郭智棟，康毅力，王玉斌，古霖蛟，游利軍，陳明君，顏茂凌

（1.中國(guó)石油煤層氣有限責(zé)任公司工程技術(shù)研究院，陜西西安 710082；2.西南石油大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都 610500；3.中國(guó)石油新疆油田分公司采氣一廠，新疆克拉瑪依 834000）

致密砂巖氣藏是最具現(xiàn)實(shí)勘探開(kāi)發(fā)意義的非常規(guī)天然氣資源[1]，中國(guó)“十四五”規(guī)劃將致密砂巖氣納入開(kāi)發(fā)補(bǔ)貼范圍，推進(jìn)了致密砂巖氣的勘探開(kāi)發(fā)力度，有力促進(jìn)了致密砂巖氣開(kāi)發(fā)新技術(shù)和新理念的發(fā)展。中國(guó)致密砂巖氣資源量豐富，分布范圍廣，主要分布于鄂爾多斯盆地、四川盆地及塔里木盆地等[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2020年底，中國(guó)致密氣年產(chǎn)氣量已達(dá)470×108m3，其中鄂爾多斯盆地致密氣年產(chǎn)氣量為430×108m3，是中國(guó)最大的致密氣產(chǎn)地，占比超過(guò)全國(guó)致密氣總產(chǎn)氣量的90%[3]。

參考石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《致密砂巖氣地質(zhì)評(píng)價(jià)方法：SY/T 6832—2011》，致密砂巖氣藏一般指地層壓力條件下，儲(chǔ)層基質(zhì)滲透率低于1×10-3μm2，孔隙度低于10%的非常規(guī)砂巖氣藏。鄂爾多斯盆地東緣致密砂巖儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在成藏過(guò)程中受地層非均質(zhì)性和氣體充注強(qiáng)度的影響，氣水無(wú)明顯分界面[4-5]，生產(chǎn)過(guò)程中，氣和水的流動(dòng)界面呈現(xiàn)不均勻的推進(jìn)，嚴(yán)重制約氣井產(chǎn)能。為明確氣-水滲流的影響因素，WU 等[6]、葉禮友等[7]利用核磁共振研究了氣水兩相滲流，認(rèn)為黏土礦物是影響氣-水滲流的重要因素；YANG 等[8]、祝海華等[9]、LIU 等[10]研究認(rèn)為孔隙結(jié)構(gòu)是氣-水相滲曲線(xiàn)的主要影響因素，孔隙大小和連通性決定了氣-水滲流的難易程度；計(jì)瑋[11]、董鑫旭等[12]、葛東升等[13]、LIU 等[14]根據(jù)氣-水相滲曲線(xiàn)形態(tài)、巖心物性等因素對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)，明確了孔隙結(jié)構(gòu)和黏土礦物都是重要的影響因素；ESMAEILI[15]、ZHANG 等[16]、YIN 等[17]、楊玉斌等[18]認(rèn)為氣-水相滲曲線(xiàn)受到儲(chǔ)層多因素的共同影響，包括潤(rùn)濕性、毛細(xì)管壓力、流體性質(zhì)、孔隙幾何形狀、孔隙尺寸分布等，不能用單一因素來(lái)評(píng)價(jià)氣水兩相流動(dòng)能力；LI等[19]研究了氣-水相滲曲線(xiàn)與氣井的生產(chǎn)狀況，并以水氣比為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氣井進(jìn)行分類(lèi)。前人從氣-水相滲曲線(xiàn)影響的單因素研究逐漸過(guò)渡到多因素研究，從儲(chǔ)層微觀尺度逐漸過(guò)渡到宏觀尺度，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展研究，進(jìn)一步建立氣-水相滲曲線(xiàn)與氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)之間的聯(lián)系。

鄂爾多斯盆地東緣某區(qū)塊致密砂巖氣藏低孔致密，孔隙度介于2.1%～17.2%，中值孔隙度為6.4%，滲透率介于（0.001～10.280）×10-3μm2，滲透率中值為0.39×10-3μm2。儲(chǔ)層壓力系數(shù)介于0.6～0.8，儲(chǔ)層孔壓介于11.8～17.2 MPa，地溫梯度介于2.14～2.55 ℃/hm，屬于低壓氣藏。致密砂巖儲(chǔ)層目前與地表水無(wú)聯(lián)系，地層水化學(xué)特征是原始地層沉積水在成藏過(guò)程中經(jīng)過(guò)壓實(shí)、水巖相互作用、蒸發(fā)濃縮作用、混合等作用的結(jié)果，具有高含水特征。通過(guò)X 射線(xiàn)衍射、鑄體薄片、掃描電鏡和核磁共振分析了研究區(qū)3類(lèi)致密砂巖儲(chǔ)層氣-水相滲曲線(xiàn)的差異性，明確了氣-水相滲曲線(xiàn)的重要影響因素，并對(duì)氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，將氣-水相滲曲線(xiàn)與氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)結(jié)合，對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)價(jià)儲(chǔ)層滲流能力變化、制定合理的氣井生產(chǎn)制度和預(yù)測(cè)氣井產(chǎn)能都具有重要意義。

1 致密砂巖氣-水相滲實(shí)驗(yàn)

1.1 樣品和實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)樣品取自鄂爾多斯盆地東緣DJ區(qū)塊致密砂巖儲(chǔ)層，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相關(guān)學(xué)者將鄂爾多斯盆地東緣致密砂巖儲(chǔ)層分為3類(lèi)[13,20]（表1）。

表1 鄂爾多斯盆地致密砂巖儲(chǔ)層分類(lèi)評(píng)價(jià)依據(jù)Table 1 Classification and evaluation basis of tight sandstone reservoirs in Ordos Basin

分別選取研究區(qū)3 類(lèi)儲(chǔ)層的各3 塊巖心（共計(jì)9塊巖心）開(kāi)展氣-水相滲實(shí)驗(yàn)，巖心參數(shù)如表2所示。使用非穩(wěn)態(tài)法測(cè)定氣水兩相的相對(duì)滲透率，實(shí)驗(yàn)裝置流程如圖1所示，具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

圖1 非穩(wěn)態(tài)氣-水相滲實(shí)驗(yàn)裝置流程Fig.1 Flow chart of unsteady gas-water relative permeability experimental apparatus

表2 DJ區(qū)塊氣-水相滲實(shí)驗(yàn)巖心基本物性參數(shù)Table 2 Basic physical parameters of core in gas-water relative permeability experiment of DJ block

1）巖心準(zhǔn)備：對(duì)巖心進(jìn)行加工、烘干，測(cè)定其基礎(chǔ)物性，包括長(zhǎng)度L、直徑d、孔隙度φ、滲透率K、干重m等，通過(guò)五敏實(shí)驗(yàn)確定其臨界流速和地層水礦化度等參數(shù)。

2）流體準(zhǔn)備：采用蒸餾水/模擬地層水（3%KCl溶液）、模擬油/正葵烷、高純氮?dú)?氦氣。

3）巖心于60 ℃條件下烘干24 h后，真空加壓飽和水相，并稱(chēng)取濕重。

4）巖心置于巖心夾持器中，根據(jù)原地條件設(shè)置圍壓和驅(qū)替壓力，采用水相恒壓驅(qū)替，準(zhǔn)確記錄驅(qū)替壓差及液體流量，計(jì)算水相有效滲透率Kw。

5）設(shè)置氣相驅(qū)替壓力為獲得水相有效滲透率時(shí)的驅(qū)替壓力，采用加濕氣相恒壓驅(qū)替水相。巖心夾持器出口端連接置于分析天平上的干燥器（含CaCl2），干燥器后接氣體流量計(jì)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)壓力傳感器準(zhǔn)確記錄各時(shí)刻巖心夾持器入口端和出口端壓力，獲取t時(shí)刻的驅(qū)替壓差Δp(t)，通過(guò)記錄干燥器質(zhì)量，計(jì)算各時(shí)刻累積產(chǎn)液量（Vwi(t)），通過(guò)氣體流量計(jì)準(zhǔn)確記錄各時(shí)刻累積產(chǎn)氣量（Vgi(t)）和驅(qū)替氣流速。當(dāng)驅(qū)替約15 min 后累積產(chǎn)水量不再變化時(shí)，可認(rèn)為巖心當(dāng)前含水飽和度為束縛水飽和度Swi。

1.2 氣-水相滲實(shí)驗(yàn)結(jié)果

如圖2 和表3所示，基于巖心氣-水相滲曲線(xiàn)形態(tài)特征[21]，DJ-1—DJ-9 號(hào)樣品均屬于水相上凹型，DJ-1、DJ-2、DJ-3 號(hào)樣品的氣-水相滲曲線(xiàn)整體偏左，DJ-7、DJ-8、DJ-9 號(hào)樣品的氣-水相滲曲線(xiàn)整體偏右，并且隨著物性變差，兩相區(qū)的面積逐漸減小，氣相相對(duì)滲透率下降速率變快，束縛水飽和度不斷升高，等滲點(diǎn)往右移動(dòng)。

圖2 DJ區(qū)塊實(shí)驗(yàn)巖心氣-水相滲曲線(xiàn)Fig.2 Gas-water relative permeability curve of experimental cores in DJ block

表3 DJ區(qū)塊實(shí)驗(yàn)巖心束縛水飽和度對(duì)應(yīng)的特征參數(shù)變化情況Table 3 Changes of characteristic parameters corresponding to irreducible water saturation of experimental core in DJ block

2 氣-水相滲曲線(xiàn)特征及主控因素分析

束縛水飽和度是儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中的一個(gè)關(guān)鍵因素[22-25]。通過(guò)觀察3 類(lèi)儲(chǔ)層的代表性巖心實(shí)驗(yàn)結(jié)果（表3），得到束縛水飽和度Swi從33.30% 增至70.17%，束縛水飽和度下的氣相相對(duì)滲透率Krg（Swi）從0.67 減至0.04。為明確氣-水相滲曲線(xiàn)的主控因素，采用X 射線(xiàn)衍射（XRD）、掃描電鏡及鑄體薄片等分析了黏土礦物特征，采用核磁共振表征了可動(dòng)流體分布及孔隙分布。

2.1 黏土礦物對(duì)氣-水相滲曲線(xiàn)的影響

通過(guò)XRD 分析了樣品黏土礦物含量（表4），表明從Ⅰ類(lèi)到Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層，隨著物性變差，黏土礦物含量不斷增大（圖3a、圖3b）。掃描電鏡和鑄體薄片觀測(cè)表明，黏土礦物大多充填在孔隙中（圖3c），遇水膨脹，壓縮了流動(dòng)通道，或者在外力作用下崩解，產(chǎn)生微粒運(yùn)移堵塞孔道。因此，黏土礦物含量增加不利于儲(chǔ)層物性改善，束縛水飽和度隨黏土礦物含量增加而明顯增大（圖3d）。

圖3 DJ區(qū)塊氣-水相滲實(shí)驗(yàn)巖心黏土礦物分析Fig.3 Clay mineral analysis of gas-water relative permeability experimental core in DJ block

表4 DJ區(qū)塊氣-水相滲實(shí)驗(yàn)巖心XRD結(jié)果Table 4 XRD results of gas-water relative permeability experimental cores in DJ block 單位：%

黏土礦物相對(duì)含量（圖3b）和孔隙結(jié)構(gòu)（圖4）觀測(cè)結(jié)果表明，Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層主要以高嶺石為主，次要為伊利石和綠泥石，主要發(fā)育粒間孔和溶蝕孔，連通性較好，氣-水相滲曲線(xiàn)束縛水飽和度為40%左右，氣-水共滲區(qū)面積大；Ⅱ類(lèi)和Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層主要以伊利石為主，Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層主要發(fā)育粒間孔和晶間孔，連通性較差，氣-水相滲曲線(xiàn)束縛水飽和度為60%左右，氣-水共滲區(qū)面積較?。虎箢?lèi)儲(chǔ)層主要發(fā)育晶間孔，連通性極差，孔喉相對(duì)較細(xì)，氣-水相滲曲線(xiàn)束縛水飽和度為75%左右，氣-水共滲區(qū)面積最小。高嶺石雖然充填孔隙（圖4c），將大孔隙分割成小孔隙，減小了滲流通道半徑，但其晶間孔和溶蝕孔較為發(fā)育（圖4a），增強(qiáng)了孔隙連通性；綠泥石增強(qiáng)了巖石抗壓實(shí)和抗溶解能力，平衡上覆載荷，從而使得儲(chǔ)層原生孔隙得以保存（圖4d）；伊利石形態(tài)復(fù)雜（圖4b），呈毛發(fā)狀占據(jù)了孔隙大部分體積，減小流體流動(dòng)通道。所以高嶺石和綠泥石有利于儲(chǔ)層孔隙的保存和形成，伊利石主要起到充填孔隙的作用。

圖4 DJ區(qū)塊氣-水相滲實(shí)驗(yàn)巖心黏土礦物顯微圖像特征Fig.4 Microscopic characteristics of clay minerals in core of gas-water relative permeability experiment in DJ block

2.2 孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)氣-水相滲曲線(xiàn)的影響

孔隙結(jié)構(gòu)是氣-水相滲曲線(xiàn)的直接影響因素[26]。采用核磁共振技術(shù)可以測(cè)量巖心孔隙及流體分布情況，參考孔星星等[27]的孔隙分類(lèi)，將研究區(qū)致密砂巖孔喉分為3 類(lèi)：中—粗孔喉（大于1.0 μm）、細(xì)孔喉（0.1～1.0 μm）和微孔喉（小于0.1 μm）。統(tǒng)計(jì)研究區(qū)3 類(lèi)巖心的孔隙占比（圖5a）及束縛水在各孔隙中的占比（圖5b），發(fā)現(xiàn)不同類(lèi)型儲(chǔ)層微納米級(jí)孔隙發(fā)育情況差異較大。Ⅰ類(lèi)巖心中—粗孔喉所占比例最大，為37.37%；Ⅱ類(lèi)巖心中—粗孔喉所占孔隙體積為8.89%；Ⅲ類(lèi)巖心中—粗孔喉所占孔隙體積為3.68%。并且從Ⅰ類(lèi)到Ⅲ類(lèi)巖心，微孔喉占比不斷增大，微孔喉中束縛水占比不斷減小。這是由于氣體存在于中—粗孔喉中，而束縛水主要以“水膜”的形式存在于細(xì)孔喉中（圖5c），在微孔喉中則主要以“水柱”的形式存在，并形成“卡斷”，進(jìn)而堵塞氣體滲流通道。當(dāng)存在驅(qū)替壓力時(shí)，可動(dòng)流體優(yōu)先通過(guò)中—粗孔喉和細(xì)孔喉，導(dǎo)致微孔喉的束縛水占比較高，中—粗孔喉和細(xì)孔喉的束縛水占比較低。

圖5 DJ區(qū)塊致密砂巖基質(zhì)儲(chǔ)層束縛水狀態(tài)下流體分布Fig.5 Fluid distribution of tight sandstone matrix reservoir in DJ block under irreducible water condition

3 基于氣水兩相流動(dòng)的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)分析

氣水滲流貫穿氣井生產(chǎn)的始終，氣-水相滲曲線(xiàn)反映了儲(chǔ)層微觀滲流過(guò)程，而采氣曲線(xiàn)則反映了儲(chǔ)層宏觀生產(chǎn)過(guò)程。氣-水相滲曲線(xiàn)測(cè)試結(jié)果表明，對(duì)于Ⅰ類(lèi)巖心，隨著含水飽和度升高，氣相相對(duì)滲透率緩慢降低，水相相對(duì)滲透率緩慢上升，氣-水共滲區(qū)較寬，氣-水抗干擾程度較強(qiáng)，該類(lèi)氣井生產(chǎn)過(guò)程中氣井平均日產(chǎn)氣量較高，并且穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)，見(jiàn)水后，簡(jiǎn)單排水采氣即可穩(wěn)定生產(chǎn)。Ⅱ類(lèi)巖心隨著含水飽和度升高，氣相相對(duì)滲透率降低較慢，水相相對(duì)滲透率上升較慢，氣-水共滲區(qū)較窄，氣-水抗干擾程度較弱，該類(lèi)氣井生產(chǎn)初期產(chǎn)量較高，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，單井產(chǎn)量下降較快，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間較短，生產(chǎn)后期采取簡(jiǎn)單的排水采氣無(wú)法維持穩(wěn)定生產(chǎn)，必須采取壓裂開(kāi)采。Ⅲ類(lèi)巖心隨著含水飽和度的升高，氣相相對(duì)滲透率下降快，水相相對(duì)滲透率上升快，氣井生產(chǎn)時(shí)平均日產(chǎn)氣量低，見(jiàn)水快，產(chǎn)量迅速降低，并且部分儲(chǔ)層等滲點(diǎn)處的氣相相對(duì)滲透率小于0.02，存在獄滲區(qū)，氣水均無(wú)法有效流動(dòng)。

為驗(yàn)證上述觀點(diǎn)，需要進(jìn)一步建立氣-水相滲曲線(xiàn)與生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)的聯(lián)系。前人通過(guò)聯(lián)立考慮凝析水氣比的井底含水率與不同含水飽和度的井底含水率公式[28]，建立了相對(duì)滲透率與水氣比的關(guān)系，如式（1）所示，進(jìn)而明確氣-水相滲曲線(xiàn)與生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的聯(lián)系。因此，研究結(jié)合儲(chǔ)層條件下的毛管壓力曲線(xiàn)，分析氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征。

式中：Krg為氣相相對(duì)滲透率；Krw為水相相對(duì)滲透率；Bg為天然氣體積系數(shù)；μg為天然氣黏度，單位mPa·s；Bw為地層水體積系數(shù)；Awgr為水氣比，單位m3/104m3；Rwgr為凝析水氣比，單位m3/104m3；μw為地層水黏度，單位mPa·s。

不同樣品的氣-水相滲曲線(xiàn)特征點(diǎn)參數(shù)不同，并且實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)點(diǎn)和相對(duì)滲透率對(duì)應(yīng)的含水飽和度均不相等，因此，單一的相滲曲線(xiàn)不能代表綜合的相滲曲線(xiàn)，需要進(jìn)行歸一化處理。研究使用平均法[29-31]對(duì)非均質(zhì)儲(chǔ)層最大限度保留形態(tài)特征，將3 類(lèi)儲(chǔ)層的氣-水相滲曲線(xiàn)歸一化處理（圖6、表5）。

圖6 DJ區(qū)塊歸一化的3類(lèi)巖心氣-水相滲曲線(xiàn)Fig.6 Three types of normalized gas-water relative permeability curves in DJ block

表5 DJ區(qū)塊歸一化特征點(diǎn)參數(shù)Table 5 Normalized feature point parameters in DJ block

圖6 表明，3 類(lèi)巖心的氣-水相滲曲線(xiàn)形態(tài)差異大，說(shuō)明研究的相滲曲線(xiàn)分類(lèi)合理。進(jìn)一步通過(guò)氣-水相滲曲線(xiàn)轉(zhuǎn)化為含水飽和度和Krg/Krw的關(guān)系（圖7）。

圖7 DJ區(qū)塊3類(lèi)巖心含水飽和度與Krg/Krw的關(guān)系Fig.7 Relationship between Krg/Krw and water saturation of three types of cores in DJ block

對(duì)3 類(lèi)儲(chǔ)層樣品進(jìn)行壓汞測(cè)試，并通過(guò)公式（2）將壓汞得到的壓汞毛管壓力換算成氣-水毛管壓力，研究?jī)?chǔ)層條件下氣-水毛管壓力與含水飽和度關(guān)系（圖8a），分析生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)。

圖8 DJ區(qū)塊氣-水毛管壓力與含水飽和度、孔喉半徑的關(guān)系Fig.8 Relationship between capillary pressure and water saturation in DJ block

式中：pwg為氣-水毛管壓力，單位MPa；pHg為壓汞毛管壓力，單位MPa；σwg為氣-水表面張力，單位mN/m；θwg為氣-水潤(rùn)濕接觸角，單位（°）；σHg為汞表面張力，單位mN/m；θHg為汞潤(rùn)濕接觸角，單位（°）。

孔喉半徑與氣-水毛管壓力的關(guān)系（圖8b）如下式：

式中：r為氣-水毛管壓力pwg所對(duì)應(yīng)的孔喉半徑，單位μm。

含水飽和度越低，毛管壓力越大，對(duì)應(yīng)的孔喉半徑越小。隨著含水飽和度降低，毛管壓力逐漸增大，甚至達(dá)到35 MPa 左右，當(dāng)排驅(qū)壓力不能克服毛管壓力時(shí)，儲(chǔ)層小孔喉中的水無(wú)法被排出，這也是儲(chǔ)層中的水不能徹底排出的原因之一。最后，分別選取研究區(qū)3 類(lèi)儲(chǔ)層對(duì)應(yīng)的氣井進(jìn)行了生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析（表6）。

表6 DJ區(qū)塊3類(lèi)儲(chǔ)層對(duì)應(yīng)的典型氣井參數(shù)Table 6 Typical gas well parameters corresponding to three types of reservoirs in DJ block

3.1 Ⅰ類(lèi)氣井生產(chǎn)特征

DJ-A 井屬于Ⅰ類(lèi)井，開(kāi)發(fā)層位滲透率為1.32×10-3μm2，孔隙度為12.66%，地層溫度為65 ℃，地層壓力為18 MPa，投產(chǎn)后初期日產(chǎn)氣量為2.10×104m3，套壓為0 MPa，油壓為9.86 MPa，平均日產(chǎn)氣量為2.51×104m3，累產(chǎn)氣量為1 201.45×104m3，生產(chǎn)曲線(xiàn)如圖9所示。

圖9 DJ區(qū)塊DJ-A井生產(chǎn)曲線(xiàn)Fig.9 Production curve of well DJ-A in DJ block

研究區(qū)塊Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層物性較好，生產(chǎn)初期配產(chǎn)較高，日產(chǎn)氣量大于20 000 m3，產(chǎn)氣量不斷上升，油壓不斷下降，含水飽和度從38%不斷上升后穩(wěn)定在47%；生產(chǎn)中期，油壓進(jìn)一步下降，氣井產(chǎn)量介于（2～3）×104m3/d，表明氣井開(kāi)始積液，通過(guò)關(guān)井和泡排的手段恢復(fù)產(chǎn)量，含水飽和度介于42%～53%；生產(chǎn)后期，油壓穩(wěn)定在4 MPa左右，氣井產(chǎn)量進(jìn)一步降低，井筒積液嚴(yán)重，采取泡排手段，產(chǎn)氣量為1×104m3/d，含水飽和度穩(wěn)定在49.1%左右。

結(jié)合圖8 研究表明，DJ 區(qū)塊生產(chǎn)前期毛管壓力小于4.61 MPa，說(shuō)明孔喉半徑大于0.121 μm 的孔隙得到了有效動(dòng)用；生產(chǎn)中期對(duì)應(yīng)的毛管壓力小于3.24 MPa，說(shuō)明孔喉半徑大于0.172 μm的孔隙得到了有效動(dòng)用；生產(chǎn)后期對(duì)應(yīng)的毛管壓力小于4.41 MPa，說(shuō)明孔喉半徑大于0.126 μm 的孔隙得到了有效動(dòng)用。該類(lèi)氣井中—粗孔喉占比為37.37%，是儲(chǔ)層流體的主要流動(dòng)通道，主流孔喉中的流體得到了有效動(dòng)用，生產(chǎn)時(shí)表現(xiàn)出氣-水同流的現(xiàn)象，不會(huì)有過(guò)多流體滯留在儲(chǔ)層中，即使有外來(lái)水也不會(huì)過(guò)多堵塞孔喉從而影響儲(chǔ)層滲透率，通過(guò)關(guān)井和泡排即可正常生產(chǎn)。

3.2 Ⅱ類(lèi)氣井生產(chǎn)特征

DJ-B 井屬于Ⅱ類(lèi)井，開(kāi)發(fā)層位滲透率為0.31×10-3μm2，孔隙度為10.92%，地層溫度為65 ℃，地層壓力為18 MPa，投產(chǎn)初期日產(chǎn)氣量為2.50×104m3，套壓為1.72 MPa，油壓為2.02 MPa，平均日產(chǎn)氣量為1.21×104m3，累產(chǎn)氣量為304.16×104m3，生產(chǎn)曲線(xiàn)如圖10所示。

圖10 DJ區(qū)塊DJ-B井生產(chǎn)曲線(xiàn)Fig.10 Production curve of well DJ-B in DJ block

Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層物性較差，生產(chǎn)初期，氣水同產(chǎn)，產(chǎn)氣量為2.5×104m3/d 左右，呈不斷波動(dòng)下降趨勢(shì)，產(chǎn)水量為20 m3/d，劇烈波動(dòng)后下降，油壓、套壓波動(dòng)下降，表現(xiàn)出輕度水相圈閉損害的特征，含水飽和度介于58%～60%。生產(chǎn)中期通過(guò)關(guān)井和泡排等手段，日產(chǎn)氣量在1×104m3左右波動(dòng)，油套壓差大于2.5 MPa，表明井筒積液嚴(yán)重，近井地帶水相圈閉損害加重，導(dǎo)致產(chǎn)水量和產(chǎn)氣量不斷降低，含水飽和度介于55%～58%。生產(chǎn)后期日產(chǎn)氣量低于1×104m3并不斷降低，通過(guò)關(guān)井和泡排等手段無(wú)法維持穩(wěn)定生產(chǎn)，水相圈閉損害嚴(yán)重，含水飽和度介于53%～55%。

結(jié)合圖8 研究表明，生產(chǎn)前期毛管壓力小于6.95 MPa，說(shuō)明孔喉半徑大于0.099 μm 的孔隙得到有效動(dòng)用；生產(chǎn)中期對(duì)應(yīng)的毛管壓力小于8.33 MPa，說(shuō)明孔喉半徑大于0.081 μm 的孔隙得到有效動(dòng)用；生產(chǎn)后期對(duì)應(yīng)的毛管壓力小于9.47 MPa，說(shuō)明孔喉半徑大于0.071 μm 的孔隙得到有效動(dòng)用。該類(lèi)氣井對(duì)應(yīng)儲(chǔ)層的中—粗孔喉占比低于Ⅰ類(lèi)氣井，微孔喉體積占比高于Ⅰ類(lèi)氣井，通過(guò)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中，中—粗孔喉和細(xì)孔喉得到了有效動(dòng)用，具體表現(xiàn)為生產(chǎn)初期氣水同流，隨后儲(chǔ)層中部的含水飽和度緩慢上升，井筒附近的含水飽和度由于地層能量的降低會(huì)稍微降低，表現(xiàn)為日產(chǎn)水量和日產(chǎn)氣量降低，簡(jiǎn)單的關(guān)井和泡排手段無(wú)法起到效果，可考慮采取壓裂等開(kāi)采技術(shù)。

3.3 Ⅲ類(lèi)氣井生產(chǎn)特征

DJ-C 井屬于Ⅲ類(lèi)井，開(kāi)發(fā)層位滲透率為0.12×10-3μm2，孔隙度為6.11%，地層溫度為65 ℃，地層壓力為18 MPa，投產(chǎn)初期日產(chǎn)氣量為2.10×104m3，套壓為3.77 MPa，油壓為4.51 MPa，平均日產(chǎn)氣量為0.67×104m3，累產(chǎn)氣量為211.86×104m3，生產(chǎn)曲線(xiàn)如圖11所示。

Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層物性最差，生產(chǎn)初期產(chǎn)氣量上升至2.40×104m3/d 后短暫關(guān)井，開(kāi)井后產(chǎn)氣量降至0.7×104m3/d，套壓和油壓波動(dòng)并出現(xiàn)差值，井筒輕微積液，含水飽和度為73.1%；生產(chǎn)中期油套壓差波動(dòng)變大，差值增大，井筒積液較嚴(yán)重，通過(guò)關(guān)井和泡排措施減少井筒積液，但水相圈閉損害沒(méi)有得到解除，產(chǎn)氣量介于（0.5～0.6）×104m3/d，含水飽和度在73.9%輕微波動(dòng)；生產(chǎn)后期產(chǎn)氣量穩(wěn)定在0.6×104m3/d，套壓穩(wěn)定，油壓波動(dòng)，井筒持續(xù)積液，含水飽和度為74%。

結(jié)合圖8 研究表明，生產(chǎn)前期毛管壓力小于3.67 MPa，說(shuō)明孔喉半徑大于0.152 μm 的孔隙得到有效動(dòng)用；生產(chǎn)中期毛管壓力小于3.61 MPa，說(shuō)明孔喉半徑大于0.154 μm的孔隙得到有效動(dòng)用；生產(chǎn)后期毛管壓力小于3.73 MPa，說(shuō)明孔喉半徑大于0.149 μm的孔隙得到有效動(dòng)用。該類(lèi)氣井對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)層微孔喉占比高，且儲(chǔ)層存在獄滲區(qū)，該類(lèi)儲(chǔ)層的儲(chǔ)量低，氣井生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)量很低，一旦見(jiàn)水，井筒周?chē)惋@示出高含水飽和度，氣水流動(dòng)困難，產(chǎn)量急劇降低，采取關(guān)井和泡排手段只能維持較低的產(chǎn)量甚至?xí)．a(chǎn)，建議考慮使用烴類(lèi)蒸汽壓裂、井下電加熱（可用氣體作為導(dǎo)熱介質(zhì)以提高加熱效率和范圍）、井下微波加熱等降低井周儲(chǔ)層含水飽和度、提高氣體傳輸能力。

4 結(jié)論

1）Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層孔隙類(lèi)型主要為粒間孔和溶蝕孔，中—粗孔喉占比約40%，黏土礦物以高嶺石為主；Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層孔隙類(lèi)型主要為粒間孔和晶間孔，中—粗孔喉占比約10%，黏土礦物以伊利石為主；Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層孔隙類(lèi)型主要為晶間孔，中—粗孔喉占比約4%，黏土礦物以伊利石為主。高嶺石和綠泥石對(duì)儲(chǔ)層主要起保護(hù)作用，伊利石是導(dǎo)致儲(chǔ)層物性差的主要原因。

2）Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層氣-水相滲曲線(xiàn)共滲區(qū)較寬，束縛水飽和度約為40%，氣相和水相的相對(duì)滲透率下降較慢，平均日產(chǎn)氣量約為2×104m3，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)；Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層氣-水相滲曲線(xiàn)共滲區(qū)較窄，束縛水飽和度約為60%，氣相和水相的相對(duì)滲透率下降較快，平均日產(chǎn)氣量約為1×104m3，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間較短；Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層氣-水相滲曲線(xiàn)共滲區(qū)極窄，束縛水飽和度約為75%，平均日氣產(chǎn)量約為0.5×104m3，幾乎沒(méi)有穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間。

3）氣-水相滲曲線(xiàn)綜合反映了儲(chǔ)層的微觀特征，生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)是儲(chǔ)層微觀特征的宏觀反映。通過(guò)研究氣-水相滲曲線(xiàn)，預(yù)測(cè)了生產(chǎn)井的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)，對(duì)礦場(chǎng)生產(chǎn)中優(yōu)選開(kāi)發(fā)層位和制定生產(chǎn)措施具有指導(dǎo)意義。