有水氣藏開發(fā)方式及提高采收率技術(shù)綜述

1、有水氣藏開發(fā)方式及提升采收率技術(shù)綜述劉建升西南石油大學(xué)研究生院,四川 成都610500彭彩珍油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室西南石油大學(xué),四川 成都6105 00 畢建霞中原油田勘探開發(fā)研究院,河南 濮陽457000南榮麗,王小東西南石油大學(xué)研究生院,四川 成都610500摘要有水氣藏的開發(fā)相對(duì)較為復(fù)雜,其采收率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于氣驅(qū)氣藏.因止匕,結(jié)合典型氣藏提出提升采收率技術(shù)對(duì)策建議應(yīng)是合理開發(fā)此類氣藏的關(guān)鍵.通過對(duì)國內(nèi)外典型有水氣藏的調(diào)研,在了解氣藏地質(zhì)特征的根底上,總結(jié)了氣藏的注水、注氣、加速降壓等主要開發(fā)方式,并對(duì)國內(nèi)外新型堵水、排水采氣等工藝舉措進(jìn)行歸納,最后結(jié)合實(shí)例提出有水氣藏消除和延緩水

2、害等相應(yīng)的技術(shù)對(duì)策建議,對(duì)高效合理開發(fā)有水氣藏具有一定指導(dǎo)作用.關(guān)鍵詞1有水氣藏；采收率；開發(fā)方式；技術(shù)對(duì)策；排水采氣中圖分類號(hào)1 TE355.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼1 A 文章編號(hào)1 16 73 -1409 201 1 09- 0063 - 04影響氣藏采收率的因素很多 ,主要可歸納為地質(zhì)因素和開發(fā)因素a：o地質(zhì)因素包括儲(chǔ)集層類型、氣水分布關(guān)系、水侵強(qiáng)度、水的來源方向、可動(dòng)水體大小、儲(chǔ)層滲流條件和流體性質(zhì)等.開發(fā)因素包括開采方式和工藝技術(shù).開采方式主要指人工限制水侵的舉措,如布井方式、完井方式、采氣工作制度、采氣速度及開采規(guī)模等,尤其是對(duì)于活潑水驅(qū)氣藏,開采方式合理與否,直接關(guān)系到氣藏的水侵強(qiáng)度和最終

3、采收率.工藝技術(shù)主要包括氣層保護(hù)技術(shù)、儲(chǔ)層改造如壓裂酸化技術(shù)、排水采氣和采氣工藝技術(shù)等.有水氣藏的開發(fā)相對(duì)較為復(fù)雜,其采收率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于氣驅(qū)氣藏 ,根據(jù)具體情況采用相應(yīng)采收率技術(shù)是合理開發(fā)該類氣藏的關(guān)鍵.為此,筆者對(duì)有水氣藏開發(fā)方式及提升采收率技術(shù)進(jìn)行了研究.1有水氣藏地質(zhì)特征通過對(duì)國內(nèi)典型有水氣藏進(jìn)行調(diào)研41,總結(jié)了氣藏巖性、邊底水特征、非均質(zhì)性等主要地質(zhì)特征見表1.由表1可知,目前國內(nèi)大局部邊水氣藏為 裂縫-孔隙型儲(chǔ)集空間,非均質(zhì)性較強(qiáng),水侵活 躍,因而往往采收率很低,僅有相國寺石炭系氣藏、萬順場(chǎng)石炭系氣藏、中壩氣田雷三氣藏等極少數(shù)氣藏為高滲似均質(zhì)儲(chǔ)層,水侵影響較小,采收率較高.2有水氣藏的開

4、發(fā)方式對(duì)于有水氣藏的開發(fā) ,采用的開發(fā)方式不同,所獲開發(fā)效果是不相同的.長期以來,人們一直都在不斷地研究和探索各種各樣的開采方法入口,具體內(nèi)容如表2所示.3提升采收率技術(shù)對(duì)策建議1.1 注非燃?xì)怏w驅(qū)替天然氣該法作為一種開發(fā)方式,其原理是把非燃?xì)怏w 如氮?dú)庾⑷霘馑g,利用氮?dú)馀c甲烷的比重差,注入的氮?dú)舛稳瓤梢宰鳛楦羲钠琳?又可驅(qū)替天然氣,使圈閉氣成為可采氣,提升天然氣的采收率.A. B. Adler等對(duì)該技術(shù)中注入氣段塞大小、注入速度和滲透率等進(jìn)行了研究,目前該方法已經(jīng)收稿日期120 11 -0 7 - 12作者簡介劉建升,男,碩士生,現(xiàn)主要從事油藏工程方面的研究應(yīng)用于俄羅斯的梅德維日氣田

5、表1有水氣藏地質(zhì)特征藏：.:威遠(yuǎn)田震旦系燈影組白云巖強(qiáng)底水沿裂縫縱竄橫侵底水中壩氣田須二氣藏砂巖強(qiáng)沿裂縫形成水竄邊水中壩氣田雷三氣藏白云巖似均質(zhì)在局部沿裂縫形 成水竄邊水須家河砂巖氣藏砂巖強(qiáng)束縛水邊、底水華北油田蘇1氣藏碳酸鹽巖強(qiáng)底水上竄底水蘇4氣藏碳酸巖鹽 碳酸巖鹽強(qiáng)強(qiáng)底水沿裂縫侵入 裂縫水竄底水 邊水廊東氣臧邊水沿?cái)鄬訋B入邊水底水邊水邊水 邊水邊、底水胡家壩氣田白玄巖強(qiáng)裂縫水竄和底水錐進(jìn)邛西高須二氣藏砂巖強(qiáng)地層水沿高滲透帶上竄宋家場(chǎng)氣田灰?guī)r強(qiáng)邊水推進(jìn)澀北氣田砂泥巖較強(qiáng)邊水沿氣藏兩端侵入張家場(chǎng)氣田白玄石強(qiáng)底水上升、邊水推進(jìn)徐深氣田火山巖較強(qiáng)底水錐進(jìn)花溝氣田砂巖強(qiáng)水體不活潑底水 底水 底水

6、邊水 邊水文23氣田砂巖強(qiáng)氣層下部地層水上竄南翼山E32凝析氣藏 龍門氣田碳酸鹽巖碳酸鹽巖自上而下為灰?guī)r、白云巖強(qiáng) 強(qiáng) 強(qiáng)邊水沿裂縫侵入沿裂縫入侵水錐型裂縫型水竄龍頭一吊鐘壩氣藏和田河氣田瑪4號(hào)氣藏碳酸鹽巖 白云巖強(qiáng)似均質(zhì)底水 邊水萬順場(chǎng)石炭系氣藏表2 有水氣藏開發(fā)方式例注水開發(fā)壓力已衰竭的美國鴨湖氣田國內(nèi)處于初步研究低壓氣藏和廢DT氣藏階段風(fēng)險(xiǎn),要仔細(xì)分析并棄的氣藏謹(jǐn)慎行事注氣開發(fā)氣藏開發(fā)后俄羅斯梅德維國外研究較早,國在排水采氣技術(shù)實(shí)施期,水淹氣藏日氣田、北海內(nèi)尚無成功實(shí)例困難或費(fèi)用較高的情況下,應(yīng)予以考慮加速降壓采氣均質(zhì),強(qiáng)水驅(qū)美國卡迪氣田國外研究較早,國國內(nèi)應(yīng)用前景不大氣藏的VC層、巴內(nèi)

7、該技術(shù)以地層壓西兒氣田力下降較快的氣田為主,并非治水雙層開采低滲透或弱水無目前該技術(shù)多用于假設(shè)準(zhǔn)確確定氣水界面驅(qū)底水氣藏油井,對(duì)氣井研究位置,該技術(shù)對(duì)于底很少水能量不太大的氣藏有很好的排水效果和應(yīng)用前景強(qiáng)排、強(qiáng)采開發(fā)氣藏中已經(jīng)發(fā)四川威遠(yuǎn)、尤針對(duì)不同地質(zhì)特點(diǎn)雖然僅是減輕氣藏水生水侵并有氣金島氣田的氣藏已形成日趨侵的補(bǔ)救舉措,但仍井出水完善的理論體系有廣闊的應(yīng)用前景、氣水分采開發(fā)初期、外四川貢井區(qū)大量氣藏運(yùn)用該技對(duì)于新投產(chǎn)的氣區(qū),邊界封閉但內(nèi)Tc5 氣藏、荷術(shù)從根本上消除氣該技術(shù)起到很好的指部水體較活潑蘭格羅寧根氣藏水侵,應(yīng)用廣泛導(dǎo)作用的氣藏藏'采、阻、排綜合開發(fā) 阻水、排水并用非均質(zhì)、裂

8、縫奧倫堡氣田目前國內(nèi)外對(duì)堵水有較好的開展前景發(fā)育、局部不劑的研制展開大量封閉的活潑有研究水氣藏縫洞發(fā)育型多排水、控氣并用宋家場(chǎng)氣田茅針對(duì)不同地質(zhì)特點(diǎn)對(duì)相應(yīng)地質(zhì)特點(diǎn)的氣裂縫系統(tǒng)水位 法聯(lián)有薪口組氣藏的氣藏已形成日趨藏,該技術(shù)有廣闊的佰耿1M完善的理論體系應(yīng)用前景1.2 氣藏?cái)?shù)值模擬研究目前,數(shù)值模擬技術(shù)已在帶水氣藏開發(fā)研究的很多方面發(fā)揮重要作用,具體內(nèi)容包括氣藏水體能量及其活動(dòng)規(guī)律、出水機(jī)理、合理開采速度和開采方式、優(yōu)選排水采氣系統(tǒng)、排水采氣動(dòng)態(tài)效果的模擬預(yù)測(cè)、提升氣藏采收率舉措等.我國已成功使用數(shù)值模擬的典型邊底水氣藏有中原油田 文23斷塊開發(fā)設(shè)計(jì) 砂巖底水氣藏1、四川大池干構(gòu)造帶早期勘探開發(fā)

9、評(píng)價(jià)城組帶水氣藏田和四川威遠(yuǎn)底水裂縫性氣藏0【水淹規(guī)律研究.3. 3 阻水、堵水采氣舉措阻水工藝是指在氣水界面含水一側(cè)打排水井以減緩邊底水的侵入,然后在地層水活潑的高滲透斷裂帶、裂縫發(fā)育帶,用高分子聚合物粘稠液建立阻水屏障,阻止邊、底水進(jìn)入氣藏.該方法于1 982年在奧倫堡氣田 X的進(jìn)行過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn).堵水工藝包括機(jī)械堵水燈橋塞、加隔板、封隔器等和化學(xué)堵水 底水泥、凝膠等堵水劑.目前國內(nèi)外研究較多的是改良的聚合物交聯(lián)技術(shù)、聚合物橋鍵吸附技術(shù)等.目前,Peciko氣田的機(jī)械堵水技術(shù)和化學(xué)堵水 技術(shù)、如nu氣田"的化學(xué)堵 水技術(shù)以 及Kalinovac凝析氣田的交聯(lián)堵水技術(shù)都已成功應(yīng)用.4.

10、 4 排水采氣工藝舉措目前常見有優(yōu)選管柱排水采氣、柱塞氣舉、電潛泵排水采氣、泡沫排水采氣等工藝舉措,還有一些新型采氣工藝口8被國內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注,具體內(nèi)容如表3所示.表3新型排水采氣工藝舉措:適用井型優(yōu)點(diǎn)實(shí)例應(yīng)用前天然氣連續(xù)循環(huán)采氣工藝出砂井、小口徑管住 生產(chǎn)井并且氣井不會(huì)再次發(fā)生積液美國德克薩斯州Ozoan 氣田復(fù)雜的設(shè)計(jì)程序、較長的見 效時(shí)間制約了在國內(nèi)的開展渦輪泵排水采氣斜井、含腐蝕介質(zhì)井、 產(chǎn)砂井可靠性高,調(diào)節(jié)容易,重量 輕,體積小,耐高溫,抗腐蝕無對(duì)于含腐蝕介質(zhì) 井、產(chǎn)砂井 前景樂觀同心毛細(xì)管排水采氣低壓氣井,最大井深 超過6100m同時(shí)可以解決油氣井防腐、 去除鹽垢和清蠟等問題2

11、008年,蜀南氣礦壩1 7井首獲成功.在有套環(huán)空中有封隔器的氣井,氣水同產(chǎn)井 ' 高含硫氣井有很大潛力連續(xù)油管深井排水采氣常規(guī)壓井更換管柱難度大的低壓' 低產(chǎn)氣 井,產(chǎn)水氣井開采中 后期可防止壓井造成氣層傷害和油管斷裂的風(fēng)險(xiǎn)2 0 03年張家場(chǎng)氣田石 炭系氣藏張B井試驗(yàn) 首獲成功連續(xù)油管作業(yè)車設(shè)備水平受限,連續(xù)油管氣水通過水平 限制了連續(xù)油管的應(yīng)用前景超聲波排水采氣低壓低滲致密性氣藏,深井低壓小底水氣井對(duì)儲(chǔ)氣層無污染,施工方法 簡單、對(duì)產(chǎn)氣層適應(yīng)性強(qiáng), 也可用于天然氣采氣井的早 期防水、解堵和除垢工藝大牛地氣田該技術(shù)具有國內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),具有極大的應(yīng)用潛能,在未來的采氣工程中將

12、發(fā)揮重要作用球塞排水采氣出水量大、井底壓力低的氣井漏失量小、排液量大,充分利用地層產(chǎn)出氣的自身能量舉升20 04年在蜀南氣礦二 里場(chǎng)氣田26井進(jìn)行試 驗(yàn)首獲成功作為常規(guī)連續(xù)氣舉的接替舉升方式,具有較大前景井間互聯(lián)井筒沖動(dòng)排液復(fù)產(chǎn)有廣泛的適應(yīng),特別 是嚴(yán)重積液階段低投入、快速、高效排液復(fù) 產(chǎn)靖邊氣田在有高壓氣源井的前提下, 有很大前景組合排水采氣氣舉-泡排深井、產(chǎn)水量大' 地層壓力比擬低的井利用單項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),帶水水平增強(qiáng),節(jié)約高壓氣源川西南氣礦威23井、 華北油田潛山氣藏雖然對(duì)井身結(jié)構(gòu)要求高,但仍有 有較高的推廣 應(yīng)用價(jià)值,有廣闊的前景電潛泵一氣舉大水量高水氣比深氣 井具有電潛泵和氣舉

13、兩個(gè)子系 統(tǒng),井下設(shè)備的選擇范圍更廣重慶氣礦具有廣闊的前景增壓一氣舉一泡 排低壓小產(chǎn)井,氣藏開發(fā)中、后期集中了氣舉、泡排、增壓三種工藝舉措的優(yōu)點(diǎn)蜀南氣礦隆昌采氣作業(yè)區(qū)雖然局限性較多,但該技 術(shù)是其他排水采氣技術(shù)后續(xù)接替工藝舉措,仍有廣闊前景電潛泵一毛細(xì)管油、套管不暢通的井 ,深井、大產(chǎn)水量加注工藝簡單,容易使井 復(fù)活蜀南氣礦納溪采氣作業(yè) 區(qū)納59井泡沫排水采氣的改良方法,具有廣闊的應(yīng)用前景4 實(shí)例分析4. 1 大池干井氣田石炭系氣藏大池干井氣田 .是川東北石炭系主力氣藏之一,經(jīng)20多年的開發(fā),出水氣井增多、開發(fā)難度加 大,由于地層腐蝕性強(qiáng)、溫度高、靜液面深、復(fù)產(chǎn)后井口套壓高,常規(guī)排水采氣工藝不

14、能滿足氣藏的要 求.以池39井為例,其產(chǎn)層深3230. 75m, 19 94年3月見水后產(chǎn)水量增至40m3/d,被迫轉(zhuǎn)為間歇生 產(chǎn),至2002年6月因無法帶水生產(chǎn)而關(guān)井,其后雖經(jīng)屢次關(guān)井復(fù)壓 油、套壓為21.1MPa、放噴, 仍無法復(fù)活恢復(fù)生產(chǎn).針對(duì)上述情況,建議池39井展開可適 用含腐 蝕介質(zhì)井的渦輪泵排水采氣,即可防止地層水腐蝕,又可防止產(chǎn)生抽油桿斷脫故障.此外,同心毛細(xì)管技術(shù)可解決氣井腐蝕問題,只要能選出符合氣井溫度和壓力的化學(xué)劑,該技術(shù)即可廣泛采用.5. 2 張家場(chǎng)氣田張家場(chǎng)氣 田石炭系氣藏.位于四川盆地東部,于1981年投產(chǎn),到2021年12月,采出程度到達(dá) 61.21%,已進(jìn)入開采

15、后期 ,水侵現(xiàn)象嚴(yán)重,氣水同產(chǎn)井占70%,多數(shù)井依靠 泡沫排水 維持生 產(chǎn),并展 開過進(jìn)行泡排與防腐的配伍性研究,并于2003年連續(xù)油管試驗(yàn)成功 ,成為氣田排水采氣主要舉措之一.由于氣田所產(chǎn)天然氣中的H2S、CO對(duì)氣井 具有較大的腐蝕性、氣井較深 ?3004930m、油套連通性差 如張3井、張14井、張28井油管嚴(yán)重阻塞、位于斷層附近張5井和張28井水氣比相對(duì)較高, 這給排水采氣帶來困難.針對(duì)上述問題,建議對(duì)張3井、張14井展開排量大、抗腐蝕的渦輪泵試驗(yàn),作為氣田后期開采的后續(xù)工藝技術(shù)；針對(duì)張28井埋藏深、高水氣比以及油套聯(lián)通性差的問題,建議展開電潛泵-氣舉符合排水試驗(yàn).此外,應(yīng)篩選出與地層配

16、伍的化學(xué)劑并使用毛細(xì)管柱技術(shù)對(duì)氣井進(jìn)行防腐和去除鹽垢.參考文獻(xiàn) 張倫友,孫家征.提升氣藏采收率的方法和途徑 口 .天然氣工業(yè),1 992 , 12 5： 3 246.21岡秦麟.中國五類氣藏開發(fā)模式 Dm1.北京：石油工業(yè)出社,1 995.胡永樂,羅凱,劉合年,等.復(fù)雜氣藏開發(fā)根底理論及應(yīng)用 .北京：石油工業(yè)出版社,2006.b【李士倫,氣田開發(fā)方案設(shè) 計(jì).北京：石油工業(yè)出版社,2006.5 1賈長青.胡家壩石炭系氣藏水侵特征及治水效果分析 .成都：西南石油大學(xué),2005 .61孫國明.徐深1區(qū)塊氣井增產(chǎn)舉措優(yōu)選和關(guān)鍵技術(shù)研究 61 .大慶：大慶石油學(xué)院,2021.李國玉.世界氣田圖集 OmI

17、 .北京：石油工業(yè)出版社,1991.張倫友.提升水驅(qū)氣藏采收率新途徑-早期治水法D .天然氣勘探與開發(fā),1998,21 6： 1348 .國外六類氣藏開發(fā)模式及工藝技術(shù)?編寫組.國外六類氣藏開發(fā)模式及工藝技術(shù)Im!.北京：石油工業(yè)出版社,1995.Armenta M. Dual-Completed Well to Increase Gas Recovery in Low Productivity Gas Reservoirs With Wate r P roduction Problems .Petroleum Society, 2007, 127： 2004-2021.in 孫志道.裂縫性有

18、水氣藏開采特征和開發(fā)方式優(yōu)選 口 .石油勘探與開發(fā),2 002, 29 4 : 691.121Adler A B, Crawford P B. Nitrogen Injection Into Water 田 riven Gas or Condensate Reservoirs Increases Recovery 口 . SPE12046-MS, 1983.31文玉蓮.氣藏動(dòng) 態(tài)預(yù)測(cè)方法研究 bl .成都：西南石油大學(xué),2002.I“茍文安.大池干井氣田石炭系氣藏水侵早期治理現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及成效分析 口 .天然氣工業(yè),2002 , 22 4:6 7-70.Armon A. Tackling Gas Field Decline With E fficient C he mical W ate r Sh ut-e ff ： Successful Application on Peciko Field East Kaliman tan, Indonesia 打.IT PC 12131-MS, 2021.CheneviaP. Chemical W at er Shut Off Interventi ons in the T unu Gas Field : Optimisation of the Treatment Fluids , Well Inter