許 劍,趙哲軍,姚麟昱
(中國石化西南油氣分公司石油工程技術(shù)研究院,四川德陽 618000)
川西氣田凝析油氣藏主要分布在四川盆地川西坳陷中段東部斜坡,其主力產(chǎn)氣層為侏羅系沙溪廟組,儲層孔隙度平均值8.3%,中值8.72%,主要分布在9%~12%,滲透率平均值0.5 mD,中值0.11 mD,主要分布在0.08 mD~0.32 mD,屬于特低-低孔低滲致密儲層[1]。氣井普遍產(chǎn)凝析油,生產(chǎn)中后期多口井出現(xiàn)反凝析現(xiàn)象,導(dǎo)致氣井產(chǎn)量異常遞減,嚴重影響了氣井采出程度。
1.1.1 流體性質(zhì) 東坡沙溪廟氣藏井流物組成中,C1+N2含量占 90.776%,C2~C6+CO2含量占 8.794%,C7+含量占0.430%,氣井凝析油含量為28.83 g/m3,與國內(nèi)其他油田凝析氣藏井流物組成相比,中江沙溪廟氣藏地層流體屬于高含甲烷、低含中間烴和重質(zhì)烴的凝析氣體系,屬于微含凝析油氣藏[2]。
1.1.2 相圖特征 中江沙溪廟氣藏凝析油氣體相態(tài)變化特征及相圖(見圖1),當壓力降低至露點壓力以下開始析出凝析液,以微小霧狀液滴形式存在,隨著壓力進一步降低,反凝析液量呈現(xiàn)逐漸增多。認為開發(fā)過程中地層溫度基本不變,地層壓力從原始地層壓力為31.4 MPa逐漸下降,當降低至25.8 MPa以下時,凝析油開始在儲層中析出,并附著在儲層喉道壁上,從而增加了氣體通過的阻力,降低滲透率,同時還會堵塞部分喉道使天然氣被封閉而不能采出,造成儲量損失[3]。
采用東坡沙溪廟氣藏長巖心開展反凝析傷害評價實驗,巖心平均孔隙度為12.42%,平均滲透率為2.77×10-3μm2,巖心總長度為63.908 cm。將巖心裝入長巖心夾持器后進行清洗、吹干和抽真空,然后飽和地層水,建立起地層原始條件下的凝析氣和地層水飽和度,并從巖心入口端在露點壓力附近注入凝析氣,出口端低于露點壓力,實驗測試分別在巖心中建立反凝析飽和度為0.05 HPV、0.1 HPV,再從進口端分別在不同出口壓力(25 MPa、15 MPa、10 MPa、5 MPa、10 MPa、20 MPa)條件下利用平衡氣驅(qū)測試長巖心滲透率,評價污染程度及凝析氣的流動能力(見表1)。
實驗得到,在25 MPa壓力條件(近飽和壓力)下,巖心滲透率傷害值為5.72%~13.47%,隨著壓力的進一步降低,反凝析污染的傷害程度逐漸增大,壓力降至5 MPa時滲透率傷害率將達到38.44%~54.07%,反凝析污染一旦產(chǎn)生,壓力恢復(fù)后,滲透率難以恢復(fù)。
圖1 中江沙溪廟氣藏凝析油氣體相態(tài)變化特征及相圖
表1 長巖心氣測滲透率綜合測試結(jié)果
川西氣田普遍采用水平井多級分段壓裂增產(chǎn)開發(fā)技術(shù),氣井產(chǎn)能評價通過引入低滲氣藏壓裂水平井產(chǎn)能單壓裂段評價思路,以單壓裂段為單元,應(yīng)用質(zhì)量守恒原理將儲層內(nèi)滲流、裂縫內(nèi)變流量滲流和井筒變流量管流耦合,研究水平井不同壓裂段的產(chǎn)量變化,同時考慮相鄰裂縫間的相互干擾,推導(dǎo)建立適合于低滲氣藏水平井壓裂后產(chǎn)能預(yù)測的理論公式,在實驗測試結(jié)果的基礎(chǔ)上,通過反凝析污染后對滲透率的影響從而得到反凝析條件下氣井產(chǎn)能變化(見圖2)。
圖2 中江沙溪廟氣藏不同污染程度下氣井產(chǎn)能對比
在壓力較高階段,反凝析污染對氣井產(chǎn)能影響較小,隨著生產(chǎn)壓差的進一步增加,裂縫末端的集聚效應(yīng)使反凝析污染對氣井產(chǎn)能的影響進一步增大[4],到了氣井中后期,井底流壓低于10 MPa時,反凝析污染導(dǎo)致氣井產(chǎn)能將下降19.09%~37.26%,若考慮滲透率應(yīng)力敏感的影響,大壓差條件下,氣井的產(chǎn)能將進一步降低。
致密砂巖氣藏氣井生產(chǎn)過程最明顯的反凝析傷害表現(xiàn)特征為:“氣井提產(chǎn)、關(guān)井后產(chǎn)量突降,生產(chǎn)中后期產(chǎn)量突降”,對中江沙溪廟氣藏2016-2018年120余口生產(chǎn)井統(tǒng)計得到,存在明顯反凝析傷害特征的氣井有42口井,污染后氣井直接產(chǎn)量損失高達30×104m3/d,單井平均產(chǎn)量下降幅度達到32%,污染一旦發(fā)生,產(chǎn)量將難以恢復(fù)至污染前水平。
JS104HF 井產(chǎn)氣從 5.6×104m3/d上調(diào)至 9.0×104m3/d,之后氣井生產(chǎn)出現(xiàn)壓力、產(chǎn)氣、產(chǎn)液三重遞減,氣井采收率降低了43%。JS105HF井關(guān)壓恢后,產(chǎn)量從3.35×104m3/d下降至1.76×104m3/d,呈現(xiàn)出壓力、產(chǎn)量、產(chǎn)液三重遞減情況,產(chǎn)能擬合得到該井采收率降低了37%。
國內(nèi)外油氣田為了降低反凝析作用的影響,通常采用保壓生產(chǎn)。川西氣田統(tǒng)計得到,“配產(chǎn)越高,穩(wěn)產(chǎn)期越短,壓力遞減越快,穩(wěn)產(chǎn)期的產(chǎn)量貢獻率越低”,生產(chǎn)過程中需要合理控制采氣速度,在露點壓力以上獲得更大的采出程度,防止壓降過快在近井帶出現(xiàn)凝析油堆積,有利于降低反凝析對氣井產(chǎn)能的影響[5]。若出現(xiàn)反凝析污染,不要輕易關(guān)井復(fù)壓,或者放大產(chǎn)量生產(chǎn),應(yīng)當適當調(diào)小生產(chǎn)壓差,地層壓力恢復(fù)到一定程度后,可一定程度上改善反凝析污染程度。
通過對國內(nèi)凝析氣田治理措施調(diào)研,通常做法是“注表面活性劑+注氣”工藝,在中原橋口油田、安岳氣田、吐哈油田以及新疆克拉克氣田均取得了一定效果[6]。注氣主要有注干氣、二氧化碳、氮氣等,其作用增加儲層干度,解除儲層液鎖;注表面活性劑目的是降低毛管力,增加液相在孔喉中的流動性[7]。中江氣田開展了2口井反凝析油現(xiàn)場試驗,采取的治理措施是“先向儲層泵注表面活性劑,再注干氣”,施工后2口井產(chǎn)量均有所恢復(fù),取得了一定的增產(chǎn)效果(見表2)。
表2 中江氣田井底凈化施工情況
(1)基于東坡沙溪廟氣藏凝析油氣體相態(tài)變化特征及相圖,在氣井生產(chǎn)過程中,當壓力降低至25.8 MPa以下儲層內(nèi)將會有凝析油析出,并附著在儲層喉道壁上,增加了氣體通過的阻力,降低滲透率。
(2)氣井生產(chǎn)至中后期,凝析油一旦在儲層內(nèi)析出,氣井滲透率下降38.44%~54.07%,產(chǎn)能將下降19.09%~37.26%,凝析污染一旦產(chǎn)生,壓力恢復(fù)后,滲透率也難以恢復(fù)。
(3)東坡沙溪廟氣藏反凝析作用導(dǎo)致35%的氣井生產(chǎn)中后期出現(xiàn)產(chǎn)量突降問題,產(chǎn)量損失達到30×104m3/d,單井產(chǎn)量下降幅度達到32%。
(4)降低氣藏的反凝析傷害最主要措施是通過合理控制氣井配產(chǎn),提高露點壓力以上天然氣采收率,針對已經(jīng)造成反凝析油傷害的氣井,可通過“注表面活性劑+注氣”措施進行解除。