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低滲氣藏傷害機(jī)理研究

2015-08-10 09:22:04蘇河套秦海宇
石油化工應(yīng)用 2015年9期
關(guān)鍵詞:水鎖基液膠液

賴(lài) 燕,蘇河套,王 娜,王 軒,秦海宇,徐 龍

( 1.西安石油大學(xué),陜西西安 710065;2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第二采氣廠,陜西榆林 719000)

為緩解能源危機(jī)及環(huán)境問(wèn)題, 天然氣在世界能源結(jié)構(gòu)中的比重越來(lái)越大。 目前我國(guó)的天然氣資源以低滲儲(chǔ)層為主,我國(guó)的鄂爾多斯盆地、塔里木盆地以及四川盆地?fù)碛胸S富的天然氣資源,均以低滲儲(chǔ)層為主。由于低滲儲(chǔ)層低孔低滲的特點(diǎn), 在開(kāi)采開(kāi)發(fā)的過(guò)程中由于外來(lái)流體的侵入( 如鉆井液、壓裂液等),極易改變儲(chǔ)層的滲流通道,造成儲(chǔ)層傷害。本文以壓裂液對(duì)低滲氣藏的傷害為例對(duì)低滲氣藏儲(chǔ)層的潛在傷害進(jìn)行了研究,并分別分析其傷害機(jī)理,從而預(yù)防低滲儲(chǔ)層的傷害指導(dǎo)低滲氣藏的開(kāi)采開(kāi)發(fā),提高天然氣的產(chǎn)量[3]。

1 低滲氣藏傷害實(shí)驗(yàn)

分別采用不含殘?jiān)膲毫岩夯号c未經(jīng)過(guò)處理的壓裂液破膠液對(duì)巖心進(jìn)行傷害實(shí)驗(yàn)研究分析。

1.1 壓裂液基液傷害實(shí)驗(yàn)

1.1.1 實(shí)驗(yàn)巖心及流體 實(shí)驗(yàn)巖心取自X 區(qū)低滲氣藏,孔隙度分布在7.2 %~9.1 %,滲透率分布在2.21 mD~3.45 mD;實(shí)驗(yàn)流體采用胍膠壓裂液和清潔壓裂液。性質(zhì)( 見(jiàn)表1)。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)步驟 ( 1)巖心烘干后,測(cè)定干重,然后進(jìn)行氣測(cè)滲透率的測(cè)定K1;( 2) 抽真空后采用模擬地層水飽和,計(jì)算巖心的孔隙度;( 3)將壓裂液過(guò)濾,使其不含殘?jiān)?,制成基液;?4)沿巖心正向端,用壓裂液基液驅(qū)替5 PV;( 5) 采用氮?dú)庋貛r心正向端驅(qū)替至巖心無(wú)液體產(chǎn)出,計(jì)算巖心滲透率K2;( 6)計(jì)算傷害率,公式為η=( K1- K2)×100/K1。

表1 實(shí)驗(yàn)所用壓裂液

1.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表2 壓裂液基液傷害結(jié)果對(duì)比

圖1 壓裂液基液傷害結(jié)果對(duì)比圖

通過(guò)對(duì)同一巖心進(jìn)行壓裂液基液傷害, 結(jié)果表明( 見(jiàn)表2、圖1),胍膠壓裂液基液與清潔壓裂液基液對(duì)同一巖心的傷害基本一致。 對(duì)于不同滲透率大小的巖心,隨著滲透率的減小,基液對(duì)儲(chǔ)層的傷害增加。 引起壓裂液基液傷害的主要因素為水鎖傷害。 水鎖傷害主要是由氣井作業(yè)過(guò)程中水相侵入儲(chǔ)層使天然氣在地層中流動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)附加的流動(dòng)阻力,影響天然氣的產(chǎn)出。滲透率越小的儲(chǔ)層,水鎖傷害越嚴(yán)重[4-6]。

1.2 壓裂液破膠液傷害實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)巖心取自X 區(qū)低滲氣藏,孔隙度分布在8.2 %~9.7 %,滲透率分布在3.67 mD~4.54 mD。

1.2.1 實(shí)驗(yàn)步驟 ( 1)巖心烘干后,測(cè)定干重,然后進(jìn)行氣測(cè)滲透率的測(cè)定K1;( 2) 抽真空后采用模擬地層水飽和,計(jì)算巖心的孔隙度;( 3)沿巖心正向端,用壓裂液破膠液驅(qū)替5 PV;( 4) 采用氮?dú)庋貛r心正向端驅(qū)替至巖心無(wú)液體產(chǎn)出,計(jì)算巖心滲透率K2;( 5)計(jì)算傷害率,公式為η=( K1- K2)×100/K1。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表3 壓裂液破膠液傷害結(jié)果對(duì)比

圖2 壓裂液破膠液傷害結(jié)果對(duì)比圖

壓裂液破膠液傷害結(jié)果表明( 見(jiàn)表3、圖2),含有殘?jiān)膲毫岩浩颇z液對(duì)儲(chǔ)層的傷害較壓裂液基液的傷害增加。 含有少量殘?jiān)那鍧崏毫岩浩颇z液其相對(duì)于壓裂液基液的傷害增加較少, 增加了1.6 %~2.5 %;而含有殘?jiān)枯^大的胍膠壓裂液破膠液相對(duì)于其基液傷害率增加要大的多,增加了10.7 %~12.1 %??梢钥闯?,殘?jiān)谝欢ǔ潭壬显黾觾?chǔ)層的傷害。 其主要是由固相顆粒堵塞,減小儲(chǔ)層的滲流造成的,但相對(duì)于壓裂液基液的傷害,殘?jiān)斐傻膫σ〉亩唷?/p>

2 水鎖傷害解除

造成低滲儲(chǔ)層水鎖傷害的主要原因是附加的毛管阻力, 從降低附加阻力的方向出發(fā)來(lái)解除低滲氣藏的水鎖傷害。目前采用的主要方法是,注入表面活性劑降低氣液界面張力,改變儲(chǔ)層潤(rùn)濕性;注入醇類(lèi)降低氣液界面張力;對(duì)地層進(jìn)行熱處理,使液相水蒸發(fā)為氣相降低水鎖傷害;注入氮?dú)?、二氧化碳等干氣降低?chǔ)層的水鎖傷害[1,7,8]。

3 結(jié)論

( 1)低滲儲(chǔ)層的傷害以水鎖傷害為主,固相殘?jiān)鼘?duì)儲(chǔ)層也會(huì)造成一定的傷害,但相對(duì)于水鎖傷害較小。在本文由水鎖對(duì)儲(chǔ)層造成的傷害分布在35.1 %~44.5 %,而由殘?jiān)斐傻膫H分布在1.6 %~12.1 %。

( 2)可以采用下面幾種方法消除水鎖傷害,注入表面活性劑降低氣液界面張力,改變儲(chǔ)層潤(rùn)濕性;注入醇類(lèi)降低氣液界面張力;對(duì)地層進(jìn)行熱處理,使液相水蒸發(fā)為氣相降低水鎖傷害;注入氮?dú)?、二氧化碳等干氣降低?chǔ)層的水鎖傷害。

[ 1] 徐凌.PW 低滲氣藏解除水鎖技術(shù)研究[ D].西南石油大學(xué),2014.

[ 2] 王憲剛.蘇六井區(qū)低滲砂巖氣藏水鎖傷害機(jī)理及防治辦法研究[ D].西安石油大學(xué),2010.

[ 3] 白方林.蘇6 井區(qū)氣藏傷害因素分析及降低水鎖傷害方法研究[ D].西安石油大學(xué),2011.

[ 4] 聯(lián)翩.低滲透氣藏水鎖傷害的預(yù)防技術(shù)研究[ D].西南石油大學(xué),2012.

[ 5] 張力. 雅克拉-大澇壩凝析氣藏液鎖傷害機(jī)理及防治技術(shù)研究[ D].西南石油大學(xué),2014.

[ 6] 游利軍. 致密砂巖氣層水相圈閉損害機(jī)理及應(yīng)用研究[ D].西南石油學(xué)院,2004.

[ 7] 魏茂偉,薛玉志,李公讓?zhuān){(lán)強(qiáng),張敬輝.水鎖解除技術(shù)研究進(jìn)展[ J].鉆井液與完井液,2009,( 6):65-68+96-97.

[ 8] 熊昕東,王世澤,張國(guó)東,趙金洲,湯勇.新場(chǎng)氣田上沙溪廟氣藏水鎖效應(yīng)研究[ J].鉆采工藝,2007,( 4):95-97+3.

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