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气田及凝析气田开发5-3

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文档ID:258206320
气田及凝析气田开发5-3_第1页
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一、影响水驱气藏采收率的因素最主要的因素是气藏中的水封气天然气的产出主要经历两个过程储层内的渗流过程和井筒内的垂管流动第五节 水驱气藏采收率的影响机理当相对高渗孔道或裂缝首先水侵后,低孔低渗的砂体或被裂缝切割的基质孔隙层中的天然气被水包围在毛细管效应作用下,水全方位的向被包围的1、孔隙中的水封(水锁)砂体或基质岩块孔隙侵入,在孔隙喉道介质表面形成水膜,喉道内气、水两相接触面处的毛管阻力增大,孔隙中的气被水封隔,即水锁低渗岩块的孔隙层、小裂缝中的气是通过大裂缝或高渗孔道产出的,而选择性水侵水最先进入大裂缝或高渗孔道,由于水体能量高于气层2、低渗岩块(层)的水封(水包气)压力,堵塞了孔隙、微细裂缝中天然气产出的通道,被封隔在低渗岩块和孔隙层中,即所谓的“水包气”3、气藏的封隔裂缝性非均质水驱气藏,裂缝平面分布变化很大,渗透性横向展布极不规则,区块之间的连通主要靠裂缝气藏水侵后,高渗区之间的中低渗带及高低渗区之间的过渡带由于水充填裂缝或因气藏压力下降后岩石弹性膨胀使裂缝闭合,区块间连通性变得更差,甚至被水切断了相互间的联系,出现多个独立的水动力系统,产生气藏的封隔4、气井的水封(水淹)气井出水后,Krg,qg递减,同时井筒内流体密度,回压,生产压差,水气比,井筒积液不断当井筒回压上升至与地层压力相平衡时气井水淹而停产,虽然气井仍有较高的地层压力,但气井控制范围的剩余储量被井筒及井筒周围裂缝中的水封隔在地下,通常称为“水淹”,也是天然气产出过程中的一种水封形式二、岩心水驱气试验研究岩心水驱气试验是研究气藏水侵特征及采收率的一种重要方法岩心水驱气实验结果是否可靠取决于两个因素-一是选取的实验岩心是否代表了气藏真实的储层特征-二是水驱气的过程是否同气藏水侵特征相一致1、单一孔隙介质不同岩性的岩心水驱气试验疏松的胶结程度差的砂层较致密的胶结砂岩和石炭岩,驱替系数大,残余气饱和度小;同一类岩性,残余气饱和度变化范围大,如砂岩1450%,石炭岩1068%。

不同的研究者的试验结果也相差较大2、层状非均质径向水驱气岩心试验径向试验:指水驱气的渗流方向是由岩心外围向人工钻的岩心中心孔渗流前苏联奥伦堡气田不同渗透率组合岩心试验-高渗层段提前水淹,低渗岩心的驱替系数比组合前单个岩心试验结果小得多,十个岩心单独试验时平均驱替系数为0.702,而与高渗透岩心组合后,试驱结果驱替系数平均只有0.496低渗岩块的水封也会发生在非均质孔隙型水驱气藏中3、岩心顺向和三维两种毛细管渗吸水驱气试验顺向试验把岩心一端面接触水,在毛细管力作用下,水渗入岩心向另一端驱替孔隙中的气(非选择性水侵)三维试验把岩心全部侵入水中,水全方向的从岩心表面向核部浸入驱替孔隙中的天然气(选择性水侵)试验结果-顺向毛细管渗吸水驱气试验,驱替系数平均0.634(0.420.723),封闭气量平均36.6%(58.027.7%)-三维毛细管渗吸水驱气试验,驱替系数平均0.504(0.2830.691),封闭气量平均49.1%(71.730.9%)-非均质水驱气藏的选择性水侵对气藏的采收率影响很大 4.中坝气田须二裂缝孔隙型砂岩水驱气藏岩心顺向水驱气试验基质岩块水驱气最终采收率为40.12%63.95%,平均50.47%。

采收率随孔隙度、渗透率的增加而呈增加在水驱气过程中,压力20MPa,采出程度很低(小于20%),自18MPa开始,采出程度增幅加大,小于7MPa后,增幅变缓经过10小时的试验后,取出岩心观察发现,只在岩心进口端12cm范围才有水的侵入,其余45cm的岩心仍是干的,产出端根本无水产出实际进入岩心的水饱和度只有11.0531.63%,平均19.26%,说明致密砂岩水驱指数约为0.2左右,气驱指数在0.31左右中坝须二气藏这种低孔低渗的致密砂岩基质孔隙不是水侵的主要通道通过岩心水驱气试验,可获得以下认识岩心水侵后,不同岩类的残余气饱和度一般较高,均大于30%,最高可达60%,表明了水驱气藏的采收率,由于地层水的侵入,比气驱气藏低得多,但变化很大,说明了水驱气藏采收率的提高有较大的空间第六节 提高水驱气藏采收率的途径一、开发早期尽量延长无水采气期1、控制气井在临界产量(压差)以下生产目的控制水侵延长气井的无水采气期威2、23井坚持了控制临界产量生产,收到了无水采气期长、稳产期长、递减小、无水采气量和总产气量大的最佳效果2、控制气井的钻开程度储层均质或似均质的气井井底距原始气水界面越远,所需出水压差越大,越不易出水,有利于延长无水采气期一般底水气藏钻开程度30%,边水气藏5060%为宜非均质裂缝性水驱气藏水侵主要决定于裂缝的发育程度、产状及水侵方式,与气井钻开程度的大小关系不明显 3、堵水非选择性堵水和选择性堵水非选择性堵水,对于气水不同层或薄高渗夹层水侵效果较好苏联麦德维杰气田、加拿大平切尔克里克气田,水沿高渗透夹层横向窜入井内,两个气田分别采用溶解于凝析油中的低浓度沥青溶液及打水泥塞封堵的办法使气井产能得到恢复,并恢复了无水采气对气水同层、气水同缝的气井,选择性堵水效果不好,即使能降低水产量也是短期的,因为堵水剂达到的范围有限,并且逐渐被气水带出来,故选择性堵水国内外目前已很少采用二、排水采气排水采气水驱气藏在开采中,水侵波及到某些气井、区块、甚至全气藏时,采用人工举升、助排工艺、接合自喷的带水采气,排出侵入储气空间的水及井筒积液,使部分水封气“解封”变为可动气而被采出,这种生产技术叫“排水采气”1、排水采气的地质基础1)储层非均质性强气藏的选择性水侵,产生多种形式的水封,一次采气采收率低,残余水封气的丰度较大,实施排水采气对提高采收率及产气能力的效果较为明显2)水体具封闭性水体弹性能量有限,具可排性,排水可消耗水体能量,降低水体压力,使水封气解封而产出 3)剩余储量较大与气藏排水采气系统相配套的工艺设备,注排系统、卤水处理系统和修井作业工程等投入较大,剩余储量大,则增产气量多,工艺投入回报率高,经济效益才好4)有一定高产气、水井气藏实施排水采气,排水强度必须达到气藏工程要求,需要一批大排水井作保证 5)产出的地层水要有出路地层水是气田主要污染源之一,在制定排水采气方案时必须首先考虑卤水集输处理方案目前气田水处理有以下几种方式-回注:包括异层回注和同层回注-浓缩、制盐,提取稀有化工元素进行综合利用-达标排放2、排水采气模式1)气藏排水采气的两种模式整装气藏和多裂缝系统气藏整装气藏是以气藏整体为对象进行排水采气。

对气藏水侵实行早期控制,后期全面实施排水采气多裂缝系统气藏实行滚动勘探开发,一旦发现水侵、气水同产或钻至水体只产水的井,应实施早期排水2)气井排水采气的五种模式(1)整装气藏气井排水采气三种模式大缝型、中缝型、小缝型大缝型气井生产过程可分为三个阶段排积液阶段、自喷生产阶段、恢复气举阶段一是排积液阶段,排出井筒周围裂缝中积液,只产水不产气(或产小气)排积液阶段与自喷生产阶段的长短,主要与裂缝发育程度和裂缝发育带范围大小有关,裂缝发育且范围广,两个阶段都长三是恢复气举阶段,GP2WP2关系曲线变缓二是自喷生产阶段,GP2WP2关系曲线表现为陡升上翘裂缝发育中等,水淹后裂缝中积液较少,水侵强度也较弱,一般排积液阶段较短,恢复自喷生产阶段较长中缝型裂缝小且不发育,水侵强度不大,裂缝中积液少,一排就产气,不排就无气,气水产量也无大的变化,GP2WP2关系曲线分不出三个阶段,近似一条直线小缝型整装气藏气井排水采气模式特征对比(2)多裂缝系统气藏排水采气井的两种模式后期排水型和早期排水型后期排水型气井未钻至水体完钻投产初期只产天然气不产水,到气井出水时,地层压力已较低,在水侵影响下气井递减加快,水气比上升,直至气井水淹停产排水采气地层压力很低,水侵严重,效果不佳。

GP2WP2关系曲线由陡变缓,水气比不断上升气水同产井GPWP关系曲线基本为一直线早期排水型气井钻穿气水界面或钻至水体边水部位投产初期气水同产或只产水不产气排水找气井在气井出气后,生产稳定时也基本为一直线多裂缝系统气藏气井排水采气模式对比第五章小结水驱气藏的定义水驱气藏的特点第一节 水驱气藏类型和开采特征水驱气藏类型和开采特征水驱气藏的分类水驱气藏开发的特点水驱气藏开采阶段的划分和特征按Iw分按气水分布关系分弹性水驱气藏刚性水驱气藏特点边水气藏底水气藏特点五大特点致密基岩封隔断层封隔古地形封隔岩性封隔多裂缝系统气藏无水采气阶段气水同产阶段排水采气阶段气藏动态特征气井排水采气阶段气藏排水采气阶段第二节 水驱气藏水侵特征水驱气藏水侵特征影响水侵特征的主要因素底水气藏水侵特征边水气藏水侵特征多裂缝系统气藏水侵特征水体能量大小储层渗透率分布气藏压力分布均质底水气藏水侵特征非均质底水气藏水侵特征均质边水气藏水侵特征非均质边水气藏水侵特征均衡开采非均衡开采均衡开采非均衡开采水窜式分道式倒窜式特点第三节 应用矿场资料分析水侵强度应用矿场资料分析水侵强度物质平衡方程的建立分析方法水驱气藏水侵强度分类压降动态法图表法水侵体积系数法视地质储量法单井压降储量集合法天然气中H2S含量的变化:p/ZGp关系曲线:lgpDlgGP关系曲线:pr与ER的关系曲线:Ga与GP关系曲线:计算值会逐年增加:H2S含量逐步上升水活跃型水次活跃型水不活跃型第四节 水驱气藏气井合理产量水驱气藏气井合理产量合理产量、产能、配产之间的关系确定的基本原则无水采气临界产量的确定有利于保护气井有利于治水有利于气井稳产临界压差、临界产量临界产量的确定方法气井投产初期:生产测试气井生产过程中:监测出水气井合理产量的选择对中、小裂缝出水的气井对裂缝系统的出水气井对大裂缝型的出水气井第五节 水驱气藏采收率的影响机理采收率的影响机理影响水驱气藏采收率因素岩心水驱气实验研究孔隙中的水封(水锁)低渗岩块(层)的水封(水包气)气藏的封隔气井的水封(水淹)单一孔隙介质不同岩性的岩心层状非均质径向水驱气岩心试验岩心顺向和三维两种毛细管渗吸中坝气田须二裂缝孔隙型砂岩水驱气藏岩心顺向水驱气试验水封气最主要第六节 提高水驱气藏采收率的途径提高采收率的途径开发早期尽量延长无水采气期排水采气控制气井在临界产量以下生产控制气井的钻开程度堵水排水采气的概念排水采气的地质基础储层非均质性强水体具封闭性剩余储量较大有一定高产气水井产出地层水有出路排水采气模式气藏气井整装气藏多裂缝系统气藏整装气藏多裂缝系统气藏大缝型中缝型小缝型后排型早排型特点特点。

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