魏兆勝，李迎九

(中國石油吉林油田公司勘探開發(fā)研究院，吉林松原 138001)

1 氣藏基本概況

長嶺氣田位于松遼盆地南部的長嶺斷陷中部，主要生產層段為營城組，屬于裂縫性火山巖氣藏［1］，具有弱活躍性的邊底水存在。氣藏埋深在3500m左右，平均孔隙度為7.3%，平均滲透率為0.58mD。氣藏于2008年開始水平井試驗性開發(fā)，2009年正式開發(fā)，先后進行了建產和擴能兩次較大的產能建設，總計投入生產井21口，其中水平井13口，實現(xiàn)了該氣田水平井規(guī)模開發(fā)的預期設計，氣田高峰期日產天然氣440×104m3、年產天然氣12×108m3，目前累計產天然氣約62×108m3，水氣比為91m3/104m3。氣藏原始地層壓力為42MPa，地層壓力降幅為 2.44MPa/a，年均采氣速度為2.5%～3.0%。

2 氣藏現(xiàn)狀的認識與思考

回顧長嶺氣田短短的開發(fā)歷史，營城組氣藏的勘探、開發(fā)貫穿和代表著該氣田的誕生與成長［2］。由于營城組氣藏是具有邊底水的裂縫性火山巖氣藏，地層水的存在與產出始終是氣田開發(fā)者關注的一個重點，努力的目標是控制或推遲地層水的產出。然而，原本設計用8～10年產出地層水的營城組氣藏于2011年后便見到地層水的產出，并在2012—2013年漸趨加大 (圖1)。在分析邊底水水侵機理與特點后，認為東北地區(qū)季節(jié)性的天然氣銷售需求引起的相應生產制度的差異，是造成這種局面的首要原因，后續(xù)生產逐漸縮小和消除了這種季節(jié)性差異，水氣比出現(xiàn)一定時間的平衡。

圖1 長嶺氣田營城組氣藏歷年綜合開采曲線圖Fig.1 Comprehensive exploitation curves of gas reservoirs in Yingcheng Formation，Changling Gas Field in the past years

在目前這種水氣比高、地層壓力和油壓下降幅度偏大、天然氣產量下降較快的現(xiàn)狀下，營城組氣藏的實際狀況、氣藏的生產能力和潛力、被水侵的破壞程度、下步氣藏發(fā)展方向等都是急需解決的問題。

針對以上問題，通過對氣藏連續(xù)跟蹤分析，尤其是氣藏的動態(tài)儲量和彈性能量指數的連續(xù)分析，以及水侵與動用儲量和彈性能量指數變化的關系等分析，對氣藏目前開發(fā)狀況、生產能力與潛力提出以下4個方面的認識。

2.1 控制水侵，穩(wěn)定產能

氣藏目前出現(xiàn)的穩(wěn)產困難和遞減的現(xiàn)象，是由于開發(fā)強度的季節(jié)性、大幅度變化引起地層水的快速侵入所致，通過水侵的適當防控與治理，有望逐步穩(wěn)定生產能力。

長嶺氣田是吉林油田首個發(fā)現(xiàn)與開發(fā)的大型整裝氣田，對調整當地產業(yè)結構和拉動當地經濟發(fā)展具有重要意義［2］。因此，正是氣田周邊對天然氣需求的季節(jié)性變化和日益增長的需求形勢，使營城組氣藏的開發(fā)經歷了階段性的滿負荷或超負荷生產，階段性生產壓差相差較大，且部分時段保持高值生產，甚至出現(xiàn)上限生產，直接導致氣藏部分區(qū)域的水侵由出現(xiàn)到加速、再到部分水淹井出現(xiàn)和氣田水淹井井數增加的不利局面。同時，2012年其上部的登婁庫組氣藏開始開發(fā)，部分氣井不同程度地溝通了下部的營城組氣藏，間接增加了營城組氣藏的生產井數，加大了營城組氣藏的生產強度，增大了氣藏進一步水淹的風險，直接表現(xiàn)是地層壓降幅度增加、水氣比上升。2012—2013年對氣藏水侵開展了研究，在明確水侵機理基礎上，在氣井分類防控管理的前提下，取消了季節(jié)性調峰手段，使氣井及氣田的生產逐漸趨于平穩(wěn)、水氣比穩(wěn)定、地層壓力降幅穩(wěn)定。后續(xù)再通過相應動態(tài)管理與工藝措施，因地層水產出造成的可動儲量的損失也逐步得到恢復和彌補。

2.2 氣藏壓降不均衡導致底水錐進

營城組氣藏早期開發(fā)主體區(qū)域階段性移動導致壓降及平面上水侵不均衡，全區(qū)氣水界面不均衡性上升，持續(xù)發(fā)展的結果是底水錐進，進而導致整個氣藏水淹。

分析營城組氣藏歷年壓力值及其連續(xù)下降幅度發(fā)現(xiàn)，氣藏開發(fā)過程中的主戰(zhàn)場經歷了由中部(長深1井區(qū))到北部 (長深103井區(qū))，再到南部 (長深1－1井區(qū))，最終回到中部的過程。其中某一區(qū)塊充當 (大約1年)產能建設主陣地時，地層壓力隨開采強度的階段性強化而大幅下降，區(qū)塊年壓降基本為2.6～3MPa，隨之出現(xiàn)的是氣井、區(qū)塊產水量的明顯增加。究其原因是壓力快速下降、地層水快速移動產出使氣體 (氣泡)被封鎖、卡斷，直接體現(xiàn)在水氣比大幅度增長、氣井產量下降幅度較大。根據數值模擬初步結果，營城組氣藏的氣水界面上升30～100m，對有底水的裂縫性火山巖氣藏不利，如果不加以控制，則會繼續(xù)不均衡上升，最終可能以“星星之火燎原”的方式水淹氣藏，年損失的天然氣產量估計為(6～8)×108m3。

2.3 正確認識并利用水侵作用

必須正確認識水侵的兩面性，適時把握水侵正反作用發(fā)揮的時機，發(fā)揮和強化水侵的正面作用，抑制或減弱其反面作用［3］，利用早期的水侵作用增加可動儲量，延長氣井的無水采氣期。

營城組火山巖氣藏為體積系數將近1.2MPa/100m的有水氣藏，水的產出是不可避免的，但開展營城組氣藏水侵特征與影響的研究發(fā)現(xiàn)，在弄清水侵機理與特征的前提下，通過強化氣田日常動態(tài)管理，氣井產水的時機和方式有可能人為控制。

一般來說，當氣藏地層壓力下降時，孔隙中的地層水發(fā)揮彈性作用，驅動天然氣運移;但當地層壓力下降較快、幅度較大時，就會引起地層水的快速、大幅度運移，地層水反面作用占主導地位，將天然氣封閉或卡斷而導致儲量損失，并使氣井、氣田水淹導致停井和停產［4］。在克拉2超高壓有水氣藏和相國寺弱活躍邊水氣藏開發(fā)中，氣藏早期的水侵都給開發(fā)帶來一定的正面作用，主要體現(xiàn)在水侵時氣藏的彈性能量指數保持穩(wěn)定和上升［4－7］。

長嶺氣田的長深1－1井水侵過程中的參數變化可以體現(xiàn)水侵行為正反兩方面的“交班現(xiàn)象”。當水侵出現(xiàn)、水氣比逐漸上升增大時，該井計算的井控儲量呈增大趨勢，彈性能量指數保持穩(wěn)定并略有增加，說明這一階段地層水在驅動天然氣運移，此時，水侵所形成的正能量表現(xiàn)“正當時”。但隨著水侵勢頭的逐漸加強，井控儲量及彈性能量指數也呈下降趨勢，說明此時水侵起破壞作用 (圖2)。

因此，如果適時、及時地把握水侵正反面作用的“交班”時機，發(fā)揮正面作用、弱化反面作用，“水侵”也可能會成為天然氣開發(fā)的“好助手”。從哲學方面看，事物就是矛盾的結合體，重點是看如何利用不同時機的主要矛盾［8－9］!

2.4 摸清氣藏現(xiàn)狀及潛力，及時調整方案

必須客觀分析氣藏現(xiàn)狀，摸清氣藏的實際狀況和潛力，抓住影響氣藏潛力發(fā)揮的主要矛盾，開展氣藏調整的先期試驗和方案研究，超前介入氣藏調整方案的研究與編制。

近年來，營城組氣藏出現(xiàn)了地層壓力下降、氣井產量下降和地層水產出量增加等不利局面;但經過水侵研究及部分管理措施的及時實施，氣藏生產在逐漸平穩(wěn)恢復。針對氣藏開發(fā)中這一階段性“變奏曲”，需從整個氣藏的固有性方面進行評價，因此用到了前面提到的彈性能量指數概念。

通常情況下，彈性能量指數是氣藏單位壓降下的產出氣量，反映的是氣藏彈性能量的變化，體現(xiàn)的是氣藏的固有性質，在氣藏開發(fā)過程中表現(xiàn)出規(guī)律性變化，理論上主要與氣藏動用儲量的規(guī)模有關，與氣藏采氣速度等指標的關系不大。對營城組氣藏彈性能量指數的變化曲線分析 (圖3)發(fā)現(xiàn)，從氣藏開始開發(fā)到全面開發(fā)，彈性能量指數經歷了由上升到下降再到基本穩(wěn)定的過程，與國內超高壓氣藏克拉2氣藏相似 (圖4)。

圖2 長深1－1井彈性能量指數與水氣比等指標對比曲線圖Fig.2 Curves showing the comparison among elastic energy index，water－gas ratio and other indexes in Well Changshen1－1

圖3 長嶺氣田營城組氣藏彈性能量指數對比曲線圖Fig.3 Curves showing the comparison among elastic energy indexes in gas reservoirs of Yingcheng Formation，Changling Gas Field

分析認為，體積系數將近1.2MPa/100m的營城組氣藏投入全面開發(fā)，經過高壓釋放，彈性能量指數逐漸下降并基本穩(wěn)定 (2012年)，但受到前面提及的登婁庫組投產井的影響 (2012年)，彈性能量指數略呈下降趨勢。在這種情況下，如果從氣田主體部位的營城組與登婁庫組氣藏開發(fā)的統(tǒng)籌考慮、統(tǒng)一管理，及時加以動態(tài)管理方面的協(xié)調與一致，適當調整與控制生產強度，確保主體區(qū)域、主體氣藏不受到干擾或影響，彈性能量指數將保持相對穩(wěn)定。從井控儲量的歷年計算值分析，儲量在階段增加后呈現(xiàn)逐年下降的趨勢，說明水侵出現(xiàn)及加強確實造成一定儲量的損失，可能還將繼續(xù)下去。

圖4 克拉2氣藏彈性能量指數變化曲線及階段劃分圖［6］Fig.4 Elastic energy index changing curves and stages division in Kela 2 Gas Reservoir

因此，需要在氣藏彈性能量指數分析的基礎上，認清影響彈性能量指數變化的主要因素，開展相關的先導性試驗，綜合評價氣藏狀況和生產潛力，超前開展氣藏調整相關研究和礦場試驗。

3 下步工作建議

綜合對營城組氣藏的現(xiàn)狀認識與思考，建議氣藏下步做好以下4方面工作:

(1)地質認識的深化和持續(xù)，這是一切方案編制和執(zhí)行的基礎。主要分析構造狀況、開發(fā)前后裂縫的分布規(guī)律與作用、儲層流體的分布與運移特點［10－11］、水侵前后儲層的物性變化、氣藏儲量的變化等。

(2)在水侵已有認識的基礎上，開展底水排水采氣的先導試驗。主要目的和核心任務是通過氣水界面上下壓力的平衡確保氣藏氣水界面的穩(wěn)定。界面上部的氣體開發(fā)是利用氣藏本身的彈性能量，而下部的水體壓力降低通過人工舉升實現(xiàn)，上下壓力下降速度與幅度要保持平衡。因此，建議通過部分老井的恢復利用或新鉆排水井來進行邊底水的抽汲以穩(wěn)定氣水界面。同時不建議用一口井同時實施排水和采氣 (以氣攜液方式排水采氣)，防止局部壓降偏大引發(fā)底水錐進。

(3)實施水平井的產氣剖面等動態(tài)監(jiān)測的布署與研究。結合氣井動態(tài)特征分析，評價水平井水平段的產氣狀況，明確水平井水平段近端或遠端的水侵出現(xiàn)先后及強度，結合井距分析認識儲層剩余氣分布狀況，為編制相應的工藝挖潛措施或井網調整方案做準備。

(4)綜合評價氣藏的開發(fā)效果，在剩余氣潛力認識的基礎上，研究和編制氣藏的整體調整方案，并做好先導性試驗及其系統(tǒng)總結工作。

4 結束語

(1)長嶺氣田營城組氣藏的產氣量下降只是產量數據的分類所致，實際產量應是上升或穩(wěn)定狀態(tài)，但需要注意因產量上升導致的氣藏壓降偏大現(xiàn)象。同時，雖然氣藏水侵有所發(fā)展，壓降有所偏大，但氣藏彈性能量指數未出現(xiàn)大的變化，表明氣藏沒有受到較大的破壞性影響，氣藏井控儲量和生產能力仍有較大的挖潛空間。

(2)建議氣藏下步的主要工作:深化氣藏地質認識、強化氣藏動態(tài)管理、切實開展氣藏動態(tài)監(jiān)測、精細描述剩余氣分布、超前進行氣藏開發(fā)方案調整等，以確保氣藏真正科學、合理地開發(fā)。

(3)建議盡快開展氣藏排水采氣方案研究與先導性試驗工作，以保障氣水界面的穩(wěn)定為排水采氣工作的主要目的和核心主題，研究保障氣水界面上下壓力平衡的工藝措施和監(jiān)控手段，盡量延長水平井無水采氣期和提高其采收率。

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