鄧 惠 楊洪志 姚宏宇 文 雯 王頌夏 胡 碟

(1. 國家能源高含硫氣藏開采研發(fā)中心， 成都 610051；2. 中國石油西南油氣田分公司， 成都 610051)

?

超深高壓高含硫氣藏治水對策研究

鄧 惠1,2楊洪志1,2姚宏宇1,2文 雯2王頌夏1,2胡 碟1,2

(1. 國家能源高含硫氣藏開采研發(fā)中心， 成都 610051；2. 中國石油西南油氣田分公司， 成都 610051)

LG礁灘氣藏為典型的超深高壓高含硫有水氣藏，該氣藏儲(chǔ)滲類型多樣，氣水關(guān)系復(fù)雜，水侵影響嚴(yán)重，制約了氣藏的高效開發(fā)。為此，采用多種方法對LG礁灘氣藏開展氣藏(井)水侵識(shí)別研究，定量計(jì)算了氣藏的單位產(chǎn)量水侵量和水侵替換系數(shù)，充分掌握了LG礁灘氣藏不同流體模式下的水侵規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，提出了3個(gè)嚴(yán)重產(chǎn)水井區(qū)針對性治水對策，且應(yīng)用初見成效。該研究成果為進(jìn)一步掌握LG礁灘氣藏水侵特征，制定有效治水對策提供了重要的技術(shù)支撐。

高含硫氣藏； 水侵識(shí)別； 水侵量； 水侵替換系數(shù)； 治水對策

LG礁灘氣藏屬于典型的超深(6 000～7 000 m)、高溫(126～149 ℃)、高壓(51.53～62.34 MPa)、高含硫(20.4～82.7 g/m3)氣藏。該氣藏儲(chǔ)滲類型多樣，氣水關(guān)系復(fù)雜，目前18口生產(chǎn)井中10口井產(chǎn)地層水，單井最高產(chǎn)水956 m3/d，3口井受水淹關(guān)井，氣藏受水侵影響嚴(yán)重，為實(shí)現(xiàn)氣藏合理開發(fā)，有必要開展針對性治水對策研究。

1 氣藏水侵分析方法

1.1 氣藏水侵識(shí)別方法綜合評價(jià)

在有水氣藏的開發(fā)中，受邊底水的影響，往往會(huì)造成氣井產(chǎn)能下降，氣藏采收率降低。對水侵動(dòng)態(tài)的準(zhǔn)確判斷，特別是早期水侵識(shí)別，是有效開發(fā)氣藏的基礎(chǔ)。目前常用的識(shí)別方法主要有流體識(shí)別法[1-2]、視地層壓力法、水侵體積系數(shù)法[3]、視地質(zhì)儲(chǔ)量法[4]、不穩(wěn)定試井分析法[5]以及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析法[6-7]等。

各種水侵識(shí)別方法因其原理存在差異，其適用條件也不相同(見表1)，氣藏(井)不同生產(chǎn)時(shí)間可能表現(xiàn)出不同的水侵特征，因此，在不同的生產(chǎn)階段應(yīng)選用適合的識(shí)別方法。

表1 氣藏水侵識(shí)別方法綜合對比表

在氣藏(井)水侵識(shí)別的基礎(chǔ)上，要判斷氣藏水侵影響程度，必須開展水侵強(qiáng)度判斷，目前的水侵強(qiáng)度判斷分定性和定量判斷。

1.2.1 水侵強(qiáng)度定性判斷

該判斷方法的原理是利用生產(chǎn)數(shù)據(jù)作累產(chǎn)氣量(Gp)和累產(chǎn)水量(Wp)關(guān)系曲線圖(圖1)，通過兩者之間的回歸關(guān)系來定性判斷氣藏(井)的水侵強(qiáng)弱，一般若Gp與Wp的關(guān)系呈直線型則水侵影響最弱，呈平方型則水侵影響次之，呈指數(shù)型則水侵影響最強(qiáng)。

圖1 Gp與Wp的關(guān)系曲線圖

1.2.2 水侵強(qiáng)度定量判斷

在有水氣藏開發(fā)初期，水侵體積系數(shù)較小，水侵氣藏的物質(zhì)平衡方程近似于定容氣藏物質(zhì)平衡方程，在水侵氣藏GP-p/Z關(guān)系圖(圖2)中，水侵氣藏代表的虛線和定容氣藏代表的實(shí)線接近重合。隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，侵入的水量越來越大，水侵體積系數(shù)已不能忽略，GP-p/Z關(guān)系圖中水侵氣藏的p/Z與定容氣藏p/Z的偏移量為：

(1)

圖2 水侵氣藏Gp-pZ關(guān)系圖

式(1)經(jīng)過整理得：

(2)

再根據(jù)水侵量計(jì)算公式估算出水侵量：

We=WpBw+ωGBgi

(3)

單位產(chǎn)量水侵量β[8]為：

(4)

水侵替換系數(shù)I[9]為：

(5)

式(1) — (5)中：

p—— 氣藏當(dāng)前壓力，MPa；

pi—— 氣藏原始壓力，MPa；

Z—— 氣藏當(dāng)前壓力下氣體偏差系數(shù)，無因次；

Zi—— 氣藏原始壓力下氣體偏差系數(shù)，無因次；

Gp—— 氣藏累計(jì)采氣量，108m3；

G—— 氣藏動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量，108m3；

ω—— 水侵體積系數(shù)，無因次；

We—— 氣藏水侵量，104m3；

Wp—— 氣藏累計(jì)產(chǎn)水量，104m3；

Bw—— 地層水體積系數(shù)，無因次；

Bgi—— 原始?xì)獠貕毫ο職怏w體積系數(shù)，無因次。

通過式(4)和式(5)計(jì)算出單位產(chǎn)量水侵量和水侵替換系數(shù)，結(jié)合氣藏類型劃分分類行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[9]，可以定量判斷氣藏水侵影響程度。

2 LG礁灘氣藏水侵規(guī)律

綜合LG礁灘氣藏測井、地震解釋成果，針對不同生產(chǎn)井資料條件，利用氣藏水侵識(shí)別方法，對LG礁灘氣藏不同井區(qū)生產(chǎn)井進(jìn)行了水侵識(shí)別，形成了不同流體模式下的水侵規(guī)律[10-11](見表2)。初步分析氣藏水影響強(qiáng)、弱順序?yàn)長G1井區(qū)長興組、LG1井區(qū)飛仙關(guān)組、LG28井區(qū)長興組。氣藏水侵總體呈現(xiàn)西側(cè)井區(qū)水侵影響嚴(yán)重，越往氣藏東側(cè)，水侵影響逐漸減弱。

表2 不同流體分布模式條件下水侵規(guī)律分類表

水侵影響強(qiáng)度定性分析難以對同一水侵類型氣井開展深入分析，對于測試資料條件滿足的井區(qū)，利用式(4)和(5)對單位產(chǎn)量水侵量和水侵替換系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算(圖3)，依據(jù)氣藏類型劃分分類標(biāo)準(zhǔn)，可以得到LG1井區(qū)長興組水侵替換系數(shù)>0.4，地層水活躍，水影響嚴(yán)重，LG28井區(qū)水侵次之，LG1井區(qū)飛仙關(guān)組水侵不活躍，水侵影響相對較小。

3 LG礁灘氣藏治水對策

在LG礁灘氣藏宏觀水侵規(guī)律認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，綜合利用氣藏工程、試井分析、數(shù)值模擬和井筒氣水兩相非穩(wěn)態(tài)管流可視化計(jì)算等多種方法開展深入研究，針對LG1井區(qū)飛仙關(guān)組、LG1井區(qū)長興組、LG28井區(qū)長興組等產(chǎn)水嚴(yán)重井區(qū)制定了治水對策[12-13](表3)。

圖3 產(chǎn)水嚴(yán)重井區(qū)水侵量和水侵替換系數(shù)圖

目前已對LG001-18、001-3井開展了排水采氣工作，每天共增加產(chǎn)氣量8.0×104m3，兩口井臨近的LG001-8-1井、LG001-6井(圖4)產(chǎn)水量和水氣比均下降，排水采氣初見成效。

4 結(jié) 語

(1) 不同的水侵識(shí)別方法適用條件不同，優(yōu)缺點(diǎn)明顯，對氣藏(井)水侵判別應(yīng)采用多種方法綜合研究，否則易對水侵影響造成錯(cuò)誤判別。

(2) 氣井產(chǎn)水為一個(gè)漸變過程，通過加強(qiáng)氣藏的水侵動(dòng)態(tài)監(jiān)測和識(shí)別工作，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)氣藏的早期水侵，能夠盡早為氣藏采取應(yīng)對措施提供可靠依據(jù)。

(3) 通過對LG礁灘氣藏的水侵進(jìn)行識(shí)別，并開展水侵強(qiáng)度定性、定量計(jì)算，同時(shí)制定了相應(yīng)的治水對策，且排水初見成效。

[1] CARROLL J J, MATHER A E. Fluid Phase Equilibria in the System Hydrogen Sulphide-water at High Pressure. Application of an Extended Henry’s Law[J]. Chem. Eng. Technology,1993,16(3):200-205.

[2] 張麗因,李笑萍,趙春森,等.氣井產(chǎn)出水的來源及地下相態(tài)的判斷[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào),1993,17(2):107-110.

[3] 陳元千.氣田天然水侵的判斷方法[J].石油勘探與開發(fā),1978,5(3):51-57.

[4] 劉蜀知,黃炳光,李道軒,等.水驅(qū)氣藏識(shí)別方法的對比及探討[J].天然氣工業(yè),1999,19(4):37-41.

[5] 陶詩平,馮曦,肖世洪.應(yīng)用不穩(wěn)定試井分析方法識(shí)別氣藏早期水侵[J].天然氣工業(yè),2003,23(4):68-70.

[6] 康曉東,李相方,張國松,等.氣藏早期水侵識(shí)別方法[J].天然氣地球科學(xué)，2004,15(6):637-639.

[7] 何曉東,鄒紹林,盧曉敏，等.邊水氣藏水侵特征識(shí)別及機(jī)理初探[J].天然氣工業(yè)，2006,26(3):87-89.

[8] 李傳亮.氣藏水侵量計(jì)算方法研究[J].新疆石油地質(zhì),2003,24(5):430-431.

[9] 國家能源局.SY/T6098-2010,天然氣可采儲(chǔ)量計(jì)算方法[S].北京:石油工業(yè)出版社,2010.

[10] 馮曦,楊學(xué)鋒,鄧惠,等.根據(jù)水區(qū)壓力變化特征辨識(shí)高含硫邊水氣藏水侵規(guī)律[J].天然氣工業(yè),2013,33(1):75-78.

[11] 李濤.普光氣田開發(fā)過程水侵特征分析[J].天然氣工業(yè),2014,34(6):65-71.

[12] 王浩,馮曦,李海濤,等.四川盆地石炭系氣藏出水氣井動(dòng)態(tài)特征分類和治水對策研究[J].天然氣地球科學(xué)，2008(2):35-37.

[13] 馮曦,鐘兵,楊學(xué)鋒,等.有效治理氣藏開發(fā)過程中水侵影響的問題及認(rèn)識(shí)[J].天然氣工業(yè),2015,35(2):35-40.

Research on Water Control Measures in Ultra Deep,High Pressure and High Sulfur Gas Reservoir

DENGHui1,2YANGHongzhi1,2YAOHongyu1,2WENWen2WANGSongxia1,2HUDie1,2

(1.National Energy R&D Center of High Sulfur Gas Exploitation, Chengdu 610051, China;2.Southwest Oil & Gas Field Company, PetroChina, Chengdu 610051, China)

LG reef gas reservoir is a typical water-bearing gas reservoir which belongs to ultra-deep, high pressure and high sulfur reservoir. It has multiple reservoir types and complex gas-water relations. The water invasion severely restricted the efficiency of gas reservoir development. Therefore, a variety of methods have been used to carry out the research on water invasion recognition in LG reef gas reservoir. The water influx per unit yield and the water invasion replacement coefficient have been calculated, and the water invasion rules of LG reef gas reservoirs have been fully grasped. Therefore, the water control strategy which is targeted for three main well areas has been developed, and it has achieved initial success. These achievements of research thoroughly reveal the water invasion characteristics in LG reef gas reservoir, and they provide a significant technical support for similar water control strategy.

high sulfur gas reservoir; water invasion identification; water influx; water invasion replacement coefficient; water control strategy

2016-11-21

國家科技重大專項(xiàng)“四川盆地大型碳酸鹽巖氣田開發(fā)示范工程”(2016ZX05052)

鄧惠(1981 — )，男，碩士，工程師，研究方向?yàn)闅馓镩_發(fā)動(dòng)態(tài)分析及試井分析。

TE358

A

1673-1980(2017)03-0035-04