凝析气井低产因素分析及增产对策研究(编辑修改稿)

凝析气井低产因素分析及增产对策研究(编辑修改稿)内容摘要：

吸水超临界抽提，达到解除或者缓解水锁伤害的目的。 （ 3） 注混相水溶剂 注混相水溶剂解水锁方法的原理是，向近井地带储层中注入混相水溶剂，由于该混相水溶剂的温度低于油气藏温度，会使得近井地带温度降低，这时 焖井 ，当近井地带温度上升至油气藏温度时再开井生产，近井压力的释放会产生一种闪蒸作用， 该闪蒸作用会抽提地层中的束缚水，达到降低水锁伤害的目的，此外注混相水溶剂的成本不高，可广泛使用 [4]。 此前， Halliburton 能源公司和 Trican 油井服务公司以 CO2为溶剂，通过实施此项工艺获得了较大的成功 [5]。 （ 4） 添加表面活性剂 表面活性剂能够减小液体界面张力，使表面呈现出活化状态，使岩石表面出现润湿反转，另一方面，表面活性剂大多为极易挥发的物质，因此可以抽提和蒸发水锁液体，从而使得近井地带储层中的水锁液体被抽提和蒸发后携带至地面，达到解除水锁的目的[5]。 赵东明等人 [6]借助实验研究发 现：注醇解除水锁的机理为，在储层中醇与地层水混合后有利于降低界面张力；醇与束缚水混合呈现出低沸点共沸的特点，容易气化后排除储层；醇具有防止和抑制粘土矿物的膨胀的能力 ； 在油气田实际生产过程中，已经普遍使用甲醇、乙二醇、乙二醇 乙醚等表面活性剂，应用效果表明它们都具有缓解和解除水锁的能力 ， 其中效果最好的是甲醇。 （ 5） 增大生产压差 假如油气藏地层压力高、能量足，那么可以在近井周围给以较大的毛细管压力梯度，西南石油大学硕士研究生学位论文 3 达到减小储层中水相饱和度的效果 ， 增大生产压差往往能够较好的降低含水饱和度，最小降至束缚水饱和度 [6]。 （ 6） 酸化解除法 特别的针对碳酸盐储层，经酸化处理后，可以大幅度增大储层的孔隙体积，改善岩石物性，提高储层的渗流能力，从而降低储层岩石对外来流体和地层水的敏感性 [7]， 但是该方法不适应会与酸液反应的储层。 反凝析 伤害 及其解除 对于低渗透凝析气藏，随着实际生产的进行，当地层压力下降到露点压力以上，会发生反凝析现象，凝析油会在近井地带的储层中聚集起来，凝析油饱和度逐渐上升，储层中以油气两相流动方式存在，严重影响气井的产能 [8]。 从 20 世纪 60 年代 开始 [9]，国内外许多专家对凝析气井的反凝析伤害及其治 理开展了大量的研究，其中以反凝析污染的机理和室内解除反凝析污染试验评价为主。 1965 年， 前苏联 M萨梅多夫、 TA阿赫梅多夫 [10]等人 研究了油气两相渗流和反凝析过程 ， 其在考虑油气性质和压力的关系的基础上，推导出了在地层中服从两相流动规律的凝析油聚集规律，并且运用数学手段研究了非线性渗流对凝析油饱和度的聚集和分布的影响。 1967 年，美国专家 O’Dell 和 Miu[11]首次研究了利用稳态流动理论来预测凝析气藏的实际生产动态，研究了地层中凝析气的流动性，利用稳态流动理论推导出过程简便且计算快速的凝析气井 产能预测方法，但是这种方法不适合存在反凝析污染的气井，因此在使用条件上受到了限制。 1973 年， Fusesl 等人在利用 Roebuck[12]等人推导的一维径向模型来预测凝析气井长期的生产动态，并提出凝析气井近井带地层中凝析油的聚集程度要远比室内衰竭试验结果要多得多。 1974 年， Saeidi 和 Handy 等人 [13]在研究地层中凝析气 (C1— C3)的渗流特征和相态变化特征时，得出多孔介质中的间隙水能够使气体相对渗透率减小到很小的一个值。 1985 年， Hinchman 和 Barree 等人 [14]研究了凝析气藏反凝 析现象对凝析气井产能的影响，并得出近井地带凝析油聚集程度取决于凝析油含量、凝析油粘度、凝析气相对渗透率。 赵金洲和朱矩辉等人 [15]研究了低渗透凝析气井在压裂后的反凝析规律及其产能影响因素，研究结果表明随着裂缝长度和宽度的增加，凝析气井的压裂效果越好，产能提高越大，此外凝析气井的压裂效果不光是受裂缝几何形态的影响，而且还受到储层温度压力、储层流体组成、储层岩性等等很大程度的影响 ； 另外，凝析气井在压裂以后，随着气井开采，反凝析现象析出的凝析油会在近井地带的裂缝壁面聚集起来，凝析油饱和度逐渐增加，逐渐减小或堵塞 压裂裂缝，降低凝析气井压裂的效果，影响气井的产能，凝析气井低产因素分析及增产对策研究 4 因此凝析气井的压裂效果稳定性受到储层压力和凝析气组成的影响。 美国 和 等人 [16]研究了凝析气井在压裂后的产能，认为在生产过程中发生的反凝析现象不会严重影响压裂凝析气井的产能，生产压差越大，气井产能越高；特别的对于无限导流能力的压裂气井，实际生产压差的提高能够大幅度的提高凝析油气的产量。 Romero 等人 [17]研究发现压裂凝析气井的裂缝壁面的表皮系数对压裂凝析气井的产能有着很大的影响，并且对于高渗透和高含凝 析油的凝析气井尤为明显。 Hamoud AAlAnazi 等 人通过室内注甲醇解除反凝析污染实验模拟评价了甲醇对反凝析油污染的解除效果 [18]。 实验表明，通过注入甲醇处理后，凝析气井的油气产量在初期就能够提高 2 倍左右，近井地带初等的表皮系数也下降不少。 产水气藏调剖堵水 对于存在边底水的凝析气藏，凝析气井的实际开采要尤其注意，随着气井的实际生产，近井地带地层压力逐渐降低，压降漏斗的产生会使得边底水沿着地层的高渗透带迅速侵入到井底，使得气井水淹，降低气相相对渗透率的大小，导致气井停喷或者停产 ，因此，对于存在较大边底水体的凝析气井，应该利用调剖堵水技术，阻拦水体的迅速侵入，缓解地层水的水锥和水窜。 （ 1） 常规堵水和选择性堵水方法及效果 对于气井堵水技术，国外气田的实际应用效果很好，开展很顺利，但是国内的堵水仍处于起步研究阶段，效果一般。 例如，前苏联的奥伦堡气田从上世纪八十年代起 [20]，开展了大范围的常规堵水和选择性堵水实验研究，并从中得出：注硫酸、水玻璃和甲醇土的堵水效果最好，气井产量提高 104m3，但是也存在着缺陷，即稳定时间不长。 （ 2） 改进的聚合物交联技术 通过大量的实际应用表明 常规聚合物交联技术 对于油井堵水效果很好，而当运用于气井时，困难重重。 改进的聚合物交联技术在成胶时会形成少量的气相渗流通道，从而在近井附近形成气相渗透率。 具体机理：向地层中注入水比例为 99%的聚合物，将井眼附近的地层水推向远处，然后聚合物在储层中成胶，充填在原来油气渗流通道中，聚合物凝胶一方面降低了近井地带的地层水饱和度，另一方面提高了气相的渗流能力。 国内外文献列出了 3 种有效的建立气相通道的技术手段：算生气通道、就地生气通道和外部生气通道。 （ 3） 聚丙烯酰胺堵水 目前对于气藏或者气井堵水作业普遍都使用聚丙 烯酰胺试剂，例如丙烯酰胺、分子量不等的二乙烯磺酸盐类聚合物、乙烯磺酸盐 /丙烯酰胺聚合物等，不同之处在于，又是西南石油大学硕士研究生学位论文 5 使用交联剂，有时使用舒展剂，或者使用多糖类聚合物 ， 聚丙烯酰胺堵水的优势为既能提高堵水效果，又能建立有效的气相通道 [22]。 （ 4） VS/VA/AM 三元共聚物用于气井堵水 对于渗透率大或者存在大裂缝的油气藏，如果储层的渗流通道比聚合物分子要大得多，那么堵水效果将不尽人意 ， 针对这一棘手的问题，研发了交联剂堵水工艺，其原理是在渗流通道中形成一个聚合物网络。 对于出水气井，各个储层岩石润湿性一般都相同，并且 不存在很亲和凝胶的岩石表面 ， 英国 BP 公司进行了长时间的研究得出 [23]：聚合物在储层中成胶后，在水层中形成非破碎层，气层中形成破碎层 ， 因此，凝胶在地层中成胶以后，气体可以在通道中渗流，而液体不能，特别的对于含水率达到 100%的气井也可以利用该方法使得产气量复活。 研究内容及技术路线 主要研究内容 1） 针对低产凝析气井的诊断技术和治理措施，开展国内外的技术调研工作 ， 通过大量的调研，掌握动态诊断低产凝析气井的低产原因及主要的治理手段 ， 形成一套从分析到治理的系统网络 ； 2） 特别的针对 西北油 田分公司 凝析气井低产主要因素，即：水锁、反凝析和水淹，掌握以上三种伤害的形成过程、伤害机理和伤害程度的影响因素，为下一步深入分析 西北油田分公司 低产凝析气井低产原因提供理论基础 ； 3） 针对 西北油田分公司 低产凝析气井主要原因，特别的对于典型的存在水锁效应、反凝析伤害和气井水淹的凝析气井进行低产原因分析。 具体分析水锁、反凝析以及产水对气井产能的影响，即产能前后变化程度，从而清楚认识三种伤害因素对凝析气井的危害，对 西北油田分公司 凝析气井进行分类治理起着至关重要的作用 ； 4） 使用加拿大 Hycal公司所产长岩心驱替装置 ， 模拟地层温度压力条件下，对 AT114长岩心开展低渗层解除反凝析及水锁研究，高渗透层开展堵水研究。 对于低渗透长岩心分别开展 “醇 +解水锁剂 +氮气”和“醇 +酸 +解水锁剂 +氮气”的组合段塞工艺方式解水锁效果实验评价研究，对比两种方法的解除伤害效果；对于高渗透层岩心分别开展“乳化油堵水”和“高温冻胶堵水” 堵水效果实验评价研究，对比两种方法的堵水效果，特别 “高温冻胶”堵水后再注入活性剂，即先堵后解 ； 5） 结合 西北油田分公司 低产凝析气井的低产原因分类以及室内解除伤害措施实验效果，提出有效的技术措施，以准确、有效、 和最大限度的治理低产凝析气井，达到提高低产凝析气井产能的目的。 凝析气井低产因素分析及增产对策研究 6 技术路线 根据国内外凝析气田水锁伤害、反凝析伤害以及水淹伤害的技术调研资料，对 西北油田分公司 典型凝析气井进行低产原因分析，使用 加拿大 Hycal 公司所产长岩心驱替装置，采用现场取回岩心及油气样品， 开展 室内 解除凝析气井伤害 实验 评价，并提出提高低产凝析气井产量的有效技术措施，具体的技术路线如下： 图 13 技术路线 醇 +酸 +解水锁剂 +氮气 凝析气井低产因素分析及增产对策研究 国内外技术调研 凝析气井低产原因分析 室内解除伤害物理模拟研究 水锁 反凝析 地层水侵入 解除水锁及反凝析伤害实验 凝析气井堵水实验 提高低产凝析气井产量的有效技术措施 低产凝析气井伤害机理 凝析气井水锁伤害机理及影响因素 凝析气井反凝析伤害机理及影响因素 凝析气井水淹伤害机理及影响因素 水锁对气井产能影响 反凝析对气井产能影响 水淹对气井产能影响 醇 + 解水锁剂 + 氮气 高温冻胶堵水 乳化油堵水 效果对比 效果对比 解除水锁 解除反凝析 解除水淹 西南石油大学硕士研究生学位论文 7 主要研究成果及 主要认识 针对 西北油田分公司 低产 凝析 气井的特点，开展国内外技术调研，对低产原因进行分析，而后开展室内物理模拟研究，最后针对凝析气井低产原因提出有效的治理措施，得到了如下结论 和认识 ： 1） 通过国内外技术调研， 总结 了国内外低渗凝析气田的开采中 遇到的 反渗吸水锁、反凝析污染和气井水淹对于凝析气井在实际生产过程中的现象，及其对产能的影响和相应的治理措施技术手段 ； 2） 对 西北油田分公司 低产凝析气井进行了低产原因分析，得出主要低产因素是水锁效应、反凝析污染和地层水侵入引起的气井水淹，其中外来流体及地层水造成的 反渗吸水锁效应对气井产能影响很大，凝析油污染对产 能的影响次之，而随着气井的生产边底水侵入到井底造成的气井水淹对气井产能影响很大，极易导致凝析气井停喷甚至停产 ；对凝析气井低产原因的分析为后面的室内试验评价和提高产能措施的提出奠定了基础。 3） 对 AT114 井 低渗透层长岩心分别开展 “醇 +解水锁剂 +氮气”和“醇 +酸 +解水锁剂 +氮气”的组合段塞工艺方式解水锁效果实验评价研究，实验结果表明组合堵塞解除水锁伤害的效果很好； 注入了土酸段塞的组合段塞效果更好，使得渗透率恢复幅度大，储层渗流能力恢复好，渗透率恢复 倍，为水锁前渗透率的 70%；为注入土酸的组合段塞次之， 渗透率恢复 倍，为水锁前渗透率的 42%。 可见土酸的注入在解除 反渗吸水锁，恢复储层渗流能力，效果明显 ； 4） 对 AT114 井 高渗透层长岩心分别开展 “乳化油堵水”和“高温冻胶堵水” 堵水效果实验评价研究，实验结果表明高温冻胶的堵水效果好得多； 凝胶堵水的最终渗透率为 103μ m2，乳化油堵水的最终渗透率为 103μ m2，可见从渗透率来看，凝胶的堵水效果好很多；凝胶堵水的最终封堵率为 %，乳化油堵水的最终封堵率为 %，可见从封堵率参数来看，凝胶的耐冲刷性能更好；高温冻胶堵水 后，再注入解水锁活性剂，使得岩心渗透率有了小幅度的提高，说明解水锁剂具有使凝胶失水强度降低的效果 ； 5） 结合前面开展的工作，针对 西北油田分公司 凝析气井地产原因以及室内解除气井伤害的实验评价结果，对低产凝析气井提出一系列有效的提高产能技术措施，为凝析气田接下来的工作开展提供有效的技术指导。 凝析气井低产因素分析及增产对策研究 8 第 2 章 凝析气井储层伤害机理 凝析气井水锁伤害 水锁伤害机理。