底水气藏气水分层开采技术

底水锥进会造成气藏产量下降,气井水淹,采收率下降。通过双层完井,采用气水分层开采方法,使气水界面上的天然气通过油套环空排出,气水界面下的水则通过油管抽出,此法可以抑制气井水锥,使气井产量不受底水锥进临界产量限制,增加气井产量,提高气藏采收率。对气井排水消锥的原理进行了分析,用数学解析式计算了消除水锥时生产井的合理气水产量比,为底水气藏开发提供理论指导。气水分层开采技术适用于对底水分布认识比较清楚,同时气水界面比较明显的底水气藏。     

薄层、底水油藏水锥控制技术研究与应用

底水油层开发的关键技术是抑制水锥或控制底水锥进，最大程度地延长油井无水采油期和控制底水均匀驱替，以达到提高底水油层开发效果的目的。文中针对陆梁油田主要开发层系——侏罗系和白垩系油藏的油层较薄，以中、高渗透储层为主，主力油层均有边底水，且油水层之间无稳定隔层夹层，油水分布关系复杂，开发过程中油井含水上升速度快的实际情况，开展水锥控制技术应用研究。利用可视化物理模拟装置建立薄油层底水油藏模型，采用不射孔完成法在薄油层下建立起有效的隔板，对使用的各种工作液配方、用量及施工参数进行充分的优化，进行现场先导试验。通过选择性注入的方法在薄油层的油水界面附近建立控制底水入侵的隔板，油井含水和含水上升速度得到了有效控制，达到了控制底水锥进、抑制含水上升的目的，取得显著效果。这项技术可广泛应用于薄层、底水油藏控水稳油的开发实践中。     

底水气藏气井水锥动态模拟及见水时间预测

国内外底水气藏开发实践中,底水锥进展核心问题,准确的见水时间预测,对于底水气藏开发具有重大意义。为解决底水气藏开发实践中存在的水锥动态难模拟、见水时间难预测等问题,基于底水气藏开发实践中射孔方案形成的3种渗流型态,建立了底水气藏气井渗流模型并推导了底水气藏气井的水锥动态模型及见水时间预测公式,综合考虑了气体非达西效应、表皮系数、原始束缚水饱和度、原始含气饱和度等因素对于见水时间的影响。实例研究结果表明,利用推导的公式进行气井水锥动态模拟及见水时间预测的结果符合气井的实际生产状况。研究成果对水驱气藏气井的配产具有现实意义,可有效指导底水气藏气井的科学开发。     

底水气藏超前排水采气

底水气藏的开发在气藏开发中占有重要地位,然而底水锥进对气藏的开发具有极大的影响。气井往往由于底水的过快锥进而被水淹停产,导致很大部分储量无法采出。而现有的排水采气方法都是考虑在气藏产水积液后进行各种措施,然而滞后的措施只能缓解而无法解除产水对气藏的巨大伤害。首次提出超前排水概念,将双层完井技术运用于底水气藏,实现早期气水同采、超前排水,抑制水锥的形成,并运用数值模拟技术进行了模拟论证。结果表明,超前排水排水量小,能够延长气藏稳产期,提高采收率,具有良好的经济效益。     

高含硫底水气藏气井见水时间预测模型

高含硫气藏是一种非常规性气藏,普遍含有边、底水,该类气藏在开发过程中,伴随有元素硫的析出、沉积等现象,其中硫的沉积将降低储层的孔隙度和渗透率,从而影响底水的锥进速度、进而影响高含硫气井的见水时间。针对高含硫气藏水锥突进、气井见水等问题,首次建立了考虑硫沉积对储层渗透率、底水锥进速度影响的高含硫底水气藏气井见水时间预测模型。运用实例分析,与常见底水气藏见水时间预测模型计算结果相比,该模型计算的气井见水时间更接近油藏实际见水时间,相对误差仅为-6. 49%,其他常规底水气藏见水时间模型误差较大,说明该模型是可靠的。通过实例分析发现:气井见水时间受硫沉积影响而提前;并且含硫饱和度越大,气井见水也越早;井底流压和储层未射开厚度越大,气井见水时间越长;同时,较高的井底流压以及较大储层未射开厚度条件下,硫沉积对高含硫气藏气井见水时间的影响越明显。该研究成果对此类高含硫气藏气井见水时间的有效控制和气藏的安全生产具有一定的指导作用。     

和田河气田奥陶系底水气藏水侵机理研究

塔里木盆地和田河气田奥陶系底水气藏为裂缝性碳酸盐岩气藏，地质研究表明，该气藏水侵的主要方式为水锥型。为了分析该气藏底水上升规律，给开发方案设计提供科学依据，决定利用单井剖面模型对水锥机理进行研究。在分析其主要地质特征的基础上建立了单井剖面模型，采用数值模拟技术研究不同水体大小、不同有效厚度、不同射开厚度、不同非渗透层、不同地层渗透率、不同生产压差以及水平井技术对底水锥进的影响。结果发现，水体大小等因素都对底水锥进产生不同程度的影响，水平井则可以把“底水锥进”演变为“底水推进”。通过机理研究基本搞清了气藏底水运动规律，得出了防止和控制底水上升的措施。据此，建议气藏开发时采用水平井技术，气井部署在储层有效厚度大、平面渗透率较高、垂向渗透率较低的区域，射孔时应有一定的避射厚度，生产时要注意控制生产压差。     

基于试井分析方法的元坝气田水侵早期识别

为准确识判底水气藏早期水侵,提前主动采取有效的防控水措施,降低底水锥进对气藏开发的影响,针对目前水侵识别方法识判时间滞后,贻误控水时机的问题,综合考虑元坝气田实际地质情况,建立了考虑有限水体的底水气藏水平井试井分析理论模型,绘制了试井典型样版曲线,分析了底水锥进对试井样版曲线的影响规律。通过对元坝气田典型井历年试井测试资料进行剖析,结果表明：1)利用试井分析方法识判气井早期水侵,比常规的水化学分析法提前0.58年;2)早期水侵严重伤害储层渗透率,有效渗透率大幅降低9.7%,但可补充地层能量,单位压降采气量提高15.3%;3)早期水侵井实施控制产量在底水锥进临界产量下的控水措施,延长无水采气期4年以上。该研究成果为底水气藏提前识判气井水侵,提高含水区气井储量动用率与采收率提供了理论支撑。     

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底水锥进会导致气井产能急剧下降，因此底水气藏通常采用避射水层、限制生产压差的方法防止底水锥进。但对于低渗透底水气藏，其临界锥进产量很小，有时甚至低于单井经济极限产量，无法实现经济开采。章针对此类气藏，提出了射开水层、气水合采的新方法，将储层气水两相渗漉转换为井筒两相管流，降低了气井生产过程中的能量损失。数值模拟计算结果表明，对此类气藏有针对性的气水合采，不仅可以提高气藏的最终采收率，还可以延长气井的稳产期。该方法适用于对底水分布认识相对清楚、底水能量不是很大的底水气藏，也适用于层间水气藏，其经济可行性还取决于地面水处理费用。     

底水气藏动态水锥临界产量计算方法

为提高底水气藏开发效果,防止底水过快锥进造成气井水淹停喷,改进目前水锥临界产量计算方法的局限性,本文首次建立了考虑地质油藏特征及计算参数随生产时间变化的动态水锥临界产量等效数值法,通过关键参数选取与适用性分析论证了该方法相比解析公式有更广泛的适用性并科学论证了强底水气藏初期合理采气速度应低于5%。通过实例应用,验证了动态水锥临界产量计算方法的准确性,将气井产量控制在动态水锥临界产量之下可以有效提高气藏开发效果。     

带隔板底水气藏见水时间预测方法

气井水淹对气井产能和气藏采收率均具有较大影响,准确预测气井见水时间及延缓底水过早锥进对于底水气藏的合理开发至关重要。针对厚层气藏的高产气井,基于两相渗流理论及流体在多孔介质中的流动规律,建立了物理模型,推导了考虑非达西效应带隔板底水气藏见水时间公式,分析了人工隔板位置和长度对气井见水时间的影响,并利用作图法对人工隔板的位置和长度进行了优化。实例应用表明,人工隔板对于抑制底水起到了很好的作用,较大程度地延长了气井的无水采气期。该项研究对于带隔板底水气藏的见水时间预测以及无隔板底水气藏中人工隔板位置和长度的确定,均具有一定的指导作用。     

呼图壁气田地层水分布及水侵模式

呼图壁气田是存在边底水的贫凝析气藏,目前开发进入稳产后期,部分气井开始见水,但地层水的分布及规模尚不清楚,这对气田的持续开发不利。通过背斜构造、断层和储集层非均质性等地质因素对地层水的分布进行了分析,对水侵特征进行了总结,认为气藏水侵具有差异性,各气井见水具一定的时间和空间顺序,水体总体由西向东向气区范围推进。结合各气井的水侵特征,将气藏水侵分为边水横侵型、底水锥进型、底水纵窜型和边底水横侵型等4种主要模式。     

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。     

水平井开采底水油藏的消锥工艺及证明

采用水平井开采底水、气顶油气藏,水不可避免地要向油层突入,困扰着水平井技术的发展。研究了水平井水、气锥进机理,提出水平井开采底水、气顶油藏过程中消除气、水突入油层的理论,并根据这个理论提出了几种消除锥进/脊进的工艺方法,不仅从哲学角度论证了这个理论与方法的可行性,而且还从油藏工程角度出发,采用叠加原理,导出了在此理论下底水油藏的油藏工程计算公式。     

底水锥进的动态预测方法

由于Boyun Guo等人使用的底水锥进模型引入了射孔长度对临界产量的影响,所以可用于优化底水油藏的射孔段长度。但这一模型也存在着一定的缺陷,即单纯采用半球面流研究射孔段下部的流动,这已经超出了半球面流的应用范围。本研究用径向流和半球面流相结合的方法分析底水锥进,并且假设原始油水界面是受产量影响的变压力边界,在此基础上推导了适用于底水不活跃油藏的临界产量、最优射孔长度、水锥形态的表达式,并与其它方法进行了比较,计算表明研究结果更加符合实际情况。     

考虑启动压力梯度的低渗底水气藏见水时间预测

由于存在启动压力梯度,低渗透底水气藏中的水锥动态不同于常规底水气藏,因而利用常规预测公式计算气井见水时间,其计算结果肯定与真实情况有偏差。建立了底水气藏的水锥过程模型:气井钻开部分气层,射孔段为平面径向流,射孔段以下为平面径向流和半球面向心流的组合。依照该模型,假设储层水平、均质、等厚且具有各向同性,水以活塞方式驱气,气、水的密度和黏度均为常数,气水界面内外的压力梯度相同,忽略重力和毛管力。在此假设条件下,推导出了考虑启动压力梯度的低渗透底水气藏气井见水时间预测公式。将该公式与Sobocinski-Cornelius方法进行了实例计算对比,发现该公式计算的见水时间更接近于实测值;且利用推导出的预测公式计算的见水时间随着启动压力梯度的增加不断缩短,这符合定产量生产条件下,启动压力梯度越大则井底压力越小,底水与井底之间的压差越大,从而更容易发生底水锥进的实际情况。      

欢17块底水油藏水锥起降规律影响因素研究

为改善底水油藏开发效果、降低油藏开发中底水锥进现象带来的影响,对影响底水锥进现象各因素进行了详细分析。结合欢17块大凌河边底水油藏地质特征及开发特点,利用油藏工程分析方法及油藏数值模拟技术,总结出水锥起降规律。实验结果表明:隔夹层距离射孔段越远、平面展布面积越小,底水锥进现象越明显;油水黏度比、垂向水平渗透率之比、井距与水锥下降速度呈正变关系;在压制底水锥进过程中,单井日产液量越高,水锥下降速度越快;水锥下降高度变化主要发生在前4 a,建议矿场上最佳关井压锥时间为4 a。     

南海油田惠州潜山裂缝性凝析油气藏控水实验

为建立潜山裂缝性凝析油气藏优化控水开发的模式，以南海油田惠州潜山裂缝性凝析油气藏H2-3井参数为基础，设计了气藏控水物理模拟实验，通过非均质储集层设计、实验参数设计、裂缝参数设计和控水实验方案设计，完成了弹性开采实验、连续封隔体控水实验、水敏凝胶控水实验、变密度筛管控水实验和变密度筛管+连续封隔体组合控水实验5组控水实验，对不同方案的控水效果进行了对比，并分析了各个控水工艺的机理。在此基础上，结合数值模拟进行验证，提出了气藏控水开采方案：气藏底水开采初期，水体推进为渐进式上升，中—后期为锥进式发展，后期底水一旦接触储集层裂缝，水体呈突进式侵入；各种方案的控水效果差异较为明显，连续封隔体和水敏凝胶在气井采气期对底水控制作用不明显，变密度筛管在采气初期控水效果较好，但气井见水后无法避免水窜风险。变密度筛管+连续封隔体组合控水效果较好，改变了底水锥进效应，与弹性开采相比，无水采气时间增加了8.84%，总采气时间增加了13.70%，采气量提高了10.40%。     

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以威远气田震旦系气藏为例，利用锥进模型对裂缝性底水气藏气井水侵动态进行了模拟研究；通过对基质渗透率、裂缝大小及分布、井底隔层、采气速度、气井打开程度和水体大小等多种参数进行敏感性分析，得到沿裂缝水窜是该类气藏的主要水侵特征；并根据气井不同水侵特征归纳出４种主要的水侵模式，即水锥型、纵窜型、横侵型和复合型；分析了各种水侵模式的动态特征和地质基础，为改善裂缝性底水气藏开发效果提供了理论依据；得出的结论与气藏实际符合，可作为有效治理底水气藏水患的理论依据。