淺層氣藏前期堵水工藝應用分析

摘 要：勝利油田魯明天然氣公司擔負著鹽家、單家寺、林樊家、八里泊、邵家、義東等6個油氣田的氣層氣開發管理。這6個油氣田氣層氣主要以淺層巖性氣藏為主。據統計，勝利油氣區出水氣藏儲量約占已開發氣藏的62.7%左右，魯明天然氣公司為77.4%。根據生產開發實際和統計結果分析，魯明天然氣公司目前和將來面臨的主要開發難題就是出水氣藏的綜合治理工作。這項工作開展得好與壞，將直接關系到天然氣的開發效果。

關鍵詞：淺層氣；堵水；應用

在天然氣公司目前已投產的3個區塊共有生產氣井24口，出水井14口，所占比例為58.33%，生產管理難度較大。在開發過程中，一旦氣井見水后，導致產量、壓力快速下降，嚴重的甚至造成水淹氣藏，對儲層造成不可逆的傷害。其一，水侵時，由于高滲大孔道及裂縫導流能力強，相同井底壓力下，氣藏儲層內部壓力下降不均衡，高滲區壓降過快，導致邊水推進速度加快。地層水很難進入低滲高壓孔隙，而是繞過低滲孔隙帶，沿裂縫或大孔隙滲流入井，氣藏可能會形成水侵封隔區，也就是“水鎖效應”形成氣藏內的低滲透帶高壓死氣區。即使周圍壓力已經低于圈閉氣壓力，由于水的界面張力以及水與巖石表面的作用力，圈閉氣可能仍然無法流動，使得圈閉的氣體能量無法釋放，即使氣井只產少量的水，由于儲層水侵后形成的圈閉氣也很嚴重，可使最終采收率降低10%-30%。其二，氣層巖石都是親水的，巖石對水有吸附作用，水侵入地層后，巖石表面水膜就會變厚，對天然氣的滲流阻力增大，降低儲層氣相滲透率。多數情況氣藏儲層水侵后，隨著儲層含水飽和度的增加，氣相相對滲透率嚴重下降，氣井產量迅速下降，提前進入遞減期。其三，氣井產水后，油管柱內形成氣水兩相流動，管柱內的阻力損失顯著增大，不僅氣井過早停噴，自噴期縮短，而且由于氣層中和管柱中壓力損失增大，將造成氣藏廢棄壓力增高，使采收率下降。淺層氣井本身產氣量較小，一般在0.5-1.0×104m3/d，攜液能力較小，一旦產液影響氣井產量，形成惡性循環，很容易就在很小的出砂量的情況下形成嚴重的井筒積液。針對勝利氣井的73mm生產管柱，假設每天有0.1m3的積液滯留井筒，積液的高度可達20m，在30天后積液高度達到600m，附加的井底回壓高達6MPa。這樣很少的井筒積液形成的回壓很大，這其中還不包括氣體帶來的壓力，井筒中的摩擦阻力，滑脫損失帶來的壓力損耗等。因此，需要對井底積液有足夠的重視，及時排液措施。

這些傷害，在氣田的開發過程中，已經有了具體體現。鹽氣1-斜1、鹽氣1-斜5由于工作制度選擇不合理，造成氣井過早見水，雖然調整了工作制度和實施了化學排水措施，但是效果不是很理想，也僅僅維持了一個多月，最終出水嚴重而停產。目前這兩口氣井的套壓較高，油壓為零。

在氣水氣藏開發中，邊底水有利的一面是為氣藏的開發提供了能量，不利的則是水侵形成的氣液兩相流會增加的氣相的滲流阻力，還可能因水鎖效應形成局部水封氣，使得氣藏的廢棄壓力增高，采收率下降。因此在氣水氣藏開發中，通過合理的開發模式，降低或者減少水驅在儲層出現的負面影響，有效利用邊底水的水驅能量，是常見的開發模式中的出發點。水驅氣藏開發模式分析如下：

1 控水

根據氣田儲層性質變化、裂縫分布及連通情況進行分區，選擇合理布井控制水驅的不均勻侵入，在避免水侵影響的同時充分利用水體的彈性能量，在大的邊底水氣藏開發中常見。

對于淺層巖性氣藏，如何能夠有效控水，主要體現在兩個方面：一是盡量減少氣層的射開程度，增加底水錐進的緩沖；二是確定合理的工作制度，降低生產壓差，確保氣井在合理產能下的平穩運行。

2 堵水

在氣藏開發早期，部分氣井見水時實施堵水較為有利。對于開發早期的氣井（藏），若采用排水采氣，會促使水侵活動加劇，使氣和水的相滲透率發生變化，造成水封閉氣；而且處理大量排水也是一個大問題。

堵水是利用聚合物的膠聯技術和聚合物橋鍵吸附技術，通過注入聚合物化學劑，在裂縫發育和水侵危險地帶，建立阻水屏障，阻止邊、底水進入氣藏，拖住邊、底水的推進。針對氣藏不同出水情況，其堵水施工工藝也不盡相同，對于氣水層壓差大、氣層厚應選用凝膠強度大，選擇性好的地下聚合生成凝膠的堵劑。對于同層底水，從含水量和出水時間分析，水錐形成快，范圍較小，僅在井筒周圍有一漏斗型水錐，可利用選擇性堵劑在井筒周圍打一較高強度的隔板，控制底水錐進，然后采取有針對性的防砂措施，達到既控水又防砂的目的。

3 排水

通過控水、堵水措施，可以有效延長氣井的無水采氣期，但是到了開發中后期，氣水氣藏不可避免的會面臨出水的問題，早期見水時，由于氣水接觸面間尚未形成壓力差或未發生嚴重水侵之前，就作出主動排水的選擇。使水驅氣藏的驅動類型發生較大改變，使水驅變弱水驅或者純氣驅的開采方法，從而避免或消除水侵危害。隨著水量的不斷增大，不斷選擇合適的排水工藝措施。

為了延長氣井的無水采氣期，對于存在底水的氣藏，開展了堵水試驗。鹽氣1-斜5為已出水氣井，實施堵水后累計生產140多天，累計產氣40萬方，后因再次出水而水淹關井。根據鹽氣1-斜5的試驗經驗，對于存在底水的新投氣井進行了堵水試驗措施，單家寺區塊中有三口井進行了堵水作業，單氣1-斜1、單氣1-斜6、單氣1-斜9，林樊家有兩口井進行了堵水，林氣1-斜4和林氣1-斜5井。從現場生產數據看，效果較好，生產情況穩定。林樊家區塊中，對實施堵水作業的林氣1-斜5井和沒有堵水措施的林氣1-2井的開發效果進行對比分析后可以看出，林氣1-斜5井從投產以來一直生產比較穩定，產量一直維持在2000方/天左右，油套壓也比較穩定，目前油套壓維持在5.2/5.4Mpa左右，林氣1-斜5井到目前為止還沒出水；林氣1-2井投產之前沒有進行堵水，該井從2010年五月份見水后，產能下降較快，從5000方/天下降到2500方/天，目前該井主要依靠投棒排液以維持生產，每次投棒后產能就會上升，之后隨著井筒積液增加，產能和油壓會逐步下降。

天然氣公司投產的三個區塊中已有58.3%的氣井出水或水淹，由此可以看出前期堵水措施有很大的實施空間。由前面的開發效果分析也可以看出，雖然前期堵水有較高投入，投入大概在17-20萬左右，但確實可以延長氣井的無水采氣期，穩定氣井生產，提高采收率，減少氣井后期措施維護費用。

在氣水氣藏開發中，由于水侵形成的氣液兩相流會增加氣相的滲流阻力，同時因為水鎖效應形成局部水封氣，使得氣藏采收率下降。所以對氣井進行前期堵水防砂作業至關重要，這樣才能保證氣井較長時期穩產，而且可以使氣藏能在合理的采氣速度下獲得較高的采收率，從而獲得較好的經濟效益。