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1、1低渗凝析气藏高效开发低渗凝析气藏高效开发 系统理论与方法研究系统理论与方法研究21 引言2 低渗凝析气藏开发系统 3 低渗凝析气藏开发中的近井储层伤害机理研究 4 低渗凝析气藏评价中的系统理论与方法 5 低渗凝析气藏高效开发系统技术 6 结论论文内容31.1 研究目的、意义1 1 引言引言研究现状及问题的提出研究现状及问题的提出近年来，随着世界能源需求的增加和天然气勘探开发的深入，发现了越来越多的低渗凝析气藏。在我国，已发现凝析气藏44个，储量约4000108m3，占天然气总储量的1/3，以中低渗透性为主，低渗、特低渗占40.5%。由于低渗凝析气藏特有的低渗透和反凝析相态特征，使其勘探、开发
2、不同于常规气藏，也使得低渗凝析气藏的高效开发面临着更多的困难。41.2 研究现状1 1 引言引言研究现状及问题的提出研究现状及问题的提出地质上，未钻井、试气试采前难以定位气藏的特征和天然气的丰度，包括：储层压力、温度、孔、渗、饱等指标；物探上，可以表征含油气地层，但难以表明含油气的饱和度；开发上，由于储层渗透率低、反凝析、地层水以及外来介质对储层的伤害，往往使各作业施工环节难以达到预期效果；用常规气藏的开采 方法不能适应低渗凝析气藏的开发需要。表现在生产特征差异很大 制约对开发规律的认识，生产管理上规律性很难掌握。另外，一些技术管理人员对低渗凝析气藏不熟悉，用常规气藏的方 法处理低渗凝析气藏，
3、从而引发了一系列的问题；各专业板块之间 的脱节，难以达成低渗凝析气藏的协调、高效开发。51 1 引言引言研究现状及问题的提出研究现状及问题的提出1.3 存在问题目前，在低渗凝析气藏的勘探、开发过程中，缺乏系统理论和方法的支持，而用常规气藏的方法去处理低渗凝析气藏的结果是，单项技术的效果和整体认识之间出现较大偏差。对低渗凝析气藏的认识不清、产能预测不准确、工作制度设计不合理等，使随后的勘探开发环节背离了气藏的真实情况，进而影响到低渗凝析气藏的经济高效开采。 61.4 研究思路1 1 引言引言研究现状及问题的提出研究现状及问题的提出本文以科学的系统理论和方法为指导，在低渗凝析气藏勘探开发的各阶段引
4、入早期评价技术，及早发现油气显示，认识凝析气藏的储层状况，研究近井储层的渗流、伤害机理，评价其对开采的影响，进而提出高效开发系统技术，为低渗凝析气藏的高效开发提供技术支持。71.5 研究内容1 1 引言引言研究现状及问题的提出研究现状及问题的提出n低渗凝析气藏开发系统分析n开发过程中的近井储层伤害机理研究 n低渗凝析气藏评价系统理论与方法n低渗凝析气藏高效开发系统技术81 1 引言引言 研究现状及问题的提出研究现状及问题的提出2 低渗凝析气藏开发系统2.3 低渗凝析气藏渗流特征 2.2 地层流体相态特征2.1低 渗凝析 气藏储 层特征1引言6 结论4 低渗凝析气藏评 价系统理论与方法3 开发过
5、程中近井 储层伤害机理研究 5 低渗凝析气藏高 效开发系统技术1.6 本文的逻辑结构本文的逻辑结构91.7 本文的主要创新点1 1 引言引言研究现状及问题的提出研究现状及问题的提出 用系统理论与方法，建立了低渗凝析气藏环形网状结构的早期开发评价系统；并用灰色理论进行了分析评价。 提出了利用油套压值实时确定井底积液相对高度的物理模型和数学模型。 基于低渗凝析气藏地质与生产特征，提出了以水平井开发为主导的低渗凝析气藏高效开发系统技术。 101 引言2 低渗凝析气藏开发系统 3 低渗凝析气藏开发过程中的近井储层伤害机理研究 4 低渗凝析气藏评价中的系统理论与方法 5 低渗凝析气藏高效开发系统技术 6
6、 结论论文内容112 低渗凝析气藏开发系统低渗凝析气 藏开发系统钻完井因素测试因素试井因素储层改造因素试气试采因素2.1 开发系统构成获取油 气显示准确描述气液 相变引起的两 相渗流和井筒 变化获取 储 层产 能增产 措施获取油气 关键手段不同于常规气藏低渗反凝析易积液易液锁独特性开发难度增加122 低渗凝析气藏开发系统 2.2 低渗凝析气藏地质特征 （1）单井控制范围、控制储量、供气范围小，稳产条件差。 （2）非均质性强：层间、层内变化非常大，储层物性的各向异性非常明显，产层厚度和岩性都不稳定，在很短距离内就会出现岩性、岩相变化甚至尖灭，以至在井间较难进行小层对比。132 低渗凝析气藏开发系
7、统 2.3 低渗凝析气藏储层特征 （1）低孔低渗：渗透率随埋深增加而降低；在开采中，压力降低后渗透率下降，补充压力后很难恢复到原始状态。 （2）含水饱和度高：低渗储层的束缚水饱和度可达4050，同时随着含水饱和度的增加，气相渗透率大幅下降。142 低渗凝析气藏开发系统2.4 凝析气的相态特征 实验数据拟合后绘制的PT相图PT相图随生产时间的变化而变化反凝析再蒸发露点线泡点线等液量线时间 增加152 低渗凝析气藏开发系统 2.5 低渗凝析气藏渗流特征两相流动区凝析油段塞 区单相气 区井底流压低于露点时，近井储层中的油气流动呈三种流动机理162 低渗凝析气藏开发系统 2.6 低渗凝析气藏的生产特征
8、（1）自然产能低，多数气井需要经过压裂、酸化才能获得工业油气流或较高产量； （2）渗流阻力大，再加上反凝析液堵塞，使气井投产后，产量下降很快，稳产难度大； （3）由于储层的低渗特征，当产量低于临界携液流量时，井筒会出现积液，严重时甚至倒灌储层，影响 气井的正常生产；171 引言2 低渗凝析气藏开发系统 3 低渗凝析气藏开发过程中的近井储层伤害机理研究 4 低渗凝析气藏评价中的系统理论与方法 5 低渗凝析气藏高效开发系统技术 6 结论论文内容183 低渗凝析气藏开发过程中的 近井储层伤害机理研究钻、完井储层改造试气试采井底积液储层损害降低产能，影响试井及测井资料 解释的准确性提高油气生产的成本影
9、响最终采收率，损害油气资源清楚认识并分析低渗凝析气藏勘探开发中的近井储层损害机理，寻找 解决储层伤害方法，是正确评价和高效开发低渗凝析气藏的关键193.1 低渗凝析气藏储层伤害机理(1)储层伤害机理主要分三个方面力学伤害：指由于颗粒堵塞、岩石润湿性及毛管效应等而引起的储层渗透率降低的现象。 化学伤害：指储层的酸敏、水敏伤害，以及生产中由于外来流体侵入，与地层的配伍性差，在储层温度、压力发生变化时，产生化学反应形成沉淀、结垢，而导致的储层渗透率降低的现象。 生物伤害：主要是细菌堵塞。细菌随外来流体进入储层，繁殖增生并形成代谢产物，堵塞储层孔隙，引起的渗透率降低，影响产能。20低渗气藏毛管自吸作用
10、强、水锁倾向严重。液锁伤害（液锁可分为水锁和烃锁两种）3.1 低渗凝析气藏储层损害机理水锁是由于毛管力的自吸作用而产生的附加表皮压降。烃锁是由于凝析油析出 后润湿、吸附于岩石孔隙、裂缝表面，使得地层渗透率降低的现象。烃锁时，即使 关井恢复压力，也仅有少部分液态烃重新汽化逸出，绝大部分残留于储层形成堵塞 ，从而降低渗透率和凝析油的最终采收率。213.1 低渗凝析气藏储层损害机理液锁导致气相相对渗透率的降低(2)液锁的影响22（1）钻井过程欠平衡钻井过程中，压力变化幅度大，且超平衡现 象较多，对储层影响较大；井壁难以形成滤饼导致暂时 超平衡，液相及其中的固相颗粒会迅速侵入地层造成伤 害；力学作用的
11、影响及其它完井工序造成的超平衡对储 集层的损害；加大欠平衡压力梯度，会导致地层出砂、 垮塌等问题，重新造成新的伤害。（2）压井过程 在测井、完井等施工作业中，需要使用加重压井液 进行压井，造成产层的侵害。3.2 钻完井过程中的储层伤害233.2 钻完井过程的储层伤害研究（3）分析实例：千米桥潜山储层压力系数低(在1.0左右)、在钻完井过程中极易发生入井液漏失。过去在试油等作业中，多用清水作压井液，分析认为清水压井液对气层伤害很大，应用低密度、易返排、成本低、与地层配伍性好的压井液。243.2 钻完井过程的储层伤害研究（3）实例分析完井损害：千米桥在奥陶系碳酸盐岩油气藏实施 欠平衡钻井之后，多数
12、井套管完井，下套管作业过程 中的井控，必须使用加重压井液，以至于造成产层的 侵害。技术上通过研究认为：(1)应当用低密度水泥浆固井，降低液柱压力，防止压漏地层；(2)可减少测试时 间和钻柱接单根时间，控制回压以防止地层流体过多 流入井内。253.3 试采过程储层液锁伤害研究 井底流压低于露点压力，近井地层中出现三个不同的流动区域。随地层压力进一步降低，地层中生成的凝析液向井底流动，在近井地带聚积，形成环状堵塞，这会逐渐降低油气渗流能力，产生液锁。实例分析板深7井，原始地层压力略高于露点压力，试采过程中当井底流压降低到露点压力以下时，产量急剧下降引起井筒积液、直至停产；经措施改造后产能得到恢复。
13、263.3 试采过程储层液锁伤害研究 实例分析 近井储层中凝析油聚集时 ，可用注气吞吐方法来解 除，降低产能损失.北海 凝析气田曾进行过注气吞 吐实验，取得了理想效果 。右表是北海凝析气井和 板深7井的部分数据对比 结果由于板深7井储层中还有水锁存在，注气吞吐时应加入少量的表面活性剂，降低表面张力，减轻液锁（尤其水锁）。从表 中可以看出，露点压力、地层温度和气体组分接近，因此可 用北海凝析气田的相关实验来分析板深7井。273.4 储层酸化改造中的二次污染（1）二次污染分析酸化处理气层时，工作介质主要是盐酸，盐酸进入储层孔隙、裂缝后，会与裂缝壁面发生化学反应。残酸以及储层中的原油或凝析油还会形成
14、乳化液，粘度可高达数千mPas，对油气渗流非常不利。盐酸与杂质反应生成的凝胶状物很难从油气层中排出来，这样会形成二次沉淀，堵塞储层的孔隙通道，对油气渗流会产生非常不利的影响。283.4 储层改造中的二次污染（2）实例分析 以千米桥凝析气藏为例，从表皮系数、地层注入和 排出液量，分析评价酸后是否二次污染和污染的程度。表皮系数：一定程度上反映了酸化效果的好坏，酸 后表皮系数变大或大于0，说明酸化不彻底，对地层可能 产生伤害。板深8井两次酸化后表皮系数分别为0.76、 0.71，板深7井一次酸化后为7.07。酸后的表皮系数值说 明可能存在酸化二次污染问题，生产过程中常出现结垢 现象也可能是二次污染造
15、成的。293.4 储层改造造成的二次污染研究 地层注入、排出液量表中为千米桥低渗凝析气井酸化产气时，平均返排 程度为37%，未及时彻底返排的储层二次伤害较重。 303.5 井底积液造成的储层伤害研究 （1）井筒积液成因分析气态水含 量随压力 变化积液中的水源：气藏中的侵入水和凝析气中的饱和水。 地层高温高压条件下，如果气藏中有较高的水饱和度，随压力的降低，气态水含量急剧增加。313.5 井底积液造成的储层伤害研究 井筒积液成因分析凝析气井积液的另一来源为凝析油：特别是对于边底水不 活跃的凝析气藏，一旦积液，多为凝析油造成。积液过程：气井产量低于携液产量时开始积液323.5 井底积液造成的储层伤
16、害研究 （2）积液倒灌储层积液严重时会出现反渗现象，即“液体倒灌”现象。井底压力和地层压力平衡的位置被称作“液平面”XL。 在“液平面”以上，地层流体可流入井筒；“液平面”以下 ，井筒内压力超过地层压力，沿井筒回流的液体聚集到一定 程度时，会对储层造成严重伤损害，甚至难以恢复。 “液平面”XL333.5 井底积液造成的储层伤害研究 （3）利用油套压值确定积液相对高度静止气柱 井底压力公式：假设气井井筒内为环雾流，液体全部被携带出 井口，计算中主要使用井筒静止气柱和拟单相流井底 压力计算公式343.5 井底积液造成的储层伤害研究 某井生产期间井筒积液与压力分布特征气井生产期间井口压力变化曲线 气井生产期间井口油套压差变化曲线 353.5 井底积液造成的储层伤害研究关井期间井筒积液与压力分布特征产水气井关井后，井筒内流体重新分 布，液滴下落至井底，逐渐趋于稳定 状态。稳定时，通过井口的油压和套 压可以计算出井底积液的相对高度， 此时，油管与环空上部均为静止气 柱，环空底部可能存在少量积液，油 管底部的积液比环空多，如图
