劉鵬超 周 偉 王文濤 李 標(biāo) 鐘家峻 舒 杰

(中海石油湛江分公司， 廣東 湛江 524000)

疏松砂巖氣藏在開發(fā)過程中易出現(xiàn)微粒運(yùn)移，從而造成儲(chǔ)層傷害，影響開發(fā)效果。科學(xué)評(píng)價(jià)疏松砂巖氣藏微粒運(yùn)移對(duì)儲(chǔ)層的影響，是正確選擇儲(chǔ)層保護(hù)措施、有效調(diào)整氣井生產(chǎn)制度的前提。從國內(nèi)外的有關(guān)研究情況來看，速敏實(shí)驗(yàn)是判斷儲(chǔ)層巖心微粒運(yùn)移狀況的基本方法[1]。目前業(yè)內(nèi)常用干巖心進(jìn)行氣測(cè)速敏實(shí)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上開展出砂、儲(chǔ)保、工作制度調(diào)整等研究工作。實(shí)際儲(chǔ)層中如果含有一定束縛水，干巖心實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能準(zhǔn)確反映生產(chǎn)實(shí)際情況[2-6]。南海西部X氣田儲(chǔ)層束縛水飽和度接近60%，屬于高束縛水疏松砂巖儲(chǔ)層。目前常規(guī)的微粒運(yùn)移評(píng)價(jià)方法，尚未將束縛水飽和度覆蓋到此區(qū)間，因此其評(píng)價(jià)結(jié)論對(duì)于高束縛水疏松砂巖儲(chǔ)層而言缺乏適用性。我們利用X氣田的巖心顆粒進(jìn)行填砂管實(shí)驗(yàn)，對(duì)比巖心顆粒在不含水和高含水條件下的微粒運(yùn)移情況，結(jié)果表明高束縛水條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果更符合生產(chǎn)實(shí)際。

1 實(shí)驗(yàn)方案

南海西部X氣田Ⅰ氣組儲(chǔ)層以疏松砂巖為主，泥質(zhì)含量高，膠結(jié)松散，其中可運(yùn)移微粒含量較高，粒度小于10 μm的顆粒含量大于20%。根據(jù)X氣田現(xiàn)場(chǎng)完井防砂條件，通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)M生產(chǎn)過程中微粒運(yùn)移對(duì)儲(chǔ)層的影響。設(shè)計(jì)兩套微粒運(yùn)移實(shí)驗(yàn)方案：一是利用干巖心進(jìn)行微粒運(yùn)移實(shí)驗(yàn)；一是模擬真實(shí)儲(chǔ)層情況(束縛水飽和度為60%)進(jìn)行微粒運(yùn)移實(shí)驗(yàn)。

干巖心微粒運(yùn)移實(shí)驗(yàn)步驟：

(1) 將現(xiàn)場(chǎng)防砂篩管中的篩網(wǎng)取出，加工為巖心夾持器出口端堵頭，模擬現(xiàn)場(chǎng)防砂條件。

(2) 利用儲(chǔ)層砂填充砂管，模擬低效井氣層物性。設(shè)置驅(qū)替壓差分別為0.05、0.1、0.2、0.3、0.5、0.7、1.0、1.5 MPa，每個(gè)壓差點(diǎn)驅(qū)替30 min以上，恒壓驅(qū)替。在驅(qū)替前后，測(cè)試記錄巖心的氣體滲透率。

(3) 收集巖心出口端砂子，統(tǒng)計(jì)分析巖心粒徑和重量。

含水巖心微粒運(yùn)移實(shí)驗(yàn)步驟：

(1) 將巖心烘干，稱量其干重，測(cè)試巖心孔隙度、滲透率。

(2) 利用毛細(xì)管自吸，建立巖心束縛水飽和度。

(3) 在氣體流速分別為30、200、500、700 mLmin的條件下，恒速驅(qū)替實(shí)驗(yàn)巖心。每個(gè)流速點(diǎn)驅(qū)替 5 h，測(cè)試記錄驅(qū)替后的巖心滲透率。

2 微粒運(yùn)移實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 干巖心微粒運(yùn)移實(shí)驗(yàn)結(jié)果

選取采自X氣田Ⅰ氣組Y生產(chǎn)井的干巖心，進(jìn)行4組微粒運(yùn)移評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1、表2。

表1 巖心樣品的重量變化及初始滲透率

說明：通過巖心的重量變化，可以定性判斷是否有微粒運(yùn)移出去。重量比值=驅(qū)替后重量÷初始重量×100%。

在驅(qū)替壓差達(dá)到1.50 MPa時(shí)，4組巖心樣品的滲透率與其初始滲透率的比值最低為93.02%，最高為101.42%。在不同壓差條件下進(jìn)行氮?dú)怛?qū)替后，巖心樣品滲透率的下降率(即傷害率)為2.19%～6.98%，傷害率較低。實(shí)驗(yàn)前后，巖心重量的變化均小于1%，說明微粒運(yùn)移程度不高。在微粒運(yùn)移實(shí)驗(yàn)過程中，氮?dú)怛?qū)替最大壓力梯度達(dá)21.43 MPam，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，地層條件下的壓力梯度要小得多。根據(jù)本次干巖心實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可判定微粒運(yùn)移對(duì)儲(chǔ)層的傷害程度是較弱的。

表2 巖心樣品的滲透率變化

說明：滲透率比值=驅(qū)替后滲透率÷初始滲透率×100%

2.2 含水巖心微粒運(yùn)移實(shí)驗(yàn)結(jié)果

X氣田Ⅰ氣組儲(chǔ)層束縛水飽和度約60%。取相應(yīng)儲(chǔ)層的2塊干巖心，逐步將其飽和至束縛水條件，按照第二種實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)試在不同含水飽和度下巖心滲透率的變化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 含水巖心微粒運(yùn)移評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

說明：將氣體流速為30 mLmin時(shí)測(cè)得的巖心滲透率作為初始滲透率。滲透率變化率=(驅(qū)替后滲透率-初始滲透率)÷初始滲透率×100%。

從表3可知，在相同的含水飽和度條件下，巖心滲透率是隨著氣體流速的增加而增加，但隨著含水飽和度的提高，巖心滲透率整體呈下降趨勢(shì)。在束縛水飽和度為60%的條件下，兩塊巖心的滲透率變化情況如圖1所示。

圖1 微粒運(yùn)移實(shí)驗(yàn)中含水巖心的滲透率變化曲線

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，在束縛水飽和度為60%的情況下，隨著氣體流速的增加，巖心滲透率的變化呈明顯的“上升型曲線”[7]，滲透率變化率最高可達(dá)72.58%，微粒運(yùn)移傷害程度明顯增加?；诒敬螌?shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果，可判定該類儲(chǔ)層易發(fā)生微粒運(yùn)移而導(dǎo)致儲(chǔ)層傷害，必須考慮采取儲(chǔ)層保護(hù)措施。

3 生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，干巖心微粒運(yùn)移對(duì)儲(chǔ)層的傷害程度弱，而含水巖心微粒運(yùn)移導(dǎo)致的傷害程度強(qiáng)。從X氣田Ⅰ氣組Y井的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料來看，隨著開發(fā)的進(jìn)行，該井產(chǎn)能逐漸下降，最后停噴關(guān)停；后經(jīng)多次治理，而治理效果并不理想(見圖2)。通過對(duì)比分析，認(rèn)為該井在生產(chǎn)過程中發(fā)生微粒運(yùn)移，逐漸導(dǎo)致儲(chǔ)層內(nèi)部堵塞，因而產(chǎn)能不斷下降。因?yàn)槎氯恢每赡芫嚯x井筒較遠(yuǎn)，所以常規(guī)措施治理效果有限。實(shí)踐證明，高含水巖心實(shí)驗(yàn)結(jié)果更符合生產(chǎn)實(shí)際。

圖2 X氣田Ⅰ氣組Y生產(chǎn)井的采氣曲線

4 結(jié) 語

分別采用干巖心和含水巖心進(jìn)行微粒運(yùn)移實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異較大。疏松砂巖氣藏在開發(fā)過程中易出現(xiàn)微粒運(yùn)移，而其儲(chǔ)層束縛水飽和度較高。因此對(duì)于疏松砂巖氣藏，干巖心的微粒運(yùn)移實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有一定局限性，含水巖心的微粒運(yùn)移實(shí)驗(yàn)結(jié)果更符合實(shí)際。針對(duì)疏松砂巖氣藏開展微粒運(yùn)移實(shí)驗(yàn)研究，應(yīng)盡量模擬地層條件；對(duì)于高束縛水疏松砂巖儲(chǔ)層，不宜根據(jù)干巖心微粒運(yùn)移實(shí)驗(yàn)結(jié)果來評(píng)價(jià)砂巖微粒運(yùn)移對(duì)儲(chǔ)層的影響。