有水氣藏開發方式及提高采收率技術綜述

劉建升 （西南石油大學研究生院，四川 成都610500）

彭彩珍 （油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室 （西南石油大學），四川 成都610500）

畢建霞 （中原油田勘探開發研究院，河南 濮陽457000）

南榮麗，王小東 （西南石油大學研究生院，四川成都610500）

影響氣藏采收率的因素很多，主要可歸納為地質因素和開發因素[1]。地質因素包括儲集層類型、氣水分布關系、水侵強度、水的來源方向、可動水體大小、儲層滲流條件和流體性質等。開發因素包括開采方式和工藝技術。開采方式主要指人工控制水侵的措施，如布井方式、完井方式、采氣工作制度、采氣速度及開采規模等，尤其是對于活躍水驅氣藏，開采方式合理與否，直接關系到氣藏的水侵強度和最終采收率。工藝技術主要包括氣層保護技術、儲層改造 （如壓裂酸化）技術、排水采氣和采氣工藝技術等。有水氣藏的開發相對較為復雜，其采收率遠遠低于氣驅氣藏，根據具體情況采用相應采收率技術是合理開發該類氣藏的關鍵。為此，筆者對有水氣藏開發方式及提高采收率技術進行了研究。

1 有水氣藏地質特征

通過對國內典型有水氣藏進行調研[2-6]，總結了氣藏巖性、邊底水特征、非均質性等主要地質特征（見表1）。由表1可知，目前國內大部分邊水氣藏為裂縫-孔隙型儲集空間，非均質性較強，水侵活躍，因而往往采收率很低，僅有相國寺石炭系氣藏、萬順場石炭系氣藏、中壩氣田雷三氣藏等極少數氣藏為高滲似均質儲層，水侵影響較小，采收率較高。

2 有水氣藏的開發方式

對于有水氣藏的開發，采用的開發方式不同，所獲開發效果是不相同的。長期以來，人們一直都在不斷地研究和探索各種各樣的開采方法[7-11]，具體內容如表2所示。

3 提高采收率技術對策建議

3.1 注非烴氣體驅替天然氣

該法作為一種開發方式，其原理是把非烴氣體 （如氮氣）注入氣水之間，利用氮氣與甲烷的比重差，注入的氮氣段塞既可以作為隔水的屏障，又可驅替天然氣，使圈閉氣成為可采氣，提高天然氣的采收率。A.B.Adler等[12]對該技術中注入氣段塞大小、注入速度和滲透率等進行了研究，目前該方法已經應用于俄羅斯的梅德維日氣田。

表1 有水氣藏地質特征

表2 有水氣藏開發方式

3.2 氣藏數值模擬研究

目前，數值模擬技術已在帶水氣藏開發研究的很多方面發揮重要作用，具體內容包括氣藏水體能量及其活動規律、出水機理、合理開采速度和開采方式、優選排水采氣系統、排水采氣動態效果的模擬預測、提高氣藏采收率措施等。我國已成功使用數值模擬的典型邊底水氣藏有中原油田文23斷塊開發設計 （砂巖底水氣藏）[13]、四川大池干構造帶早期勘探開發評價 （成組帶水氣藏）[14]和四川威遠底水裂縫性氣藏[1]水淹規律研究。

3.3 阻水、堵水采氣措施

阻水工藝是指在氣水界面含水一側打排水井以減緩邊底水的侵入，然后在地層水活躍的高滲透斷裂帶、裂縫發育帶，用高分子聚合物粘稠液建立阻水屏障，阻止邊、底水進入氣藏。該方法于1982年在奧倫堡氣田[7]的進行過現場試驗。

堵水工藝包括機械堵水 （打橋塞、加隔板、封隔器等）和化學堵水 （注水泥、凝膠等堵水劑）。目前國內外研究較多的是改進的聚合物交聯技術、聚合物橋鍵吸附技術等。

目前，Peciko氣田[15]的機械堵水技術和化學堵水技術、Tunu氣田[16]的化學堵水技術以及Kalinovac凝析氣田[17]的交聯堵水技術都已成功應用。

3.4 排水采氣工藝措施

目前常見有優選管柱排水采氣、柱塞氣舉、電潛泵排水采氣、泡沫排水采氣等工藝措施，還有一些新型采氣工藝[18-23]被國內外學者廣泛關注，具體內容如表3所示。

表3 新型排水采氣工藝措施

4 實例分析

4.1 大池干井氣田石炭系氣藏

大池干井氣田[24]是川東北石炭系主力氣藏之一，經20多年的開發，出水氣井增多、開發難度加大，由于地層腐蝕性強、溫度高、靜液面深、復產后井口套壓高，常規排水采氣工藝不能滿足氣藏的要求。以池39井為例，其產層深3230.75m，1994年3月見水后產水量增至40m3／d，被迫轉為間歇生產，至2002年6月因無法帶水生產而關井，其后雖經多次關井復壓 （油、套壓為21.1MPa）、放噴，仍無法復活恢復生產。針對上述情況，建議池39井展開可適用含腐蝕介質井的渦輪泵排水采氣，即可避免地層水腐蝕，又可避免產生抽油桿斷脫故障。此外，同心毛細管技術可解決氣井腐蝕問題，只要能選出符合氣井溫度和壓力的化學劑，該技術即可廣泛采用。

4.2 張家場氣田

張家場氣田石炭系氣藏[25]位于四川盆地東部，于1981年投產，到2008年12月，采出程度達到61.21%，已進入開采后期，水侵現象嚴重，氣水同產井占70%，多數井依靠泡沫排水維持生產，并展開過進行泡排與防腐的配伍性研究，并于2003年連續油管試驗成功，成為氣田排水采氣主要措施之一。由于氣田所產天然氣中的H2S、CO2對氣井具有較大的腐蝕性、氣井較深 （4300～4930m）、油套連通性差 （如張3井、張14井、張28井油管嚴重阻塞）、位于斷層附近張5井和張28井水氣比相對較高，這給排水采氣帶來困難。針對上述問題，建議對張3井、張14井展開排量大、抗腐蝕的渦輪泵試驗，作為氣田后期開采的后續工藝技術；針對張28井埋藏深、高水氣比以及油套聯通性差的問題，建議展開電潛泵-氣舉符合排水試驗。此外，應篩選出與地層配伍的化學劑并使用毛細管柱技術對氣井進行防腐和清除鹽垢。

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