含水饱和度动态情况。气水相对渗透率比值越大，含水饱和度越低，反之含水饱和度越高。

根据计算，临兴先导试验区气水相对渗透率比值变化曲线出现两种类型：①先上升后降低，如2井；②逐渐降低，如3井。图9为2井相渗比值变化曲线，从图可看出，其比值呈现向升高后降低的特征，说明前期近井筒地层气驱水导致含水饱和度是下降的[6]，后期远处地层自由水聚集到井筒附近或者井筒积液导致井筒附近储层含水饱和度又开始上升。图10为相渗比值变化曲线，从图可看出，3井气水相对渗透率比值一直呈现下降趋势[7]，可能又外来水导致井筒附近含水饱和度一直升高。

四、开发措施评价

临兴区块自2016年投产开始，共计完成10井次排水采气现场施工，施工工艺包含泡沫、小油管、涡流、速度管等多种排水采气工艺[8-10]。其中，速度管柱现场施工7口井，小油管现场施工1口井，泡沫排水采气现场施工2口井，涡流工具现场试验1口井。

同时调研邻区排水采气现状认为：泡排为最主要的增产措施，速度管柱为增产效果最好的排采工艺；产气量3000-8000m3/d的积液气井，速度管柱、柱塞气举增产效果较好，速度管柱优于柱塞气举。

五、结论

（1）临兴先导试验区含水饱和度解释数据可知储层含水饱和度均位于50%以上，整体偏高，测井解释结果与实验结果对应，属于高含水储层。

（2）不同层位之间产气表现差异较大，整体来看太2段产气量优于盒8段；通过递减分析可知各井递减率差异较大，最终采收率出现明显的分异，在5.38%～79.61%之间，整体采收率比较低，而太2段好于盒8段。

（3）井筒附近含水饱和度呈现先升高后降低的特征，利用水样化验、物质平衡方程和产水动态特征相结合可以判断大部分井层的产水来源于本层。

（4）由相渗曲线可知盒8层气相渗透率对含水饱和度的敏感程度远远高于太2段更高，更容易受到水相圈闭伤害。此外积液还会造成贾敏效应、气体的启动压力梯度升高以及水敏伤害。

（5）通过泡排、速度管等措施加强排水采气，提高产气效果。

参考文献

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