【導(dǎo)讀】井底，造成氣井水淹，嚴(yán)重影響氣井產(chǎn)能。本課題旨在分析此類凝析氣井低產(chǎn)原因的基。礎(chǔ)上，在室內(nèi)開展治理低產(chǎn)凝析氣井的實(shí)驗(yàn)評價，提出有效可行的增產(chǎn)措施。析氣井的反凝析、水鎖和水淹對儲層的傷害，提高水驅(qū)凝析氣藏的最終采收率。析得知以上因素對凝析氣井產(chǎn)能影響很大，導(dǎo)致部分凝析井面臨停噴或停產(chǎn)的危險；復(fù)倍，為水鎖前滲透率的70%；未加入土酸的組合段塞次之，滲透率恢復(fù)倍，可見土酸對儲層具有較好的改造作用，在解除反滲吸水鎖傷害。中起到了顯著的效果；×10-3μm2，最終封堵率為%；乳化油堵水后的最終滲透率為×10-3μm2，最。明顯優(yōu)于乳化油。了小幅度的提高，說明解水鎖劑具有使凝膠失水，從而降低凝膠強(qiáng)度的效果；溫凍膠”進(jìn)行氣井調(diào)剖堵水，達(dá)到凝析氣井恢復(fù)或穩(wěn)定產(chǎn)能的目的。

　　

【正文】 ogcgooBRByByBRBSBySRBRSBySdpdS?????????????????????????????? ???????????????????????????????????? ???1111 (213) 式中： ? ? ? ?gcgrggscscooorogcgrggscscoosogroggcgrgoooroggcgrgoosogrouykTZPPTBkykTZPPTBRkBykBkBykBRkR ???????????????????????11 (214) 式中： krg， kro— 氣、油相對滲透率 。 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 15 μ g，μ o— 氣、油粘度 。 Bg， Bo— 氣、油體積系數(shù) 。 ρ g，ρ og，ρ o， — 氣、油中溶解氣、油在常溫常壓下的密度 。 Rs— 地層中反凝析油的溶解氣油比 。 So— 凝析油飽和度 。 Zg— 凝析氣在壓力 P、溫度 T 下的偏差因子 。 Psc、 Tsc— 分別為標(biāo)準(zhǔn)壓力、標(biāo)準(zhǔn)溫度 。 Yc— 凝析油可凝析氣的摩爾含量 。 Xc— 析出凝析油的摩爾含量 。 Xcmax— 析出凝析油最大摩爾含量。 其中， Yc、 Xc和 Xcmax的關(guān)系如下 : cccc x xxy ? ?? 1max (215) 首先求得式中的各基礎(chǔ)參數(shù) (krg、 kro、μ g、μ o、 Bg、 Bo、ρ g、ρ og、ρ o、 Rs、 Zg、Psc、 Tsc)，再利用 RungeKutta 數(shù)值積分方法對上式 進(jìn)行積分，則可以得到凝析氣井近井地帶儲層 反 凝析油飽和度和地層壓力之間的關(guān)系。 影響凝析傷害的因素 1） 毛管數(shù)效應(yīng) 毛管數(shù)定 義為粘滯力與毛管壓力的比 [42]： ???? ???? IF T PkIF Tggg (216) 式中： cN — 毛管數(shù)； k— 絕對滲透率， 103μ m2； IFT — 界面張力， smN/ ； ?— 孔隙度； g? — 氣相滲流速度， sm/ ； g? — 氣相粘度， MPa s； P? — 壓力梯度， MPa/m。 凝析氣的反凝析現(xiàn)象發(fā)上在近井地帶周圍，由于井徑附近氣體流速相當(dāng)快，所以氣體在高速流動下將凝析油攜帶至地面，相對降低了該區(qū)域的凝析油飽和度，緩解了反凝析污染效應(yīng) ； 流體相對滲透率隨流動速度增加而增加的現(xiàn)象稱為速度效應(yīng) (velocity srtipping)和正向穩(wěn)合效應(yīng)（ Postiive coupling)，即毛管數(shù)效應(yīng) [32]，并且氣相在高速流動下相對滲透率的增幅與毛管數(shù)有關(guān)，該現(xiàn)象已被很多室內(nèi)巖心流動實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 ； 毛管數(shù)效凝析氣井低產(chǎn)因素分析及增產(chǎn)對策研究 16 應(yīng)表明，凝析氣井近井地帶凝析油飽和度在高速氣體攜帶下逐漸減小，即反凝析污染降低。 2） 慣性效應(yīng) 慣性效應(yīng)是指油氣在儲層中高速流動下，氣相相對滲透率隨之降低的現(xiàn)象。 Hederson等人研究發(fā)現(xiàn)，在高凝析油飽和度條件下的毛管數(shù)效應(yīng)更加顯著，而在低凝析油飽和度條件下，慣性效應(yīng)更加明顯，即地層反凝析污染隨著流體流速的增加而加重。 3） 多孔介質(zhì)吸附作用 儲層巖石顆粒表面對油氣會產(chǎn)生吸附作用，使得孔隙介質(zhì)對凝析氣的相 態(tài)和凝析油飽和度的變化都存在顯著的影響。地層巖石顆粒比表面積相當(dāng)大，使得多孔介質(zhì)表面對儲層中凝析油、氣和水具有不可忽略的很強(qiáng)的吸附效應(yīng) ； 隨著凝析氣井開采，井底壓力降至露點(diǎn)壓力之下出現(xiàn)反凝析現(xiàn)象，凝析氣井近井地帶地層中會出現(xiàn)自由凝析油、凝析氣以及被吸附于多孔介質(zhì)表面的油氣相的三相共存關(guān)系，并存在自由凝析油和凝析氣的兩相滲流狀態(tài) ， 并且吸附油氣相不參與流動，而是堵塞在儲層滲流通道，降低了儲層孔隙空間，增大氣相的滲流阻力，使得氣相的相對滲透率大幅度降低，加重了凝析氣井的反凝析污染。 儲層巖石表面對油氣吸附作用強(qiáng)度 主要取決于油氣水的組成和組分、狀態(tài)以及儲層孔隙結(jié)構(gòu)性質(zhì)。隨著凝析氣藏壓力的衰竭，重質(zhì)組分凝析油優(yōu)先反凝析，參與巖石表面的吸附作用，近井地帶的凝析油飽和度上升，因此，如果凝析氣的重質(zhì)烴組成較高，那么在凝析氣井的實(shí)際生產(chǎn)過程中，從凝析氣中出來的重質(zhì)凝析油的吸附作用會很嚴(yán)重，加重了凝析氣井的反凝析傷害程度。 4） 地層壓力分布 地層壓力的大小與反凝析密不可分。隨著凝析氣井的生產(chǎn)，地層壓力逐漸降低至露點(diǎn)壓力以下，井底壓降漏斗逐漸傳播至遠(yuǎn)處，根據(jù)地層壓力的分布情況，在地層中會出現(xiàn)不同程度的反凝析強(qiáng)度。一般說來，凝析氣 井的井底壓力最低，反凝析污染最為嚴(yán)重。 5） 凝析油飽和度的變化規(guī)律 根據(jù)凝析氣藏中地層壓力的分布，凝析氣井周圍儲層中凝析油飽和度不相同，井底附近的凝析油飽和度較高，反凝析污染嚴(yán)重；遠(yuǎn)離井底處壓力較高，凝析油飽和度較低，所以反凝析污染相對較輕。因此，凝析油飽和度決定著反凝析污染程度。 6） 表皮系數(shù)的影響 凝析氣藏一旦出現(xiàn)反凝析現(xiàn)象后，凝析油在儲層中聚集，減小了氣相滲流通道，對氣相的流動產(chǎn)生了一個附加阻力，即凝析表皮系數(shù) ； 凝析 把 表皮系數(shù)與地層壓力的大小有關(guān)，反凝析和再蒸發(fā)的程度取決于壓力值 ； 凝析氣井在生產(chǎn)過 程中所產(chǎn)生的表皮系數(shù)可以劃分為機(jī)械污染表皮系數(shù)和反凝析污染表皮系數(shù)，前者在生產(chǎn)過程中會逐漸改善，而反凝析表皮系數(shù)隨著凝析油的堆積會增大，反凝析污染加劇。 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 17 7） 地層混合物中的重?zé)N含量 凝析氣組分中重?zé)N含量越大，其反凝析過程中析出的凝析油就越是偏于重質(zhì)組分，對儲層的傷害就越嚴(yán)重。因此，凝析氣重質(zhì)組成越大，反凝析傷害程度越大。 凝析氣井水淹傷害 氣井水淹傷害機(jī)理 對于氣藏來說，水體既是作為氣藏開采的驅(qū)動能量，又會對氣井生產(chǎn)帶來巨大的威脅。較多氣藏都有著邊底水，隨著生產(chǎn)過程中氣藏壓力 的下降，邊底水侵入氣藏，并且水體推進(jìn)很快，氣井一旦見水后產(chǎn)量就會大幅下降，甚至造成氣井停噴或者停產(chǎn)。 當(dāng)氣藏邊底水與氣藏隸屬于一個壓力系統(tǒng)的時候，隨著氣井生產(chǎn)所帶來的壓降，在水體與氣井將會產(chǎn)生一個壓差，該壓差推動水體沿著滲流通道侵入氣井井底，即“水錐”現(xiàn)象 [48]。 水錐對于氣井的開采來說是不利的，因?yàn)橐坏┑貙铀M(jìn)入到井筒中，氣井井筒由單相氣流動變?yōu)闅馑畠上嗔鲃?，舉升難度加大，當(dāng)氣井井筒中水量到大將氣井壓死后，將造成氣井停產(chǎn)的嚴(yán)重后果。 通常氣井見水關(guān)井后，由于“續(xù)流”作用的存在，地層水會沿著滲流通道繼續(xù)侵入氣井。在滲析作用下，水會充滿孔隙空間，在氣井周圍形成一道“水墻”，堵塞了絕大多數(shù)的滲流通道，長時間如此，氣井開井后“見水不見氣” [49]。 氣井一旦見水，儲層中氣相相對滲透率減小，氣井產(chǎn)能降低，另外氣井井筒內(nèi)流體密度變大，回壓增大，儲層的實(shí)際生產(chǎn)壓差減小，隨著井筒積液的逐漸增加，當(dāng)氣井回壓與地層壓力相等的時候，生產(chǎn)壓差為 0，氣井水淹停產(chǎn) ， 在該情況下，氣井的控制儲量被氣井周圍的“水墻”封隔，即“水淹”，會嚴(yán)重影響氣井乃至氣藏的廢棄壓力和最終采收率。 氣水界面氣層氣井水層水氣水界面氣層氣井水層水平縫縱縫氣水界面水層水水氣層氣井平縫縱縫氣水界面水層水水氣層氣井 圖 25 水錐型水侵模式 圖 26 橫侵型水侵模式 影響氣井水淹的因素 1） 水體類型 氣藏下部水體可分為底水和邊水，一般說來，由于底水氣藏的氣水接觸面要大得多，凝析氣井低產(chǎn)因素分析及增產(chǎn)對策研究 18 因此在實(shí)際生產(chǎn)過程中底水“錐進(jìn)”比邊水氣藏的邊水“橫侵”要活躍得多。 2） 地層非均質(zhì)性 隨著氣井的開采，氣井周圍壓力降低，當(dāng)壓降漏斗波及到水體后，水體開始推進(jìn)，并且首先沿著滲透率大的滲流通道侵入。因此，對于滲透率非均質(zhì)性較強(qiáng)的地層，其水侵速度更快，“ 水竄”或者“ 水錐”更明顯。 3） 氣水界面位置 氣水界面與氣井生產(chǎn)層段之間的距離決定著氣井的見水時間，氣水界 面離氣井射孔位置越近，邊底水水淹至井底所需時間久越短，氣井水淹更早。 4） 氣井鉆開程度 國外有的水驅(qū)氣藏把控制氣井的鉆開程度作為延長無水采氣期的一項(xiàng)措施，并提出一般底水氣藏鉆開程度小于 30％、邊水氣藏以 50％ 60％為宜 ， 并提出建立“人工擋板”、以及氣井出水后打水泥塞以減少鉆開程度等措施 ， 上述措施的地質(zhì)基礎(chǔ)是建立在水侵方式為“水錐”的基礎(chǔ)上的，儲層特征是均質(zhì)或似均質(zhì)的，井底距原始?xì)馑缑嬖竭h(yuǎn)，所需出水壓差越大，越不易出水，有利于延長無水采氣期，如果能在井底附近建立一個人工橫向擋板，對水錐錐進(jìn)可能起到遮擋作用，從 理論上無疑也是正確的。 5） 生產(chǎn)壓差 在氣井實(shí)際生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)壓差的大小決定著水體的推進(jìn)速度，如果氣井生產(chǎn)壓差較大，那么氣水界面將會出現(xiàn)不規(guī)則性的推進(jìn)，很容易出現(xiàn)“ 水竄”或者 “水錐”現(xiàn)象，最終導(dǎo)致氣井過早水淹停產(chǎn)。 6） 采氣速度 邊、底水活躍的氣藏，慎重地選取采氣速度是十分重要的，采氣速度過高，氣藏?zé)o水采氣期短，最終采收率低。對一些活躍的邊底水氣藏，通過選取一個適當(dāng)?shù)牟蓺馑俣瓤山档退謴?qiáng)度，使地層水緩慢而均勻地推進(jìn)，從而可提高氣藏的采出程度，因此為避免過早水竄或水錐，單井應(yīng)控制產(chǎn)量生產(chǎn)，氣藏采氣速度一般以 2%左右為宜。 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 19 第 3 章 凝析氣井低產(chǎn)原因分析 井筒積液導(dǎo)致的反滲吸水鎖傷害 井筒積液后導(dǎo)致的反滲吸水鎖會在儲層中產(chǎn)生一個反滲吸水鎖啟動壓力梯度，該啟動壓力梯度即是水鎖對氣井傷害的直接表現(xiàn)。氣井實(shí)際生產(chǎn)過程中存在的啟動壓力梯度包括常規(guī)啟動壓力梯度和 反滲吸 水鎖啟動壓力梯度，其中 反滲吸 水鎖啟動壓力梯度指的是：氣井施工作業(yè)（壓裂酸化、修井和完井）液體在毛細(xì)管壓力作用下吸入儲層，以及氣井在生產(chǎn)過程中長期的井筒積液導(dǎo)致的反滲吸侵入近井地帶儲層后，氣井再次開井生產(chǎn)時需要的最小壓差。 井筒積液診斷技 術(shù) 氣井積液機(jī)理 氣井的生產(chǎn)初期是無水采氣階段，井筒中為氣體單相流。地層水一旦侵入到井底，井筒中即變?yōu)闅庖簝上嗔?；在氣井產(chǎn)氣量大于最小卸載流量時，氣井的生產(chǎn)方式為帶水采氣，井筒中流態(tài)為環(huán)霧流，井筒壁上存在一層液膜，該液膜在井筒中心氣體的帶動下逐漸上行，同時氣相中存在小液滴 ， 當(dāng)氣井井底的能量夠高、產(chǎn)氣量夠大時，井筒中的液體可以被全部帶出，不存在積液，當(dāng)氣井產(chǎn)氣量小于最小卸載流量時，水向下滑落，之后又被攜帶上來，再回落，不斷的循環(huán)，井筒中的液體不能被氣體攜帶至地面，呈現(xiàn)出段塞流和攪拌流，如圖 31 所示。長期的井底積液將會導(dǎo)致氣井停噴甚至停產(chǎn)。 圖 31 井底積液過程 凝析氣井低產(chǎn)因素分析及增產(chǎn)對策研究 20 液滴模型法診斷 井筒中最小攜液流速指的是井筒中任意一點(diǎn)氣體可以攜帶液體的最小流速，如果井筒中氣體流速小于最小攜液流速，那么井筒中的液體不能有效攜帶至地面 。 根據(jù)最小攜液流速可以得到液體的最小攜液產(chǎn)氣量，如果氣井氣體產(chǎn)量小于最小攜液產(chǎn)氣量，那么井筒中液體不能排除，導(dǎo)致井筒積液。 西南石油大學(xué)李閩教授 [42]研究最小攜液產(chǎn)氣量得出：很多氣井在實(shí)際生產(chǎn)過程中的產(chǎn)氣量在低于 Turner 模型最小攜液產(chǎn)量時，井筒中并不存在積 液現(xiàn)象 ； 大量的研究發(fā)現(xiàn)：由于液滴前后存在著壓差，因此液滴在氣流中運(yùn)動時會呈現(xiàn)出橢球形態(tài)，則根據(jù)液滴的橢球形這一特征，在推倒后，得出以下的計算最小攜液產(chǎn)氣量公式： 圖 32 液滴模型圖 ? ? 412???????? ?? ?ggltV ? ??? (31) TZAVPq ttc ?? (32) 式中： Vt臨界流速 (攜液所需最小流速 )， m/s； qc臨界氣產(chǎn)量（攜液所需最小產(chǎn)氣量） ， 104m3/d； A 油 管截面積 ， m2； Pt油壓 ， MPa； T井口溫度 ， K； Z Pt、 T 條件下的氣體偏差系數(shù)； ?界面張力， mN/m；（采用相關(guān)式計算） ?l液體 Pt、 T 條件下 (油或水 )密度 ， kg/m3； ?g氣體 Pt、 T 條件下密度 ， kg/m3； ZTPgg ?? 310484 ?? g? 天然氣相對密度。 在缺少油水密度值和表面張力值時，可以使用以下的估值： Δ P 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 21 水： ????????m； ?l=1074kg/m3 凝析油： ????????m； ?l=721kg/m3 適用條件： 井口流壓 ， 氣液比 1370~170000m3/m3。 典型井水鎖傷害分析 積液分析