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1、有水气藏开发方式及提升采收率技术综述刘建升西南石油大学研究生院,四川 成都610500彭彩珍油气藏地质及开发工程国家重点实验室西南石油大学,四川 成都6105 00 毕建霞中原油田勘探开发研究院,河南 濮阳457000南荣丽,王小东西南石油大学研究生院,四川 成都610500摘要有水气藏的开发相对较为复杂,其采收率远远低于气驱气藏.因止匕,结合典型气藏提出提升采收率技术对策建议应是合理开发此类气藏的关键.通过对国内外典型有水气藏的调研,在了解气藏地质特征的根底上,总结了气藏的注水、注气、加速降压等主要开发方式,并对国内外新型堵水、排水采气等工艺举措进行归纳,最后结合实例提出有水气藏消除和延缓水
2、害等相应的技术对策建议,对高效合理开发有水气藏具有一定指导作用.关键词1有水气藏；采收率；开发方式；技术对策；排水采气中图分类号1 TE355.3文献标识码1 A 文章编号1 16 73 -1409 201 1 09- 0063 - 04影响气藏采收率的因素很多 ,主要可归纳为地质因素和开发因素a：o地质因素包括储集层类型、气水分布关系、水侵强度、水的来源方向、可动水体大小、储层渗流条件和流体性质等.开发因素包括开采方式和工艺技术.开采方式主要指人工限制水侵的举措,如布井方式、完井方式、采气工作制度、采气速度及开采规模等,尤其是对于活泼水驱气藏,开采方式合理与否,直接关系到气藏的水侵强度和最终
3、采收率.工艺技术主要包括气层保护技术、储层改造如压裂酸化技术、排水采气和采气工艺技术等.有水气藏的开发相对较为复杂,其采收率远远低于气驱气藏 ,根据具体情况采用相应采收率技术是合理开发该类气藏的关键.为此,笔者对有水气藏开发方式及提升采收率技术进行了研究.1有水气藏地质特征通过对国内典型有水气藏进行调研41,总结了气藏岩性、边底水特征、非均质性等主要地质特征见表1.由表1可知,目前国内大局部边水气藏为 裂缝-孔隙型储集空间,非均质性较强,水侵活 跃,因而往往采收率很低,仅有相国寺石炭系气藏、万顺场石炭系气藏、中坝气田雷三气藏等极少数气藏为高渗似均质储层,水侵影响较小,采收率较高.2有水气藏的开
4、发方式对于有水气藏的开发 ,采用的开发方式不同,所获开发效果是不相同的.长期以来,人们一直都在不断地研究和探索各种各样的开采方法入口,具体内容如表2所示.3提升采收率技术对策建议1.1 注非燃气体驱替天然气该法作为一种开发方式,其原理是把非燃气体 如氮气注入气水之间,利用氮气与甲烷的比重差,注入的氮气段塞既可以作为隔水的屏障,又可驱替天然气,使圈闭气成为可采气,提升天然气的采收率.A. B. Adler等对该技术中注入气段塞大小、注入速度和渗透率等进行了研究,目前该方法已经收稿日期120 11 -0 7 - 12作者简介刘建升,男,硕士生,现主要从事油藏工程方面的研究应用于俄罗斯的梅德维日气田
5、表1有水气藏地质特征藏：.:威远田震旦系灯影组白云岩强底水沿裂缝纵窜横侵底水中坝气田须二气藏砂岩强沿裂缝形成水窜边水中坝气田雷三气藏白云岩似均质在局部沿裂缝形 成水窜边水须家河砂岩气藏砂岩强束缚水边、底水华北油田苏1气藏碳酸盐岩强底水上窜底水苏4气藏碳酸岩盐 碳酸岩盐强强底水沿裂缝侵入 裂缝水窜底水 边水廊东气臧边水沿断层带渗入边水底水边水边水 边水边、底水胡家坝气田白玄岩强裂缝水窜和底水锥进邛西高须二气藏砂岩强地层水沿高渗透带上窜宋家场气田灰岩强边水推进涩北气田砂泥岩较强边水沿气藏两端侵入张家场气田白玄石强底水上升、边水推进徐深气田火山岩较强底水锥进花沟气田砂岩强水体不活泼底水 底水 底水
6、边水 边水文23气田砂岩强气层下部地层水上窜南翼山E32凝析气藏 龙门气田碳酸盐岩碳酸盐岩自上而下为灰岩、白云岩强 强 强边水沿裂缝侵入沿裂缝入侵水锥型裂缝型水窜龙头一吊钟坝气藏和田河气田玛4号气藏碳酸盐岩 白云岩强似均质底水 边水万顺场石炭系气藏表2 有水气藏开发方式例注水开发压力已衰竭的美国鸭湖气田国内处于初步研究低压气藏和废DT气藏阶段风险,要仔细分析并弃的气藏谨慎行事注气开发气藏开发后俄罗斯梅德维国外研究较早,国在排水采气技术实施期,水淹气藏日气田、北海内尚无成功实例困难或费用较高的情况下,应予以考虑加速降压采气均质,强水驱美国卡迪气田国外研究较早,国国内应用前景不大气藏的VC层、巴内
7、该技术以地层压西儿气田力下降较快的气田为主,并非治水双层开采低渗透或弱水无目前该技术多用于假设准确确定气水界面驱底水气藏油井,对气井研究位置,该技术对于底很少水能量不太大的气藏有很好的排水效果和应用前景强排、强采开发气藏中已经发四川威远、尤针对不同地质特点虽然仅是减轻气藏水生水侵并有气金岛气田的气藏已形成日趋侵的补救举措,但仍井出水完善的理论体系有广阔的应用前景、气水分采开发初期、外四川贡井区大量气藏运用该技对于新投产的气区,边界封闭但内Tc5 气藏、荷术从根本上消除气该技术起到很好的指部水体较活泼兰格罗宁根气藏水侵,应用广泛导作用的气藏藏采、阻、排综合开发 阻水、排水并用非均质、裂缝奥伦堡气
8、田目前国内外对堵水有较好的开展前景发育、局部不剂的研制展开大量封闭的活泼有研究水气藏缝洞发育型多排水、控气并用宋家场气田茅针对不同地质特点对相应地质特点的气裂缝系统水位 法联有薪口组气藏的气藏已形成日趋藏,该技术有广阔的佰耿1M完善的理论体系应用前景1.2 气藏数值模拟研究目前,数值模拟技术已在带水气藏开发研究的很多方面发挥重要作用,具体内容包括气藏水体能量及其活动规律、出水机理、合理开采速度和开采方式、优选排水采气系统、排水采气动态效果的模拟预测、提升气藏采收率举措等.我国已成功使用数值模拟的典型边底水气藏有中原油田 文23断块开发设计 砂岩底水气藏1、四川大池干构造带早期勘探开发评价城组带
9、水气藏田和四川威远底水裂缝性气藏0【水淹规律研究.3. 3 阻水、堵水采气举措阻水工艺是指在气水界面含水一侧打排水井以减缓边底水的侵入,然后在地层水活泼的高渗透断裂带、裂缝发育带,用高分子聚合物粘稠液建立阻水屏障,阻止边、底水进入气藏.该方法于1 982年在奥伦堡气田 X的进行过现场试验.堵水工艺包括机械堵水灯桥塞、加隔板、封隔器等和化学堵水 底水泥、凝胶等堵水剂.目前国内外研究较多的是改良的聚合物交联技术、聚合物桥键吸附技术等.目前,Peciko气田的机械堵水技术和化学堵水 技术、如nu气田的化学堵 水技术以 及Kalinovac凝析气田的交联堵水技术都已成功应用.4. 4 排水采气工艺举措
10、目前常见有优选管柱排水采气、柱塞气举、电潜泵排水采气、泡沫排水采气等工艺举措,还有一些新型采气工艺口8被国内外学者广泛关注,具体内容如表3所示.表3新型排水采气工艺举措:适用井型优点实例应用前天然气连续循环采气工艺出砂井、小口径管住 生产井并且气井不会再次发生积液美国德克萨斯州Ozoan 气田复杂的设计程序、较长的见 效时间制约了在国内的开展涡轮泵排水采气斜井、含腐蚀介质井、 产砂井可靠性高,调节容易,重量 轻,体积小,耐高温,抗腐蚀无对于含腐蚀介质 井、产砂井 前景乐观同心毛细管排水采气低压气井,最大井深 超过6100m同时可以解决油气井防腐、 去除盐垢和清蜡等问题2 008年,蜀南气矿坝1
11、 7井首获成功.在有套环空中有封隔器的气井,气水同产井 高含硫气井有很大潜力连续油管深井排水采气常规压井更换管柱难度大的低压 低产气 井,产水气井开采中 后期可防止压井造成气层伤害和油管断裂的风险2 0 03年张家场气田石 炭系气藏张B井试验 首获成功连续油管作业车设备水平受限,连续油管气水通过水平 限制了连续油管的应用前景超声波排水采气低压低渗致密性气藏,深井低压小底水气井对储气层无污染,施工方法 简单、对产气层适应性强, 也可用于天然气采气井的早 期防水、解堵和除垢工艺大牛地气田该技术具有国内自主知识产权,具有极大的应用潜能,在未来的采气工程中将发挥重要作用球塞排水采气出水量大、井底压力低
12、的气井漏失量小、排液量大,充分利用地层产出气的自身能量举升20 04年在蜀南气矿二 里场气田26井进行试 验首获成功作为常规连续气举的接替举升方式,具有较大前景井间互联井筒冲动排液复产有广泛的适应,特别 是严重积液阶段低投入、快速、高效排液复 产靖边气田在有高压气源井的前提下, 有很大前景组合排水采气气举-泡排深井、产水量大 地层压力比拟低的井利用单项技术的优点,带水水平增强,节约高压气源川西南气矿威23井、 华北油田潜山气藏虽然对井身结构要求高,但仍有 有较高的推广 应用价值,有广阔的前景电潜泵一气举大水量高水气比深气 井具有电潜泵和气举两个子系 统,井下设备的选择范围更广重庆气矿具有广阔的
13、前景增压一气举一泡 排低压小产井,气藏开发中、后期集中了气举、泡排、增压三种工艺举措的优点蜀南气矿隆昌采气作业区虽然局限性较多,但该技 术是其他排水采气技术后续接替工艺举措,仍有广阔前景电潜泵一毛细管油、套管不畅通的井 ,深井、大产水量加注工艺简单,容易使井 复活蜀南气矿纳溪采气作业 区纳59井泡沫排水采气的改良方法,具有广阔的应用前景4 实例分析4. 1 大池干井气田石炭系气藏大池干井气田 .是川东北石炭系主力气藏之一,经20多年的开发,出水气井增多、开发难度加 大,由于地层腐蚀性强、温度高、静液面深、复产后井口套压高,常规排水采气工艺不能满足气藏的要 求.以池39井为例,其产层深3230.
14、 75m, 19 94年3月见水后产水量增至40m3/d,被迫转为间歇生 产,至2002年6月因无法带水生产而关井,其后虽经屡次关井复压 油、套压为21.1MPa、放喷, 仍无法复活恢复生产.针对上述情况,建议池39井展开可适 用含腐 蚀介质井的涡轮泵排水采气,即可防止地层水腐蚀,又可防止产生抽油杆断脱故障.此外,同心毛细管技术可解决气井腐蚀问题,只要能选出符合气井温度和压力的化学剂,该技术即可广泛采用.5. 2 张家场气田张家场气 田石炭系气藏.位于四川盆地东部,于1981年投产,到2021年12月,采出程度到达 61.21%,已进入开采后期 ,水侵现象严重,气水同产井占70%,多数井依靠
15、泡沫排水 维持生 产,并展 开过进行泡排与防腐的配伍性研究,并于2003年连续油管试验成功 ,成为气田排水采气主要举措之一.由于气田所产天然气中的H2S、CO对气井 具有较大的腐蚀性、气井较深 ?3004930m、油套连通性差 如张3井、张14井、张28井油管严重阻塞、位于断层附近张5井和张28井水气比相对较高, 这给排水采气带来困难.针对上述问题,建议对张3井、张14井展开排量大、抗腐蚀的涡轮泵试验,作为气田后期开采的后续工艺技术；针对张28井埋藏深、高水气比以及油套联通性差的问题,建议展开电潜泵-气举符合排水试验.此外,应筛选出与地层配伍的化学剂并使用毛细管柱技术对气井进行防腐和去除盐垢.
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