四川盆地龍馬礁灘氣藏產(chǎn)水來源判別指標(biāo)體系研究

四川盆地龍馬礁灘氣藏產(chǎn)水來源判別指標(biāo)體系研究

近年來，在四川盆地的普光、龍崗和毛水庫(kù)發(fā)現(xiàn)了碳酸鹽巖海灘氣藏。該氣藏儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，氣水關(guān)系復(fù)雜。層水已成為影響氣田開發(fā)的主要因素之一。由于氣井生產(chǎn)受產(chǎn)水影響較大,氣井一旦見水,將導(dǎo)致氣相滲透率降低、產(chǎn)能下降甚至水淹關(guān)井,因此,判斷氣井產(chǎn)水來源對(duì)有效開發(fā)有水氣藏至關(guān)重要。氣井產(chǎn)出的水可能有多種來源,不同來源的產(chǎn)出水具有不同的生產(chǎn)和水化學(xué)特征,這為產(chǎn)水來源的準(zhǔn)確識(shí)別提供了依據(jù)。本文以位于四川盆地川東北地區(qū)的龍崗氣田礁灘型碳酸鹽巖氣藏飛仙關(guān)組為例,通過分析氣井的產(chǎn)水特征及水化學(xué)特征,建立了氣井的產(chǎn)水來源綜合判別指標(biāo)體系,并給出了判別指標(biāo)劃分界限。1仙關(guān)組采空氣藏龍崗氣田區(qū)域構(gòu)造位于川北低平構(gòu)造區(qū),飛仙關(guān)組主要位于碳酸鹽巖臺(tái)地和海槽相的過渡帶,包括海槽、前緣斜坡、臺(tái)緣、開闊臺(tái)地4大沉積單元。飛仙關(guān)組的生產(chǎn)井主要沿臺(tái)緣分布,氣藏埋深在6000m左右,主要發(fā)育中、高孔儲(chǔ)層,低孔儲(chǔ)層相對(duì)較少,有效孔隙度為7.88%~10.94%,儲(chǔ)集空間以孔隙為主,裂縫欠發(fā)育,為中高孔、中滲儲(chǔ)層。飛仙關(guān)產(chǎn)層中部壓力為52.93~61.35MPa,氣藏平均溫度為134.35℃,屬于超深高溫高壓、中高含硫、中含CO2巖性圈閉和構(gòu)造巖性圈閉氣藏。儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng),氣水關(guān)系復(fù)雜,驅(qū)動(dòng)類型主要為彈性氣驅(qū),局部水驅(qū)。2氣井產(chǎn)出水的主要來源龍崗氣田礁灘氣藏飛仙關(guān)組臺(tái)緣共有7口生產(chǎn)井,自2009年投產(chǎn)以來,氣井普遍產(chǎn)水,產(chǎn)氣量及水氣比差異較大。通過分析氣井生產(chǎn)特征,認(rèn)為氣井產(chǎn)水主要有3個(gè)方面的成因:一是在天然氣從地層到井筒的流動(dòng)過程中,隨著壓力和溫度的降低,天然氣中飽和的水蒸汽在凝析作用下凝結(jié)為液態(tài)水;二是在鉆井、完井及酸化措施等作業(yè)過程中,部分入井液未返排出來,殘留在井筒和近井地帶;三是在生產(chǎn)壓差的作用下,在采出天然氣的同時(shí),高含水飽和度區(qū)的孔隙水或邊底水區(qū)的地層水從地層流入井筒。據(jù)此,可將氣井的產(chǎn)出水分為3大類:凝析水、入井液及地層水。除氣井投產(chǎn)初期,部分氣井產(chǎn)出水含有少量入井液外,氣井產(chǎn)水主要為凝析水和邊底水。2.1飽和凝析水體積分?jǐn)?shù)根據(jù)凝析水的產(chǎn)出原因可以推斷,當(dāng)產(chǎn)出水以凝析水為主時(shí),氣井的產(chǎn)水特征表現(xiàn)為:產(chǎn)出水的礦化度及離子質(zhì)量濃度較低;氣井的生產(chǎn)水氣比穩(wěn)定,并低于飽和凝析水體積分?jǐn)?shù);累產(chǎn)水-累產(chǎn)氣特征曲線近似呈直線,無上翹特征。飽和凝析水體積分?jǐn)?shù)可通過實(shí)驗(yàn)室測(cè)定,也可利用Mcketta-Wehe圖版計(jì)算得到。龍崗氣田L(fēng)1井飛仙關(guān)組天然氣的飽和凝析水體積分?jǐn)?shù)實(shí)測(cè)值(氣藏溫度條件下)與圖版計(jì)算值對(duì)比結(jié)果見圖1。由圖1可以看出:實(shí)測(cè)值與計(jì)算值非常接近,表明由圖版計(jì)算得出的飽和凝析水體積分?jǐn)?shù)是準(zhǔn)確、可靠的;開發(fā)過程中,氣藏溫度基本不變,飽和凝析水體積分?jǐn)?shù)的影響因素主要是氣藏壓力,隨著壓力的降低,飽和凝析水體積分?jǐn)?shù)逐漸上升,初期平緩,后期加快。L1井測(cè)井顯示儲(chǔ)層為純氣層,生產(chǎn)水氣比主要分布在0.10~0.16m3/(104m3),在飽和凝析水體積分?jǐn)?shù)附近,累產(chǎn)水-累產(chǎn)氣關(guān)系曲線近似呈直線(見圖2),由此推斷氣井產(chǎn)出水以凝析水為主。2.2水賦存特征曲線當(dāng)產(chǎn)出水主要為地層水時(shí),由于地層水主要為邊底水或高含水飽和度區(qū)的孔隙水,氣井的產(chǎn)水量一般較大,產(chǎn)水特征主要表現(xiàn)為:產(chǎn)出水礦化度高;生產(chǎn)水氣比初期較為穩(wěn)定,后期遠(yuǎn)高于飽和凝析水體積分?jǐn)?shù);累產(chǎn)水-累產(chǎn)氣特征曲線后期上翹。以L001-3井為例,該井開發(fā)初期生產(chǎn)水氣比為3.00m3/(104m3),后來由于地層水的侵入,上升到25.00m3/(104m3),遠(yuǎn)大于天然氣的飽和凝析水體積分?jǐn)?shù)(見圖3),最終該井水淹關(guān)井。L001-3井測(cè)井顯示儲(chǔ)層的氣水關(guān)系為上氣下水,綜合分析認(rèn)為產(chǎn)出水主要為錐進(jìn)的底水。2.3飽和凝析水體積分?jǐn)?shù)當(dāng)產(chǎn)出水以入井液為主時(shí),由于入井液的量有限,氣井的產(chǎn)水特征表現(xiàn)為:產(chǎn)出水礦化度高于地層水,并隨生產(chǎn)逐漸降低;生產(chǎn)水氣比高于飽和凝析水體積分?jǐn)?shù);投產(chǎn)初期生產(chǎn)水氣比相對(duì)較高,但隨著入井液的排出,生產(chǎn)水氣比快速降低并趨于平穩(wěn)(見圖3)。3產(chǎn)出水為地層水、凝析水、k++na+含量凝析水、地層水和入井液的流體性質(zhì)具有明顯差別,這是判斷產(chǎn)水來源的重要依據(jù)。綜合分析認(rèn)為:1)理論上講,凝析水應(yīng)為純凈水,不含礦物質(zhì)。然而,由于水蒸汽在井筒附近地層中發(fā)生凝析時(shí),可能與地層中的殘余地層水發(fā)生混合,因而當(dāng)產(chǎn)出水主要為凝析水時(shí),產(chǎn)出流體往往具有一定的礦化度,但遠(yuǎn)小于地層水的礦化度。2)投產(chǎn)初期產(chǎn)出水主要為入井液時(shí),產(chǎn)出流體的礦化度和Cl-等的質(zhì)量濃度較高,但生產(chǎn)一段時(shí)間后均明顯下降并逐漸趨于平穩(wěn)。3)當(dāng)產(chǎn)出水主要為地層水時(shí),產(chǎn)出流體的礦化度、Na+/Cl-系數(shù)及Cl-,K++Na+質(zhì)量濃度均遠(yuǎn)高于凝析水。圖4為龍崗氣田飛仙關(guān)組7口氣井產(chǎn)出流體的化學(xué)特征曲線,可以看出:L001-3,L001-6井產(chǎn)出流體的4項(xiàng)化學(xué)特征值均遠(yuǎn)高于其余氣井,這2口井的產(chǎn)水量較高,其中前者水淹關(guān)井,后者日產(chǎn)水80m3以上,綜合分析認(rèn)為其產(chǎn)出水主要為地層水;L6井投產(chǎn)初期各項(xiàng)指標(biāo)均較低,生產(chǎn)600d后各項(xiàng)指標(biāo)均升高,介于地層水和凝析水之間,測(cè)井解釋結(jié)果表明該井射孔段下部有高含水層,綜合分析認(rèn)為早期產(chǎn)出水主要為凝析水,后期逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榈貙铀?L1,L27,L001-1,L001-7井各項(xiàng)指標(biāo)均穩(wěn)定且較低,為凝析水。4產(chǎn)水來源的綜合評(píng)價(jià)4.1氣藏地質(zhì)特征及產(chǎn)出水化學(xué)特征在計(jì)算天然氣飽和凝析水體積分?jǐn)?shù)的基礎(chǔ)上,根據(jù)氣井產(chǎn)水特征及產(chǎn)出水化學(xué)特征,結(jié)合氣藏地質(zhì)特征及測(cè)井解釋成果進(jìn)行綜合分析,確定龍崗氣田飛仙關(guān)組氣井產(chǎn)水來源判別指標(biāo)的劃分界限(見表1)?？梢钥闯?地層水的4項(xiàng)判別指標(biāo)值均明顯高于凝析水。4.2產(chǎn)水來源判斷利用表1給出的判別指標(biāo)界限,對(duì)龍崗氣田飛仙關(guān)組7口氣井生產(chǎn)近1000d時(shí)的產(chǎn)水來源進(jìn)行判斷(見表2),得出:L001-3,L001-6井的產(chǎn)出水主要為地層水;L6井的產(chǎn)出水以凝析水為主,含有少量地層水;其余井的產(chǎn)出水均為凝析水。5產(chǎn)水來源判斷指標(biāo)在計(jì)算天然氣飽和凝析水體積分?jǐn)?shù)的基礎(chǔ)上,通過對(duì)比分析生產(chǎn)水氣比、