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]。
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。
1.1.1 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]。
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>
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]。
( 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。
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