王彥鵬　(中海石油服務(wù)有限公司天津分公司，天津 300452)

曾順鵬　(重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院，重慶 401331)

陳啟文，張春雨　(中石油長慶油田分公司采氣四廠，陜西 西安 710021)

冀政，石磊，劉雨婷，章哲宇　(重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院，重慶 401331)

蘇東氣田氣井出水水源快速識別方法研究

王彥鵬(中海石油服務(wù)有限公司天津分公司，天津 300452)

曾順鵬(重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院，重慶 401331)

陳啟文，張春雨(中石油長慶油田分公司采氣四廠，陜西 西安 710021)

冀政，石磊，劉雨婷，章哲宇(重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院，重慶 401331)

[摘要]水源識別是認(rèn)識氣藏氣水活動規(guī)律、調(diào)整合理生產(chǎn)制度、制定相應(yīng)治水措施的關(guān)鍵。蘇里格特低滲氣田實施整體壓裂改造，裂縫交錯分布，出水氣井?dāng)?shù)量大，氣井產(chǎn)水異常。在缺乏生產(chǎn)測井資料條件下，應(yīng)用傳統(tǒng)方法難以準(zhǔn)確、快速地判斷水源類型，造成治水措施選擇不準(zhǔn)、大量氣井暴性出水甚至停產(chǎn)。通過對大量氣井的生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，優(yōu)選出多個典型井組的氣井進(jìn)行水體能量、水侵量及水體活躍程度綜合性評價，并對不同出水類型氣井的日產(chǎn)曲線、水氣比等7項參數(shù)進(jìn)行篩選、分類、統(tǒng)計，結(jié)合現(xiàn)場專家意見，制定了針對蘇東氣田的水源識別標(biāo)準(zhǔn)，建立了一套快速水源識別方法?，F(xiàn)場應(yīng)用表明，在缺乏生產(chǎn)測井資料的情況下，利用該標(biāo)準(zhǔn)能夠方便、快捷、有效地指導(dǎo)識別蘇東氣井的水源類型。

[關(guān)鍵詞]蘇東氣田；氣井出水；水源類型；水體能量；水侵量；水體活躍程度；識別標(biāo)準(zhǔn)；快速識別

蘇東氣田特低滲氣藏開發(fā)時實施整體壓裂，由于天然裂縫與人工裂縫交錯，導(dǎo)致氣井出水異常[1]。在快速投產(chǎn)、高速開發(fā)過程中，現(xiàn)場生產(chǎn)測井實施很少，尤其對于水平井來說測井幾乎沒有進(jìn)行，導(dǎo)致氣水界面無法確定，出水水源類型難以判斷，無法制定相應(yīng)的治水對策。目前，國內(nèi)外學(xué)者對于常規(guī)氣藏的出水來源判別方法已做了很多研究，均是以生產(chǎn)測井解釋結(jié)果為主要判斷依據(jù)，并且這些方法判別步驟煩瑣、工作量大[2~10]。對于缺少生產(chǎn)測井解釋資料的上萬口蘇東氣田出水氣井，如何及時、準(zhǔn)確判別出水類型顯得十分困難，導(dǎo)致氣井出水治理不及時，大面積關(guān)井停產(chǎn)。因此，針對蘇東氣田缺乏生產(chǎn)測井資料、出水氣井?dāng)?shù)量多的問題，利用大量氣井的生產(chǎn)動態(tài)資料，開展水體能量、水侵量及水體活躍程度評價，通過分析這些水侵特征參數(shù)的大小及變化趨勢，建立新的水源識別方法；并通過應(yīng)用統(tǒng)計分類法，結(jié)合現(xiàn)場專家意見，總結(jié)出一套針對蘇東氣田的方便、快捷的水源識別標(biāo)準(zhǔn)。

1出水水源識別技術(shù)

1.1　水源類型識別方法

針對蘇東氣田缺乏生產(chǎn)測井解釋資料，氣水界面不明，可利用大量氣井產(chǎn)水量與產(chǎn)氣量變化數(shù)據(jù)、油壓變化趨勢、見水時間、水樣分析資料、完井測試資料及不穩(wěn)定試井資料等對出水水源進(jìn)行初步判斷，并通過對多個區(qū)塊的水體能量、水侵量及水體活躍程度進(jìn)行綜合性評價，將地面出水特征及地層水侵特征相結(jié)合，科學(xué)判別出水水源。技術(shù)路線如圖1所示。

圖1　蘇東氣田水源識別技術(shù)路線

由于凝析水、束縛水及工作液3種水源有較明顯的出水特征，可運用分析日產(chǎn)曲線、礦化度與水氣比關(guān)系、含水飽和度等方法逐一確定。而部分地區(qū)氣井出水情況復(fù)雜，在無法確定氣水分布特征的情況下，僅依靠前幾種方法很難區(qū)分層內(nèi)水、層間水和邊水。因此，提出通過分析不同區(qū)塊的水侵特征，準(zhǔn)確區(qū)分各出水水源在地層中的變化規(guī)律，通過與其他方法綜合比較，最終明確氣井出水類型。具體方法是：

1)區(qū)塊篩選分類通過對上百口氣井的生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，運用日產(chǎn)曲線法、礦化度-水氣比法等對氣井水源進(jìn)行初步識別，將出水特征相似或井位相鄰的氣井視為一個小區(qū)塊。

2)水體倍數(shù)計算根據(jù)水驅(qū)氣藏物質(zhì)平衡法，分析各個區(qū)塊地層壓力下降大小及水體倍數(shù)。在同一時間段內(nèi)，邊水水體儲量最大，水體倍數(shù)也最大，且上升最快，地層壓力下降明顯(圖2)；水層水竄水次之；層內(nèi)水水體較小，上升緩慢，地層壓力下降緩慢(圖3)。

圖2　某邊水特征區(qū)塊水體倍數(shù)曲線　　　　　　　　　　　　圖3　某層內(nèi)水特征區(qū)塊水體倍數(shù)曲線

圖4　水侵特征氣井曲線擬合法水侵指示曲線

由圖4(b)可知，邊水水侵特征井?dāng)?shù)據(jù)點偏離45°線較大，說明受水侵影響嚴(yán)重，計算的水侵量也較大；層間水竄水水侵量次之；層內(nèi)水較小。若層內(nèi)水出水持續(xù)時間長，那么其水侵量也有可能較水竄水更大。

4)水體活躍程度計算根據(jù)曲線擬合法計算水侵替換系數(shù)，判斷該區(qū)塊水體活躍程度。根據(jù)天然氣可采儲量計算方法行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(SY/T 6098-2000)，水侵替換系數(shù)≤0.15時為不活躍水侵；0.15<水侵替換系數(shù)<0.4時為次活躍水侵；水侵替換系數(shù)≥0.4時為活躍水侵。層內(nèi)水和水竄水一般表現(xiàn)為不活躍或次活躍水侵，邊水表現(xiàn)為次活躍或活躍水侵。

5)結(jié)果分析通過計算結(jié)果分析各井組水侵特征，并結(jié)合鄰井出水情況，最終判別出水原因及出水類型。

1.2　水源類型快速識別“標(biāo)準(zhǔn)”

運用上述識別方法，可以對蘇東氣田各氣井出水水源進(jìn)行準(zhǔn)確識別。但是，由于該方法識別指標(biāo)沒有具體量化，界限模糊，需要與多個氣井識別指標(biāo)相互比較才能得出結(jié)論，會造成識別效率低下，使治水措施制定不及時。為了快速、準(zhǔn)確地識別蘇東氣田上萬口氣井的出水水源，需要在上述識別技術(shù)路線指導(dǎo)下，應(yīng)用分類-統(tǒng)計-專家意見，建立更加快捷、高效的識別方法。

通過對上萬口氣井的生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)的挖掘，排除生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)異常的氣井，優(yōu)選出典型區(qū)塊的200余口氣井進(jìn)行出水水源識別分類，對7項判別指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，通過與現(xiàn)場專家意見結(jié)合，最終制定出一套針對蘇東氣田氣井出水水源快速識別“標(biāo)準(zhǔn)”(表1)。

表1　蘇東氣田不同出水來源氣井識別“標(biāo)準(zhǔn)”

注：Sw為含水飽和度。

可以參照此“標(biāo)準(zhǔn)”，分析氣井各判別參數(shù)隨時間的變化規(guī)律，并與表1進(jìn)行對比，判斷氣井出水來源，使水源識別更加方便、快捷。

2現(xiàn)場應(yīng)用

以長慶油田采氣四廠蘇東XX井為例，生產(chǎn)動態(tài)曲線如圖5所示。

圖5　蘇東XX井生產(chǎn)動態(tài)曲線

該井原始含水飽和度偏高(57.2%)，于2012年4月29日壓裂后開井投產(chǎn)，一投產(chǎn)就開始產(chǎn)水，產(chǎn)水量1~3m3/d，產(chǎn)水礦化度高達(dá)89g/L，且產(chǎn)水量、水氣比波動較大，持續(xù)時間較短，判斷該井初期產(chǎn)水為工作液。

2012年7月至2013年5月，水氣比穩(wěn)定在0.5m3/104m3左右，產(chǎn)水量較小(0.5m3/d)；計算得到該井所在井組在該階段的水體倍數(shù)為0.77，上升趨勢緩慢；平均水侵量0.076×108m3，水侵量較低；水侵替換系數(shù)0.11，符合層內(nèi)水識別標(biāo)準(zhǔn)。分析發(fā)現(xiàn)鄰井出水特征與該井相似，判定為層內(nèi)水。

2013年6月后，該階段產(chǎn)水量突然增大至1.5~2m3/d，不穩(wěn)定試井解釋分析，壓力導(dǎo)數(shù)曲線沒有“下掉”趨勢，水氣比及油壓穩(wěn)定。因此，排除邊水可能性。早期巖心分析表明，該井所在隔層的泥質(zhì)含量約為37%~60%，計算其排驅(qū)壓力約為2.87~4.95MPa。目前生產(chǎn)壓差大于5MPa，已到達(dá)隔層突破條件。計算得到該井所在井組當(dāng)前水體倍數(shù)1.10，上升趨勢適中、水侵量0.041×108m3、水侵替換系數(shù)0.171，符合水竄水識別標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合鄰井出水特征，綜合判定該階段產(chǎn)水為層間水竄水。

3結(jié)論

1)在沒有生產(chǎn)測

井資料的條件下，通過應(yīng)用大量生產(chǎn)動態(tài)資料，對水體能量、水侵量及水體活躍程度進(jìn)行綜合性評價，建立了一種適合蘇東氣田氣井出水水源識別方法。

2)通過對上萬口氣井的生產(chǎn)動態(tài)資料進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，優(yōu)選出典型井組的上百口氣井進(jìn)行分類-統(tǒng)計-專家意見，制定出了一套快速、準(zhǔn)確的氣井出水水源識別標(biāo)準(zhǔn)，為及時、有效地制定治水措施提供了重要依據(jù)。

3)應(yīng)用上述方法對蘇東區(qū)塊416口出水氣井進(jìn)行水源識別，水源類型主要以原生層內(nèi)水及次生層內(nèi)水為主，占64.11%；南區(qū)主要為邊水水侵，占61.39%；現(xiàn)場專家認(rèn)為應(yīng)用該標(biāo)準(zhǔn)可使出水類型的識別效率提高到70%以上。

本文獲得中石油長慶油田分公司2013年科技攻關(guān)項目“蘇東41-33區(qū)塊出水機(jī)理及控水對策研究”(DSCQC-13-76)資助。

[參考文獻(xiàn)]

[1]周通，張文強(qiáng)，張家志，等.蘇里格氣田蘇東41-33區(qū)塊儲層綜合評價研究[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版)，2014,11(20)：4～6.

[2] Nassar I S，Ahmed H. El-Banbi. Modified black oil PVT properties correlations for volatileoil and gas condensate reservoirs[J]. SPE164712，2013.

[3]Zhang Qinghui. A prediction of water breakthrough time in low-perm gas reservoirs with bottom water[J].SPE147873，2011.

[4]孫虎法，王小魯，成燕春，等.水源識別技術(shù)在澀北氣田氣井出水中的應(yīng)用[J].天然氣工業(yè)，2009,29(7)：76～78.

[5]羅萬靜，萬玉金，王曉冬，等.澀北氣田多層合采出水原因及識別[J].天然氣工業(yè)，2009，29(2)：86～88.

[6]李錦，王新海，朱黎鷂，等.氣藏產(chǎn)水來源綜合判別方法研究[J].天然氣地球科學(xué)，2012,23(6)：1185～1190.

[7]劉曉曉.澀北氣田水平井產(chǎn)氣出水規(guī)律研究[D].東營：中國石油大學(xué)，2010.

[8]于希南，宋健興，高修欽，等.氣井出水水源識別的思路與方法[J].油氣田地面工程，2012,31(8)：21～22.

[9]高大鵬，李瑩瑩，高玉瑩.邊底水凝析氣藏氣井出水來源綜合識別方法[J].特種油氣藏，2014,21(2)：93～97.

[10]陳林，張友彩，唐濤，等.礁灘氣藏產(chǎn)水來源分析與識別[J].斷塊油氣田，2013,20(4)：481～484.

[11]劉蕾.蓮花山、張家坪構(gòu)造須二氣藏開發(fā)效果分析及水侵特征研究[D].成都：西南石油大學(xué)，2014.

[編輯]黃鸝

[中圖分類號]TE375

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號]1673-1409(2015)29-0087-04