孤东浅层气藏相对渗透率伤害影响因素分析

摘 要

摘要：孤东浅层气藏具有厚度薄、胶结疏松、边底水活跃等特点，水侵和出砂等因素对气藏相对渗透率造成不利的影响，致使气井产能和气藏规模递减加快。结合典型井生产动态资料，分析了
摘要：孤东浅层气藏具有厚度薄、胶结疏松、边底水活跃等特点，水侵和出砂等因素对气藏相对渗透率造成不利的影响，致使气井产能和气藏规模递减加快。结合典型井生产动态资料，分析了底水锥进、井筒积液反渗、出砂堵塞及水砂复合等因素对储层渗透性能伤害机理。研究表明：底水锥进、井筒积液反渗等水侵现象的发生，导致近井带气相相对渗透率降低，油压、套压同步下降，气井生产压差增大，渗流阻力增大；气藏产水后，储层中黏土矿物遇淡水极易膨胀和运移，胶结交差，储层易出砂，堆积并堵塞近井带地层孔喉，造成渗透率降低。该研究成果为制定孤东地区浅层气藏开发技术措施提供了依据，同时为同类型气藏的开发研究提供了借鉴。
关键词：孤东气藏；浅层；相对渗透率；底水；锥进；井底积液；出砂；地层损害
0 引言
    孤东地区浅层气藏面积小，厚度薄，储层为河流相沉积的透镜状砂岩，储层胶结疏松且胶结物中的主要成分为泥质，大多数气藏都带有边水或底水。在气藏开发时面临底水锥进、井底积液及地层出砂等问题，这些问题的存在会对近井地带的气相相对渗透率造成不利的影响，致使气井产量递减加快[1～2]。对影响近井地带相对渗透率的因素进行分析，是制定孤东地区浅层气藏开发技术政策措施的依据，以保证气藏开发取得比较好的效果。
1 底水锥进对近井带相对渗透率的影响
对于孤东浅层气藏来说，底水锥进是一种常见的水侵方式。水锥初期对气井产能的影响一般较微弱。随着开采时间延长，水锥高度逐渐增加，水锥前沿到达近井地带。此时射开层上部是气体单相流，下部为气水两相流，近井地带气相相对渗透率值降低，气井产能降低。开采后期水完全包围近井地带，气井完全处于气液两相流状态，随着近井地带含水半径和含水饱和度的增大，气井产能急剧降低，严重情况下，气井水淹封闭。典型井如孤东1井，图1是该井出水后的生产动态。气井产水后，生产中套压、油压同时下降，关井后套压油压重新恢复。气井产水后期套压波动的幅度逐渐增大，水锥加重了地层近井带渗透状况的劣化程度。
 
2 积液反渗对近井带相对渗透率的影响
    孤东气藏疏松砂岩气井井筒积液现象严重，导致很多气井井口产量小、压力低。生产中采取的关井压产及间歇生产等措施给井简内积液反渗地层提供了条件，同时孤东气藏储层具有高孔高渗特征，在压差作用下，液相容易侵入到储层中。反渗后气液两相在地层内重新分布，越靠近井筒的地层含水饱和度越高。
    气藏开发过程中，前期气井连续生产，套压的变化很小，两相对渗透率流对地层气相对渗透率流影响不大。后期气井间歇关井后井筒积液较严重，重新开井后产量快速下降，油压、套压也同步下降，气井生产压差增大，近井带渗流阻力增大，后期的井筒积液反渗劣化了近井带渗流状况。
3 出砂堵塞对近井带地层相对渗透率的影响分析
    浅层气藏地层容易出砂，在近井地层形成堆积并堵塞孔喉，造成近井地带渗透率降低。图2为实验室岩心实验测量的出砂对渗透率伤害关系曲线。在岩石发生坍塌破坏之前，地层中游离砂产生的微粒运移伤害，造成储层的相对渗透率降低了25%左右(图2中A点)。随着气体流速的增加，受剪切应力的作用储层骨架遭到破坏，近井地带大量出砂。在游离砂和骨架砂的复合作用下，储层的相对渗透率降低至储层原始渗透率的20%左右(图2中B点)[3～4]。
 
4 水砂复合对近井带地层相对渗透率的影响分析
    储层中黏土矿物遇淡水极易膨胀和运移，胶结变差，储层易出砂。水砂复合对渗流影响剧烈。在水砂复合伤害的情况下，气藏的绝对渗透率和气相相对渗透率降低同时降低。如果气井间歇关井，则近井地带气液两相重新分布，从开井生产时的气液两相同流变成液相为连续相，气相呈气泡状分布在地层孔隙中。对出砂地层，在近井地层和防砂管之间一定范围内会形成污染带，其中地层中粉细砂及泥质在高含水饱和度成为非牛顿流体，重新开井时需要启动压力，在某些情况下会造成水淹气藏(图3)。
 
    水砂复合影响相对渗透率的典型井如孤东2井。该井投产仅2个月就开始产水。气井虽采用先期防砂措施，但在边底水侵入后，储层近井的胶结受到影响，地层出砂，生产中气井的气嘴有刺大的现象。2000年油套压加速下降，气井关井。关井后油套压有所回升，反映出之前的油套压加速降低并不是地层能量衰竭所致，而是生产压差增大。从气井生产中套压的波动可以看出，随着开发的进行，生产阶段套压下降的幅度逐渐增大，生产压差增大，气井产量下降，说明水砂复合加重劣化了地层近井的渗透状况(图4)。
 
5 结论
    1) 由于底水锥进的影响，近井地带上部为气体单相流，下部为气水两相流，近井地带受到部分伤害，气井产能降低，严重情况下，气井水淹封闭。
    2) 气井间歇式开采等工作制度的影响形成的井筒积液，会产生反渗地层的现象，对近井地层气体渗流造成伤害。
    3) 浅层气藏产出砂容易在近井地层形成堆积并堵塞孔喉，造成近井地带渗透率降低。
    4) 气藏产水后，储层中黏土矿物遇淡水极易膨胀和运移，胶结变差，储层易出砂。水砂复合对渗流影响剧烈，使气藏的绝对渗透率和气相相对渗透率同时降低。
参考文献
[1] 丁良成.浅层气藏开采特征综合研究[J].小型油气藏，1999，4(4)：30-31.
[2] 生如岩，张伟伟，丁良成.胜利油气区浅层气藏开发规律研究[J].天然气工业，1998，18(2)：30-32.
[3] 李振泉.透镜状砂岩气田采收率测算方法及关键参数确定[C]∥复式油气田论文集.北京：石油工业出版社，1993.
[4] 刘均荣，吴晓东.热处理岩石微观实验研究[J].西南石油大学学报，2008，30(4)：15-18.
 
(本文作者：杨永智1 李跃刚2 刘华3 1.提高石油采收率国家重点实验室中国石油勘探开发研究院；2.中国石油长庆油田公司；3.中国石化勘探开发研究院)