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[交流分享] 碳酸盐岩底水气藏开发

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发表于 2018-6-7 14:10:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
  在碳酸盐岩气藏底部存在连续分布的地层水,具有统一的原始气水界面和气水动力学连通系统的气藏的开发。这类气藏在开发过程中,底水会驱动或沿高渗透通道及裂缝突进上部气层。四川已开发的威远震旦系是具有比较活跃底水气藏的典型实例。
  1储层地质基本特征
  主要有三个。
  1.1双重介质
  碳酸盐岩底水气藏的储层属于裂缝—孔隙性双重介质储集类型,储层主要为白云岩或石灰岩,基质中有比较发育的溶蚀孔、洞和裂缝,孔、洞为主要储集空间,裂缝是主要渗流通道。四川气田开发研究中把此类储层容积—渗流特征分为四类(见表)。
3331.jpg
  1.2孔、洞、缝发育不均一
  储层中纵横向孔、洞、缝分布的非均质性强。孔、洞主要是地层水长期溶蚀形成的,因此与裂缝存在有密切关系。裂缝发育带主要在构造受力强的顶部、轴部、扭曲带、断裂带附近以及潜山风化带,在受力不强的构造翼部溶蚀孔、洞发育程度和与裂缝发育带的连通性均差。一般气藏具有封闭性气藏类型特征,以弹性驱动为主。
  1.3储层非均质性强
  孔、洞、缝分布的非均质性强,难以在勘探期间准确评估储量容积参数,容积法储量计算结果经常发生偏差;例如,威远气田震旦系底水气藏早期用容积法评估的地质储量为2220×108m3,开采中、后期采用动态法、模拟法、容积法核实的气藏原始地质储量在(400~300)×108m3范围内。因此,气藏正规的整体开发设计要在试采动态资料核实的储量基础上进行。
  2开发动态特征
  碳酸盐岩底水气藏开发的关键是认识底水运动规律,做好防水治水工作。
  2.1气藏压力不平衡
  与各类碳酸盐岩裂缝—孔隙型气藏一样,气藏孔、洞、缝分布的非均质性很强,高产井都位于储层裂缝发育带,裂缝次发育带和不发育带产量低。因此,在开发过程中,气藏高产区地层压力下降快,低产区压力下降慢,不同部位的地层压力逐渐发生不平衡,高产区会形成“低压盆”,低产区形成高压带。
  2.2压力不平衡会导致底水沿裂缝纵横向窜流
  在“低压盆”区域,底水大面积侵入含气区,出现气、水交互分布,造成气、水流动复杂性和出现被水局部封闭的零星的“死气区”。气藏边缘裂缝不发育无井控制的含气区被水封隔,也会形成“死气区”。这一部分气储量难以实现有效开采。在生产井关井或水淹停产地带,地层压力恢复时,地层水会由高压区向临近生产井的低压区突进,使生产井加快出水。
  2.3底水沿高渗透裂缝通道向生产井窜进
  井底裂缝发育情况下,生产井很快出水,生产压差越大,水窜越快,无水采气期很短或一开始即气水同产。底水活跃的气藏,生产井不久就会水淹。在含水带没有裂缝直通井底情况下,无水采气期较长。
  由于气藏和气井产水,给气藏开发带来很多不利因素,使气藏开发处于复杂艰难境况。具体表现在:井口流动压力和整个气藏产量快速递减而难以稳产供气;气藏废弃压力增高;水浸区封闭气的可采储量损失;要增添排水和水处理设备和投资,因而采气费用和成本大幅提高等,使气藏开发采收率和经济效益大大降低。
  2.4水淹影响天然气采收率
  水淹区,水驱基质孔洞中气的机理主要依靠渗吸驱替作用,一般都保留较高的残余气饱和度。根据苏联奥伦堡二叠—石炭系碳酸盐岩裂缝—孔洞型凝析气藏的岩心试验结果,渗吸水驱气的驱替系数(含束缚水)平均为0.504,平均封闭气量达49.1%。
  由于这类气藏边部通常具有良好的封闭条件,所以底水能量主要是水的弹性能量。根据国内外已开发这类气藏统计,天然气采收率一般只在40%~75%范围内,个别小气藏由于水窜和调整余地小,采收率更低。
  3碳酸盐岩底水气藏开采技术
  充分利用静、动态资料进行气藏精细描述,是搞好底水气藏开发的基础。不间断地跟踪气井生产动态,掌握气井出水特征,控制气井生产压差和气藏采气速度,以延缓气井出水时间和气藏无水采气期。气藏井网的优化和治水采气的工艺技术是底水气藏开发贯穿始终的工作。
  为延缓气井出水时间和含水上升速度,采取只射开底水气藏产气段上部有限厚度,控制压差生产,注水泥或其他化学堵塞剂堵水以及排水采气技术,排水采气技术有两种。
  3.1早期排水采气技术
  早期排水采气技术包括以下四种。(1)充分利用早期气层充足的天然能量自喷排水采气;(2)把生产油管下到含水段顶部,以适当的合理生产压差生产(防止气层能量下降过快),以气带水,避免大量底水侵入含气井段和大量排出地层水;(3)对底水能量大(水体大、压力高)的气藏,在气水界面处适当布置一些井专门强化排水,以尽快降低水区压力,使水区压力与气区压力同步下降,阻止底水侵入含气带;(4)对于含水范围较小的小型封闭性底水气藏,当井打在含水带时,可实行人工排水,降低地层水弹性能量和气水界面,有利于减少地层水对采气的影响和提高天然气采收率。
  3.2人工排水采气技术
  当气井产水量很大不足以实施气水同产或气产量低于极限携液能力时,生产井即水淹停产,若不采取排水措施,任水沿高渗透裂缝通道继续向含气区推进,会危及整个开发系统的开采效果,需要采取人工排水措施,延续生产或恢复生产。人工排水措施包括:产水量较低的气井采用泡沫剂排水,短时间排除井内积液;用注液氮排水;小油管排水;利用邻近高压气或增压气举排水;对产水量较大的井实行机械排水,利用的机械设备有抽油杆泵、电潜泵、水力喷射泵、柱塞泵、水力射流泵等。
  由于排水采气产水量大、井口压力低以及地层水和气中酸性气(CO2,H2S)具有很强的腐蚀性,需要配套的地层水处理和增压设施以及防腐设备。如果地层水中含有可利用的有效益的资源(如食盐、稀有元素等),可以同时建设配套装置,提高气藏开发的经济效益。

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