对水驱气藏采收率的新认识 ——以南海西部典型水驱气藏为例

为揭示南海西部水驱气藏采收率普遍高于行业标准参考范围的机理,基于产水气藏物质平衡动态预测方法,选用Carter-Tracy非稳态水侵量计算模型,在考虑产水条件下生产指标动态预测的基础上,开展了水驱气藏采收率影响因素研究,并结合南海西部水驱气藏生产实践重新认识了水驱气藏采收率.研究结果表明:①水驱气藏采收率与气藏水体半径...     

水驱气藏水淹风险描述及防控对策

水淹问题已成为我国气田开发过程中影响气藏上产、稳产的难题。为此,对导致气田水淹的客观、非客观因素进行了分析,明确了水淹造成的危害,并提出了防控对策;在此基础上,以某基岩气藏的开发为例,深入剖析了造成该气藏水淹的主要原因,并总结了经验教训。研究结果表明:①针对气藏开发须树立水淹风险管理意识,为规避水侵失控,应开展水淹风险描述,并制订避水、控水、治水的阶段性措施方案,进行全过程控水管理;②强化气藏水文地质勘察研究,在开发早期利用探井获取相关资料,寻找邻近气藏水体周边的高孔隙度、高渗透率储集体及纵横向压力亏空的储集体作为侵入水转移的场所;③开发过程中,分井区优化配产并适时调整,力求边水、底水和层间水均衡推进;④对气田开发方案编制规范进行修订,识别边水、底水水源,评价渗流通道及水体大小,评估和预测气藏水淹风险,增加气藏先期控水的专题方案,使水侵受控,以最大限度地规避水淹风险;⑤对复杂气藏的储量采用容积法和多种动态法进行计算,互为参考,并且在进行试采评价后正式提交探明储量,在开展可动用储量评估后再提交开发项目建议书,谨慎大规模投资建产。     

水驱气藏典型水侵量计算方法综述

对于水驱气藏,若用物质平衡方程式计算动态地质储量以及进行动态的预测,首先必须知道水侵量的大小。在气藏的实际开发经验中,研究者也发现:随着气藏的开采,与气藏相连的外部天然水域由于气藏内部的地层压力的下降而开始侵入气藏,即会造成气藏的水侵,同时也补充了气藏的能量。气藏水侵的强弱与地下水体的孔渗、水体厚度、几何形状等因素有关。通常获得水体信息的方法是通过假设或根据地质特征和气藏参数从而推断得来。对于计算水侵量为水驱气藏采收率计算等的研究具有实际的意义,本文综述了两种计算水侵量的典型的计算方法。     

不稳定试井监测气井早期水侵

水驱气藏水侵的识别方法主要有产出水分析、视地层压力法、水侵体积系数法、视地质储量法、生产动态分析法等,要求较长生产时间和较高采出程度,不利于水侵的早期识别。在已有研究成果基础上,利用不稳定试井理论模型,提出了底水水侵不稳定试井识别方法。此方法能同时监测气藏气井早期水侵、诊断水侵类型及水侵状况,及时调整气藏生产规模和采气速度,延缓水侵速度达到提高气藏采收率的目的,这样能及时有针对性的制定控水、治水对策。     

遗传算法在水驱气藏地质储量及水侵量计算的应用

对于水驱气藏,特别是比较活跃的水驱气藏。水侵主要维持地层压力,并将产量维持在初始产量,直到水锥突破,其结果直接影响到气藏的采收率,因此如何准确计算水驱气藏地质储量和水侵量大小,对气藏动态预测显得非常重要。国内外学者曾作过大量的研究,但由于过分理想化的假设,使计算过程繁琐且结果精度不高。本文以物质平衡方程为基础,建立了关于地质储量和非稳态水侵量的非线性模型,并采用遗传算法进行求解,可以直接计算水驱气藏的地质储量及水侵量。通过实例对比分析,证明此方法具有计算过程简单、快速,计算结果准确、实用的特点。     

气藏早期水侵识别方法

地层出水会直接导致气井产能的损失与气藏采收率的降低,也会给气藏的开发带来严重的不利影响。在水驱气藏的开发中,水侵的早期识别是充分利用无水期进行生产与主动地实施治水措施的前提。目前水侵的识别方法主要有产出水分析、压降曲线识别、试井监测和模拟计算等。在阐述了这些方法的原理、适应性与存在的问题的基础上指出,应基于气井地质信息,采用多种方法进行水侵识别。     

低渗透底水气藏水侵动态模拟实验及其对采收率的影响

水侵是底水气藏衰竭开发的常态,而水侵对于气藏开发动态有何影响,又如何影响采收率是气藏开发关注的重点和难点。根据气藏构造及底水水侵特征,设计出入口之间多测压点的实验流程,运用带有多个测压点的长岩样模拟低渗透底水气藏衰竭开发动态过程,研究均质和纵向非均质底水气藏的水侵动态、规律及其对采收率的影响。研究结果表明：(1)均质气藏衰竭开发过程中底水侵入动态受储层渗透率影响明显,渗透率在0.1 mD左右或更致密时,底水侵入非常缓慢,水体能量补充有效性不足,废弃压力决定于渗透率,对采收率影响不大;相反,渗透率越高,水侵越快,水体能量有效性强,见水越早,废弃压力越高,采收率明显降低。(2)纵向非均质底水气藏的水侵动态受控于不同渗透率储层的叠置模式,致密储层接近于底水可有效延缓水侵速度,降低废弃压力,提高采收率;相反,水侵速度加快,废弃压力高,采收率低。结论认为,运用物质平衡方程导出的底水气藏采收率计算模型可以准确拟合岩样的开发动态特征与采收率,气藏开发实例证明了采收率模型对于底水气藏水侵开发动态及采收率预测的有效性。     

有限底水驱气藏气水均衡同采的实例评价

为提高有水气藏的采收率,在物质平衡原理分析的基础上,提出了一种与水驱气藏常规开采方式（排水采气）不同的思路--气水均衡同采。具体地讲,就是在气田开发初期、气藏尚未发生严重水侵之前,进行主动排水。在含气区采气的同时,也在含水区排水,使两区的地层压力均衡下降、气水界面保持稳定,使水驱变为纯气驱。实例分析证实,气水均衡同采是一种理论与技术上均可行的水驱气藏有效开采方式,具有明显的技术优势。该开采方式避免了选择性水侵的发生,大大提高了宏观上的波及系数和微观上的驱替效率,基本消除了水锥现象的发生,从而提高了气藏的最终采收率。该研究成果为改善水驱气藏的开采效果提供了新的技术思路。     

塔里木盆地库车坳陷超深层裂缝性致密气藏水封气动态评价方法

塔里木盆地库车坳陷超深层裂缝性致密气藏边底水发育,断裂、裂缝成为水侵的“高速公路”,产生“水封气”效应,降低了气藏采收率,但目前缺乏有效评价方法。为此,在分析气藏水侵特征的基础上,建立考虑裂缝发育规模、外围水体强度两因素的裂缝性气藏水封气动态评价方法,并应用于库车坳陷3个已开发的超深层区块,静动态结合对评价结果的有效性进行验证,针对性地提出了提高气藏采收率的对策。研究结果表明：①裂缝非均匀水侵受构造部位、裂缝发育程度和缝网组合方式共同控制,可划分为3种水侵模式：核部边水沿大裂缝窜进型、翼部边底水沿裂缝侵入型、低部位底水沿裂缝/小断层快速暴性水淹型;②3个典型区块水侵替换系数在0.2~0.3之间,均为次活跃水体气藏,但水封气发生的严重程度差异大,水封气越严重,气藏采收率越低;③对于方向性贯穿大裂缝型气藏,应开展堵水现场实践;对于裂缝密度高的缝网型气藏,温和开采可以控水,早期排水可以减弱水侵的影响,从而提高气藏采收率。结论认为：水封气动态评价新方法可以为库车坳陷超深层气藏裂缝非均匀水侵动态评价和气藏提高采收率提供可靠依据并支撑库车坳陷超深层气田群控水治水政策制定和经济高效开发。     

水驱气藏水侵动态储量损失实验研究

针对水驱气藏水侵动态储量损失规律认识不清的问题,通过水驱气实验研究了水驱气藏水侵动态储量损失规律,并借助核磁共振技术,研究了水封气微观分布特征。结果表明:单个岩样的水侵动态储量损失率随地层径向驱替压力梯度的增大呈先减小后增大的趋势,总体上水侵动态储量损失率随岩样渗透率的增大而减小;水封气量随孔隙半径增大呈先增大后减小的趋势,水封气主要分布在原本含气而孔隙半径相对较小的孔隙中。研究认为,对于水驱气藏的开发,应通过室内实验确定合理生产压差,尽可能减小水侵动态储量损失,从而改善水驱气藏开发效果。该实验研究成果对于制订水驱气藏控水、治水技术政策和气藏开发后期确定潜力区域具有重要的指导意义。     

复杂油藏开发中的能量保持研究

对于边底水驱油藏、应力敏感油藏与高油气比油藏等复杂油藏,如果地层能量保持不适当,将会改变储层的渗流特征,显著降低油藏的采收率和开发效益。在深入研究复杂油藏生产特征的基础上,根据渗流理论阐述了边底水驱油藏水侵对储层的伤害、高油气比油藏脱气对渗流的影响、应力敏感油藏在较大应力下对渗流的影响,同时分析了其影响程度与地层能量保持的相互关系。在此基础上,提出了复杂油藏能量优化控制措施:对于边底水驱油藏,可以通过控制采油速度与产量、采用合理的井型及控制地层能量,改善油藏渗流特征,促进油藏的高效开发;对于应力敏感油藏和高油气比油藏,可以通过采用合理的井型、适时注水、采用合理的开采速度、改善油藏的渗流特征,提高采收率。     

提高边水气藏采收率的方法研究

气藏开发实践表明，边水气藏的采收率要比定容气藏低得多。如何采取有效的方法提高边水气藏的采收率一直是气藏开发领域的一大难点。为此，从目前边水气藏的采收率普遍较低的现状分析出发，通过对边水气藏气、水两相渗流特征及影响水驱气藏采收率机理的分析发现，气藏的废弃压力和水侵波及系数是控制气藏一次采收率的主要因素。为提高边水驱气藏的采收率，目前传统的做法是控制气藏开采速度、保持气藏能量、尽可能地延长气藏的无水采气期和控制边水的入侵速度，这种开采方式最终造成边水气藏水淹时的废弃压力很高，而采收率较低的局面。由此建立了加快边水气藏开采速度、降低气藏废弃压力、增大水侵体积系数可以有效地提高边水气藏采收率的观点，文章从理论上论证了该思路的可行性，并以实际边水气藏为例进行了计算，计算结果说明了本思路的正确性。     

涩北气田弱水驱气藏水侵早期识别方法

弱水驱气藏开发早期的水侵特征不明显,识别起来比较困难。现场多采用水样监测和对水气比曲线进行分析等方法对气藏的水侵特征进行识别,但这些方法都是在地层水进入气井之后才能进行判断,不利于提前采取预防措施。以涩北二号气田边水能量较弱的A气藏为例,通过引入生产指示曲线法、存水体积系数法和视地质储量法对气藏早期的水侵特征进行识别,并通过不同采出程度下的曲线特征进行了对比。结果表明：视地质储量法对气藏水侵作用敏感性强,曲线发生上翘拐点时对应的采出程度最低,比现场经验法低20%;视地质储量法水侵识别结果可靠性高,能更早地发现气藏的水侵特征。该研究成果对于无裂缝发育、孔隙性相对均质的弱水驱气藏进行早期的水侵特征识别具有指导意义。     

底水油藏注水开发水淹模式探讨

在底水油藏的开发过程中,常因底水锥进而造成油井大面积水淹,能否采用注水补充压力阻止底水锥进,一直是油藏工程师关心的问题。在对我国西北某底水油藏采油井的开采动态特征进行分析后,根据工区的地质参数,分别采用数值模拟技术、流线模拟技术和虚拟示踪剂模拟技术,对底水油藏注水不见效的原因进行了分析,认为注入水的主要驱替路径是:大部分注入水优先流向底水区,然后驱动底水往生产井流动,生产井表现出明显的底水锥进特征。这种注入水的驱替路径表明:在底水油藏,注水保持油层压力的方法不能抑制底水锥进。     

深海底水气藏水侵规律与水侵风险识别方法

为了探索深海底水气藏控水开发策略,基于南海LS17-2深水气田的地质特征、水体特征及开发特征,针对水平井开展沿程产气剖面测试实验与大型3D底水气藏水侵物理模拟实验,定量分析底水脊进影响因素,在此基础上建立了适用于深海底水气藏开发的水侵风险识别方法。研究结果表明：①底水气藏开发过程中水体的脊进受到储层非均质性、生产制度、水平井筒趾跟效应的影响,并且上述3个因素对水侵的影响程度依次减小;②井区横纵比决定了气井产能是否会受到水侵风险的影响,而储层的非均质性会影响水侵风险识别界限,并且储层非均质性越强,横纵比安全界限值越小;③渗透率级差为1、10、20、30时,横纵比安全界限值依次为41.18、21.61、12.60、5.31;④基于建立的渗透率级差与井区横纵比安全界限值的关系曲线,A4H井储层平面渗透率级差为30、横纵比为77.20,远远大于横纵比安全界限值（5.31）,该井受到水侵影响的风险高,必须进行控水开发。针对深海底水气藏的控水开发,提出以下策略：①通过改善水平井筒趾跟效应以及削弱储层非均质性的影响,来抑制底水的不均衡脊进,相应措施为适用于水平井的环通多级人造井底技术与变密度筛管技术;②对开采制度进行调控,以防止不均匀水侵的形成,相应措施为周期采气技术;③在井底附近建立阻水屏障,进而抑制前缘水头的脊进,相应措施为水平井充填透气阻水砾石技术;④兼容并蓄,形成各阶段相互弥补的全生命周期气藏复合控水开发技术。结论认为,该研究成果不仅可以用于储层渗透率级差介于1～30、采气速度为3%条件下的深海底水气藏水侵风险判断,而且还可以为海上、陆上底水气藏的控水开发提供借鉴。     

水驱气藏动态储量和水侵量计算新方法

为了解决由于水侵量未知导致水驱气藏储量计算困难的问题,基于气藏压力下降引起水体压力下降、水体孔隙收缩和水体中水的弹性膨胀导致水侵的机理,应用物质平衡原理,推导出了水侵量计算模型,建立了水驱气藏动态储量和水侵量计算新方法,该方法可同时计算出气藏的动态储量和水侵量。在此基础上,应用理论数值模型和实例验证了本文方法的可靠性。最后将本文方法应用于番禺某气田3口井的动态储量和水侵量预测。研究结果表明:①水驱气藏综合产出流体地下体积与综合弹性能的指示曲线为过原点的一条直线,直线的斜率就是动态储量的数值;②水侵量可以通过拟合过程中确定的水体倍数进行计算;③建立的方法也可用于判断天然气弹性能、气藏岩石和孔隙水弹性膨胀能、水体能量(包括水体岩石和水体孔隙水的弹性膨胀能)在整个驱动能量中的占比的变化,评价水驱气藏水侵能量强弱,为气藏防水治水措施提供依据。     

边、底水气藏水侵规律可视化实验研究

针对边、底水气藏开发过程中的水侵问题,根据不同类型气藏的主要储集空间特征设计相对应的可视化物理模型,并利用水侵规律物理模拟实验系统开展了孔隙型、裂缝型、孔洞型和缝洞型气藏水侵规律可视化实验研究。结果表明：孔隙型气藏采出程度高,水侵前缘近似均匀推进,见水后水气比增加缓慢;水体在裂缝型气藏中优先沿着裂缝快速突进,同时在毛细管力和润湿性的作用下,储层基质发生渗吸,封闭基质中的气体,在缝网中间形成大量残余气,造成裂缝型气藏采出程度的大幅下降;储层中孤立的洞和缝主要为气藏提供储集空间,水体优先进入洞和缝,在局部对水侵影响较为显著,但对整体水侵前缘的推进影响不大;缝、洞沟通的气藏,水体沿着裂缝快速的充满洞,当出口端通过缝、洞与边、底水沟通时,气藏将在短时间内因为水淹而停产,此时气藏仅仅动用了缝和洞中的气体。研究成果对边、底水气藏的有效开发具有指导和实践意义。     

疏松砂岩稠油油藏水驱后期转蒸汽吞吐及其防砂措施研究

方法 利用蒸汽吞吐开采技术及配套的防砂措施,开发水驱后的疏松砂岩稠油油藏。目的 探索疏松砂岩稠油油藏水驱开发后期进一步提高采收率的途径。结果 在采取相应防砂措施基础上,将高温高压蒸汽注入油层后,使原油粘度下降,原油在地层中的流动性大大增强,油井采出液中含水下降,油量上升,油层动用程度得到改善。结论 蒸汽吞吐开采与相应的防砂措施结合是提高疏松砂岩笛油油藏采收率的有效途径。