疏松砂岩气藏高束缚水储层微粒运移实验评价

刘鹏超 周 伟 王文涛 李 标 钟家峻 舒 杰

(中海石油湛江分公司， 广东 湛江 524000)

疏松砂岩气藏在开发过程中易出现微粒运移，从而造成储层伤害，影响开发效果。科学评价疏松砂岩气藏微粒运移对储层的影响，是正确选择储层保护措施、有效调整气井生产制度的前提。从国内外的有关研究情况来看，速敏实验是判断储层岩心微粒运移状况的基本方法[1]。目前业内常用干岩心进行气测速敏实验，并在此基础上开展出砂、储保、工作制度调整等研究工作。实际储层中如果含有一定束缚水，干岩心实验结果不能准确反映生产实际情况[2-6]。南海西部X气田储层束缚水饱和度接近60%，属于高束缚水疏松砂岩储层。目前常规的微粒运移评价方法，尚未将束缚水饱和度覆盖到此区间，因此其评价结论对于高束缚水疏松砂岩储层而言缺乏适用性。我们利用X气田的岩心颗粒进行填砂管实验，对比岩心颗粒在不含水和高含水条件下的微粒运移情况，结果表明高束缚水条件下的实验结果更符合生产实际。

1 实验方案

南海西部X气田Ⅰ气组储层以疏松砂岩为主，泥质含量高，胶结松散，其中可运移微粒含量较高，粒度小于10 μm的颗粒含量大于20%。根据X气田现场完井防砂条件，通过室内实验模拟生产过程中微粒运移对储层的影响。设计两套微粒运移实验方案：一是利用干岩心进行微粒运移实验；一是模拟真实储层情况(束缚水饱和度为60%)进行微粒运移实验。

干岩心微粒运移实验步骤：

(1) 将现场防砂筛管中的筛网取出，加工为岩心夹持器出口端堵头，模拟现场防砂条件。

(2) 利用储层砂填充砂管，模拟低效井气层物性。设置驱替压差分别为0.05、0.1、0.2、0.3、0.5、0.7、1.0、1.5 MPa，每个压差点驱替30 min以上，恒压驱替。在驱替前后，测试记录岩心的气体渗透率。

(3) 收集岩心出口端砂子，统计分析岩心粒径和重量。

含水岩心微粒运移实验步骤：

(1) 将岩心烘干，称量其干重，测试岩心孔隙度、渗透率。

(2) 利用毛细管自吸，建立岩心束缚水饱和度。

(3) 在气体流速分别为30、200、500、700 mLmin的条件下，恒速驱替实验岩心。每个流速点驱替 5 h，测试记录驱替后的岩心渗透率。

2 微粒运移实验结果

2.1 干岩心微粒运移实验结果

选取采自X气田Ⅰ气组Y生产井的干岩心，进行4组微粒运移评价实验。实验结果见表1、表2。

表1 岩心样品的重量变化及初始渗透率

说明：通过岩心的重量变化，可以定性判断是否有微粒运移出去。重量比值=驱替后重量÷初始重量×100%。

在驱替压差达到1.50 MPa时，4组岩心样品的渗透率与其初始渗透率的比值最低为93.02%，最高为101.42%。在不同压差条件下进行氮气驱替后，岩心样品渗透率的下降率(即伤害率)为2.19%～6.98%，伤害率较低。实验前后，岩心重量的变化均小于1%，说明微粒运移程度不高。在微粒运移实验过程中，氮气驱替最大压力梯度达21.43 MPam，但在实际生产过程中，地层条件下的压力梯度要小得多。根据本次干岩心实验结果，可判定微粒运移对储层的伤害程度是较弱的。

表2 岩心样品的渗透率变化

说明：渗透率比值=驱替后渗透率÷初始渗透率×100%

2.2 含水岩心微粒运移实验结果

X气田Ⅰ气组储层束缚水饱和度约60%。取相应储层的2块干岩心，逐步将其饱和至束缚水条件，按照第二种实验方案，测试在不同含水饱和度下岩心渗透率的变化情况。实验结果见表3。

表3 含水岩心微粒运移评价实验结果

说明：将气体流速为30 mLmin时测得的岩心渗透率作为初始渗透率。渗透率变化率=(驱替后渗透率-初始渗透率)÷初始渗透率×100%。

从表3可知，在相同的含水饱和度条件下，岩心渗透率是随着气体流速的增加而增加，但随着含水饱和度的提高，岩心渗透率整体呈下降趋势。在束缚水饱和度为60%的条件下，两块岩心的渗透率变化情况如图1所示。

图1 微粒运移实验中含水岩心的渗透率变化曲线

从实验结果来看，在束缚水饱和度为60%的情况下，随着气体流速的增加，岩心渗透率的变化呈明显的“上升型曲线”[7]，渗透率变化率最高可达72.58%，微粒运移伤害程度明显增加。基于本次实验评价结果，可判定该类储层易发生微粒运移而导致储层伤害，必须考虑采取储层保护措施。

3 生产实践检验

从实验结果来看，干岩心微粒运移对储层的伤害程度弱，而含水岩心微粒运移导致的伤害程度强。从X气田Ⅰ气组Y井的生产动态资料来看，随着开发的进行，该井产能逐渐下降，最后停喷关停；后经多次治理，而治理效果并不理想(见图2)。通过对比分析，认为该井在生产过程中发生微粒运移，逐渐导致储层内部堵塞，因而产能不断下降。因为堵塞位置可能距离井筒较远，所以常规措施治理效果有限。实践证明，高含水岩心实验结果更符合生产实际。

图2 X气田Ⅰ气组Y生产井的采气曲线

4 结 语

分别采用干岩心和含水岩心进行微粒运移实验，实验结果差异较大。疏松砂岩气藏在开发过程中易出现微粒运移，而其储层束缚水饱和度较高。因此对于疏松砂岩气藏，干岩心的微粒运移实验结果具有一定局限性，含水岩心的微粒运移实验结果更符合实际。针对疏松砂岩气藏开展微粒运移实验研究，应尽量模拟地层条件；对于高束缚水疏松砂岩储层，不宜根据干岩心微粒运移实验结果来评价砂岩微粒运移对储层的影响。