苏东地区气藏水锁机理分析及水锁判识

苏东地区属于典型的低渗致密气藏,气田开发面临的突出问题是积液气井的比例不断上升,高液气比条件下水锁伤害更为严重,造成大量的气井产量明显下降甚至停产,严重影响了苏东地区气藏的有效开发。本文在充分调研前人研究的基础之上,深入分析苏东地区水锁产生的机理及模式,以储层特征和采气曲线形态为出发点研究总结气井水锁判识特征,为苏东地区提高气藏采收率,制定最优化的水锁预防及解除措施提供最科学的基础依据,为相似区块水锁判识及相应的水锁防治方案提供经验借鉴。研究结果表明:苏东地区气井水锁的主要原因有3个;根据储层特征及改造方式的不同,苏东气井水锁可总结为两种不同的水锁伤害模式,"上古生界储层水锁模式":以近井筒水相圈闭和储层远端水锁为主要形式,两者之间存在一个水锁堵塞区,"下古生界储层水锁模式":以近井筒水相圈闭与水锁为主要形式,水相圈闭和水锁区域没有明显界限。分析总结苏东地区近1 000口的生产曲线数据,梳理出4种类型的水锁判识特征曲线,提出储层水锁难易程度的判识和气井水锁效应判识(生产曲线特征)密切结合,才能保证气井水锁不漏判,才能为制定最优化的水锁预防及解除措施提供最科学的依据。     

低渗透储层水锁伤害及解除机理核磁共振实验研究

低渗储层由于孔喉细小,开发过程中入井液进入储层后容易造成严重的水锁伤害。在分析水锁原因的基础上,开展了水锁伤害评价实验,研究了水锁伤害变化规律,并首次应用核磁共振技术研究了表面活性剂解除水锁伤害的机理。实验结果表明:外来液侵入岩心后初期水锁伤害率高达85%以上,经返排后水锁伤害有较大幅度降低,水锁伤害程度与小孔隙中外来液的滞留量有较好的正相关关系;通过降低表面张力可以大幅度降低岩心水锁伤害率。通过实验认为可以通过核磁共振技术测得小孔隙中外来液的滞留量计算水锁伤害程度;提高返排量和降低入井流体的表面张力可以降低储层的水锁伤害。     

低渗透砂岩油藏水锁伤害研究

针对低渗透砂岩油藏受低孔、低渗的制约,在开发过程中储层极易受到水锁伤害的特点,对低渗透砂岩岩心进行了水锁伤害研究。分析了产生油井水锁伤害的机理,建立了水锁试验评价方法,研究了水锁伤害的规律和程度。试验结果表明,低渗透岩心经外来水侵入后,油相渗透率将产生比较严重的伤害,渗透率下降范围在7%~60%之间,流动压力升高1~3倍。针对这一情况,研制开发了解除水锁伤害的化学剂。室内岩心物模试验证明,研制的化学剂水锁伤害解除率达85%,经现场应用取得了显著效果。     

利用生产测井资料评价气井水锁

气井生产过程中容易产生井底积液和水锁效应,影响气井的生产和产能开发,对储层产生伤害。为及时准确识别气井开采过程中水锁现象,提出了利用产气剖面和PNN饱和度测井资料,特别是时间推移测井资料,结合岩心实验数据和单井变工作制度生产时的生产测井资料,对气井的早期水锁伤害程度作了客观评价。为复杂气藏解除气井水锁、提升气井产能提供了研究方法和实例参考。     

伏龙泉登娄库组低渗透砂岩气藏水锁伤害研究

水锁伤害广泛存在于低渗透砂岩气藏中,严重影响气藏的开发效果。基于伏龙泉登娄库组储层地质特征以及开发过程中所遇到的问题,结合国内外相关文献,分别采用了水锁指数法、BP神经网络预测法以及室内实验对伏龙泉登娄库组储层水锁伤害程度进行预测评价。结果表明,伏龙泉登娄库组砂岩气藏水锁伤害较为严重。然后针对登娄库组储层水锁伤害特点,基于相关实验数据及现场资料,分析了目标层水锁伤害机理,并针对性地分析了影响水锁伤害的因素,在此基础上提出利用复合解堵方法来有效解除水锁伤害,以恢复或提高气井产量。     

低渗透储层水锁伤害解除技术室内研究

针对低渗透储层因水锁引起的地层伤害问题,开展了解除水锁伤害的研究。分析了产生油井水锁伤害的机理,同时考虑界面活性和破乳性能研制出一种高效水锁解堵剂,对其制备方法、性能评价以及解除水锁伤害实验进行了研究。评价结果表明,该产品能够有效降低油水间界面张力,使油水界面张力达到6.089×10-3 mN/m,同时具有良好的破乳性能,3 h内对模拟原油乳状液的破乳率达90%以上;岩心物模实验证明,水锁解堵剂对水锁伤害后岩心的渗透率恢复率达85%以上,能够有效地解除乳化堵塞和水锁效应对地层渗透率的伤害。     

杭锦旗地区致密砂岩气藏水锁伤害评价及防治对策

以鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界致密砂岩储层为研究对象,结合工区储层工程地质特征,开展室内岩心水锁伤害以及相渗实验,分析孔隙度、渗透率、束缚水饱和度等因素对水锁伤害影响。实验结果表明:水锁伤害程度与渗透率、束缚水饱和度呈负相关,与储层伊利石含量正相关;太原组、山西组的水锁程度明显大于下石盒子组,伤害率基本都在40%以上,毛管自吸和天然裂缝的作用强化了水锁储层伤害。并提出相应的防治措施:控制压裂规模,减少水相与储层接触时间,添加防水锁剂、液氮等方式降低水锁伤害。     

川西致密气藏生产后期解除水锁工艺技术

随着致密气藏的长期开发,地层压力、产能的逐年降低,水锁伤害的影响逐渐显现,严重制约了气藏采收率的提高.分析了储层岩性、孔隙结构、储层流体性质等内在因素以及施工作业环节和作业条件等外在诱发因素对储层水锁伤害的影响,明确了水锁解除剂应具有低表面张力、改变储层润湿性、除垢和低伤害的特点.通过采用表面张力测定、接触角变化测试和解除水锁性能评价等方法进行对比分析,开发出了一种新型水锁解除剂.通过现场试验发现,气井的产气量和排液量得到有效提升,证明了该药剂的有效性,为致密气藏生产后期老井的稳产提供了新的思路和方法.     

解除牙哈低渗气藏水锁伤害室内研究

针对低渗气藏的储层特点,分析水锁伤害的机理,开展水锁伤害解除的室内研究。室内实验结果表明,筛选的表面活性剂复配体系,降低气E液表面张力能力强。玉东区块水锁伤害后注入0.6.~0.8pv解锁剂,岩心渗透率恢复率达到70%以上;羊塔区块水锁伤害后解锁剂的注入量在0.4~0.6pv时,岩心渗透率恢复率在90%以上,两种配方均可以有效的解除牙哈低渗气藏的水锁伤害,而油田提供的JLK解锁剂效果不及氟碳与双子磺酸盐复配的两个解锁体系。     

气藏水锁伤害及解除措施实验研究

低渗透气藏普遍存在水锁现象。理论研究表明,由于毛细管的作用,在常压下,即使与地层配伍的,也会产生自吸,从而造成伤害。采用岩心的自吸水现象,用模拟地层水使岩心造成伤害,根据侵入量的大小,来评价地层的水锁伤害大小,并应用前人的理论,评价甲醇和石油磺酸盐对岩心水锁的解除效果。     

致密砂岩气藏水锁效应机理探析——以苏里格气田东南区上古生界盒8段储层为例

水锁效应是影响气井生产开采的重要因素,在低渗透、特低渗透的致密砂岩气藏中,由于孔喉细小,水锁效应影响更加显著。根据致密砂岩气藏储层岩石中液相流体的开采前后受力特征;探讨了致密砂岩气藏生产过程中水锁效应的发生机理。利用高压压汞、气水相渗等实验分析资料,分析了压力与含水饱和度以及气相相对渗透率的关系;结果表明:压力与含水饱和度呈良好的指数关系,而压力与气相相对渗透率呈明显对数关系。随着生产压差的增大,会导致含水饱和度的升高,而含水饱和度的升高使得气相渗流能力降低,最终造成了水锁伤害程度的加重。合理的控制生产压差对于减轻气井生产过程中水锁效应,延缓气井见水有着重要意义。     

用数字岩心确定低渗透砂岩水锁临界值

探明水锁内在因素与损害程度之间的联系机制对水锁抑制措施的研发至关重要,但常规的水锁物理实验只能研究宏观水锁损害后的结果,而无法探讨其微观机理。为此,通过高分辨率微CT扫描构建了低渗透砂岩三维数字岩心,并建立了与之等价的孔隙网络模型,利用孔隙级流动模拟开展了由毛细管力控制的虚拟"自吸"实验,探讨了润湿性、含水饱和度、孔喉结构参数等微观内在因素与水锁损害程度的联系机制。结果表明:(1)润湿性从水湿依次过渡到气湿,水锁损害程度逐渐减轻,只要将强水湿毛细管环境转变为弱气湿,就能有效地减轻水锁损害,提高气井产能;(2)初始含水饱和度与束缚水饱和度之间差异越大,水锁损害越严重;(3)水锁损害程度与配位数呈负相关关系,而与孔喉比呈正相关关系;(4)在现有研究条件下,由中等尺寸喉道组成的地层更容易水锁。结论认为,存在一个临界喉道半径使得水锁最为严重。     

运用二级模糊多目标综合评判方法预测低渗透气藏水锁损害程度

水锁损害是低渗透气藏气体渗流的固有特性,它严重影响气藏的勘探与开发。储层地质参数是影响水锁损害程度的主要因素,而低渗透气藏储层非均质性强,储层地质参数组合变化万千,准确预测储层的水锁损害程度十分困难。文中以鄂尔多斯盆地某低渗透气藏为例,优选反映气藏储层的岩性、物性、胶结物类型、微观孔隙结构4 类性质的12 个参数构成二级模糊多目标综合评判的因素集（不同的水锁损害程度构成评判集）,运用模糊互补判断矩阵确定各因素的权重,利用岭形函数确定综合判断矩阵,从而构建二级多目标综合评判。结果表明：4 块岩心的评判结论与实验室测试结果完全一致,证明了建立多目标综合评判方法的准确性;在获得了储层岩石的基本参数之后,通过建立适合该气藏的多目标综合评判,可以准确预测水锁损害强度,从而大幅度减少气水两相渗流实验工作量,节约成本,并指导气藏工作制度及采气工艺设计,优化气藏的开发效果。     

低压气藏用低密度无固相泡沫修井液的研制及试验

在产能低、漏失量大的低压气层,使用常规修井液时会带来排液困难、地层伤害严重、产能难以恢复等问题,为此,在可循环泡沫钻井液的基础上,通过添加高效两性离子型发泡剂及稳泡剂,使其能够形成具有特殊结构的微泡状材料,研制了一种保护储层的低密度无固相泡沫修井液。该修井液的泡沫密度达到0.50~0.95 kg/L,黏度不大于90 mPa·s,100 ℃温度下的稳定时间达到24 h。室内性能试验表明:该修井液储层伤害率和滤失量低,堵漏效果良好,温度、压力对其稳定性影响较小。在新疆八二西80104井的现场试验表明,该修井液性能稳定,防漏堵漏效果良好。研究认为,低密度无固相泡沫修井液可在井漏严重、储层水敏和水锁严重的低压气藏应用,能有效保护储层,提高气井产量。      

高温高压长工作时间系列测井仪的研制

文章介绍了可挂接ECLIPS5700地面系统的高温高压长工作时间系列测井仪器的设计思想、原理、关键技术、温度压力测试方法和现场应用。随着油气田勘探、开发力度的加大,研制耐温204℃、耐压160MPa的长工作时间系列测井仪器以满足超深的水平井、大斜度井等复杂井况下测井的特殊要求具有非常现实的意义。实际应用表明该系列仪器具有高温高压下工作时间长、可靠性高、硬件结构简单、智能化程度高、易维修等特点。     

致密砂岩气藏气水流动规律及储层干化作用机理

致密砂岩气藏储层渗透率低，在地面条件下开展真实岩心的驱替流动实验很困难，因而无法研究其微观流动机理。为此，基于格子Boltzmann方法（以下简称LBM），模拟地层高温高压条件下致密气驱替地层水的流动过程，得到了地层中束缚水的分布状况；然后采用激光刻蚀模型，进行储层干化实验，并借鉴该实验的可视化结果对储层干化数值模拟进行简化；在此基础上利用数值模拟手段研究储层干化对致密气渗流能力的影响。研究结果表明：①所采用的格子Boltzmann模型在地层高温高压条件下满足Laplace定律，由该模型计算得到的两相Poiseuille流速度数值解与解析解结果基本一致，表明该模型可以用于地层条件下气水非混相驱替的模拟；②致密气在多孔介质连通的大孔道中优先突破，并且在突破后驱替地层水的速度显著下降；③地层水与岩石壁面的接触角显著影响气水两相流动，岩石亲水性越强驱替速度越慢；④致密砂岩气藏中束缚水可分为吸附水膜、盲端孔隙水、死孔隙水和卡断水4类，在多孔介质中大量连通的微小通道被卡断水和吸附水膜占据，存在着明显的“水锁”现象，严重影响致密气在储层多孔介质中的渗流能力；⑤干化剂可与束缚水反应并且产生大量气泡，将吸附水膜、卡断水和盲端孔隙水消耗掉，从而提高气体的渗流能力；⑥对于由卡断水形成的“水锁”区域，增大干化强度可以有效改善气体渗流能力，整体上随着干化强度的增大，致密气渗透率也增大，但干化强度超过一定的限度后，致密气渗透率的增幅逐渐减小。     

东方1-1气田完井技术及其研究展望

莺歌海盆地东方1-1气田产层--莺歌海组具有中低渗透率砂岩气层的特征,易受到水敏、水锁及微粒运移损害。通过开展钻完井液体系研制、生产管柱结构优化以及完井工艺措施研究等科研攻关和实践,形成了以进攻性隐形酸完井液储层保护技术、水平井防砂控水技术、动态监测技术、水平井筛管和尾管固井联作技术及安全控制与完井管柱优化等为核心的高产水平气井安全、高效开发的完井技术体系。开发井的产能都达到了开发方案中的配产要求,有效地保证了东方1-1气田顺利投产和向下游稳定供气。同时,针对下一阶段开发目标黄流组,也提出了高温高压完井、低孔低渗储层保护、提高单井产量等关键技术的攻关研究方向。     

高孔高渗储层保护修井液在海上油田的应用

渤海南部A油田明化镇储层岩性为含砾砂岩,平均孔隙度30.9%,渗透率1 551 mD,具有高孔高渗特征。随着地层能量的不断下降,油井在修井过程中出现了不同程度的修井工作液漏失现象,导致水敏、结垢等伤害。本文通过对X井储层伤害因素分析,开发了针对该高孔高渗储层保护的修井工作液。现场应用表明,使用该体系在投产后油井产能恢复周期短,产液含水下降快,具有良好的增油效果。表明该体系能有效减小黏土膨胀、微粒运移、原油乳化、水敏等伤害,增大油流通道,提高作业后油井产能。     

超深特高含硫边水气藏气驱水突破压差

在高含硫碳酸盐岩储层有水气藏的开发中,由于边底水沿裂缝或高渗条带突进,造成气井在水侵层位、水侵量等方面差异较大,气井见水后储层水锁情况复杂,导致气井产能和储量受到损失,更有高产水气井近井地带水锁停产,严重影响气藏稳产期和最终采收率;因此,这就需要定量研究气井储层水锁突破压差,明确解除水锁的条件,以针对性地制定水淹气井复产措施。采用多功能驱替系统,进行气驱水突破压差实验,研究了不同储层物性、不同水锁状态下突破压差变化规律。通过幂函数对实验结果进行回归,建立气井突破压差预测模型,定量预测不同渗透率和含水饱和度储层的突破压差。