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低滲透底水氣藏水侵動態(tài)模擬實驗及其對采收率的影響

2022-04-09 02:41高樹生楊明翰葉禮友劉華勛朱文卿
天然氣工業(yè) 2022年3期
關(guān)鍵詞:巖樣水氣氣藏

高樹生 楊明翰 葉禮友 劉華勛 朱文卿

1.中國石油勘探開發(fā)研究院 2.中國科學(xué)院大學(xué)

0 引言

氣藏產(chǎn)水會嚴重降低氣井產(chǎn)能,但是根據(jù)氣藏的水環(huán)境成藏機理,所有氣藏都會有不同程度的含水,只是含水飽和度的不同而已。含水飽和度小于35%的氣藏一般不產(chǎn)水或少量產(chǎn)水,而含水飽和度60%左右的氣藏一般都會產(chǎn)水[1-4]。如果氣藏存在邊底水,那意味著氣藏產(chǎn)水的可能性更大。我國現(xiàn)階段開發(fā)的氣藏中,大部分均為不同程度的水驅(qū)氣藏[5-7],其中邊、底水活躍的氣藏占40%~50%[8]。以四川盆地為例,在約500個氣藏和含氣構(gòu)造中,水驅(qū)氣藏近250個,占總氣藏數(shù)的50%,已經(jīng)見水氣藏的剩余儲量約占全部剩余儲量的40%。研究表明,水驅(qū)氣藏的采收率比氣驅(qū)氣藏要低31%~40%[9]。近年來,氣水同產(chǎn)井所占比例逐年上升,水患形勢逼人。氣藏開發(fā)過程中一旦孔隙水發(fā)生流動或邊底水侵入,就會在儲層中形成氣、水兩相滲流,大大增加滲流阻力[10-12];同時由于儲層非均質(zhì)性引起的水繞流或竄流會導(dǎo)致大量的氣體水鎖,甚至氣藏分割[13-14],特別是對于低滲透致密氣藏或非均質(zhì)性嚴重的氣藏,水鎖、水封現(xiàn)象更加嚴重,最終會導(dǎo)致氣井產(chǎn)能驟降,直至水淹,導(dǎo)致氣藏廢棄壓力大增,采收率顯著降低。針對似均質(zhì)的邊底水氣藏,水體能量在開發(fā)初期有助于氣藏的高效開發(fā);針對存在明顯高滲帶或裂縫發(fā)育的非均質(zhì)嚴重的邊底水氣藏,水沿局部高滲通道快速侵入,會導(dǎo)致大部分氣體被圈閉而難以動用,同時邊底水快速流入井底,導(dǎo)致井筒液面激增,管柱能量損失嚴重,廢棄壓力增高,從而最終大大降低氣藏采收率[15-16]。因此,如何合理、有效地開發(fā)產(chǎn)水氣藏是提高采收率的關(guān)鍵問題。

但是,如何準確獲取邊底水氣藏衰竭開發(fā)過程中的真實水侵動態(tài),一直是業(yè)界的一個難題。本文設(shè)計了可以精準測試壓力的多測壓點長巖樣模擬底水氣藏的開發(fā)實驗,通過均勻分布在長巖樣上的3個測壓點結(jié)合入口與出口共5個壓力,可以動態(tài)描述底水氣藏衰竭開發(fā)過程中巖樣不同部位的壓力變化,以此來確定水侵位置、見水時間及見水后該測點的壓力變化,從而實現(xiàn)對水侵動態(tài)的準確描述,結(jié)合巖樣出口對應(yīng)的累計產(chǎn)氣量,進一步研究水侵動態(tài)對于氣藏采收率的影響。鑒于實驗的難度,本次模擬實驗主要在均質(zhì)低滲透巖樣和兩層縱向非均質(zhì)巖樣上開展,研究成果對于其他類型的復(fù)雜氣藏具有一定的借鑒和指導(dǎo)意義。

此外,運用氣藏物質(zhì)平衡方程導(dǎo)出的兩個典型的邊、底水氣藏采收率計算模型對巖樣采收率進行了模擬,計算與實驗結(jié)果具有很好的一致性,誤差很小,說明邊底水氣藏采收率計算模型可以有效預(yù)測邊底水氣藏的生產(chǎn)動態(tài)與采收率。

1 長巖樣模擬實驗流程與方法

1.1 多測壓點長巖樣模擬實驗流程設(shè)計

根據(jù)低滲透砂巖底水氣藏的衰竭開發(fā)動態(tài),設(shè)計物理模擬實驗流程(圖1)。實驗流程共包括3個部分:高壓氣水供給部分、多測壓點長巖樣氣藏模擬部分、出口氣量采集與計量部分。其中為了模擬底水氣藏,長巖樣夾持器垂直放置,底部入口與底水相連,底水置于10 000 mL的高壓容器中,水侵量充足,壓力與模擬氣藏初始壓力相同,巖樣入口壓力即底水壓力,在巖樣段由下往上設(shè)計3個均勻分布的小孔,分別連接3個壓力傳感器,用來測試不同開發(fā)狀態(tài)時巖樣不同位置的壓力動態(tài)變化,出口與測試產(chǎn)氣量的中間容器相連,巖樣兩端與中間3個測壓點設(shè)置的5個壓力傳感器,可以全過程有效監(jiān)測整個模擬氣藏不同時間、不同位置的氣水開發(fā)動態(tài)。在巖樣夾持器中置入一段長30 cm、直徑3.8 cm的巖樣,模擬均質(zhì)底水氣藏,置入兩段(10 cm+20 cm)不同滲透率的巖樣模擬兩層縱向非均質(zhì)底水氣藏。出口部分連接一個1 000 mL的中間容器(容器的大小由巖樣孔隙度和壓力決定)收集產(chǎn)氣量,通過容器頂部的高精度壓力傳感器來計量瞬時產(chǎn)氣量與不同時間段的累計產(chǎn)氣量。

圖1 底水氣藏衰竭開發(fā)模擬實驗流程示意圖

1.2 模擬實驗巖樣參數(shù)

為了提高模擬實驗的精度和有效性,運用直徑3.8 cm、長度30 cm的長巖樣開展實驗。巖樣由鄂爾多斯盆地露頭鉆取,模擬均質(zhì)儲層的巖樣在同一塊露頭上一次鉆取成型,模擬縱向非均質(zhì)儲層的巖樣在不同物性的兩塊露頭上鉆取組合而成,測試露頭巖樣的孔隙度、滲透率參數(shù),選擇符合實驗要求的低滲透巖樣。具體參數(shù)如表1所示。

表1 模擬實驗長巖樣基礎(chǔ)參數(shù)表

1.3 模擬實驗方法

根據(jù)底水氣藏衰竭開發(fā)物理模擬實驗?zāi)康暮蛯嶒灹鞒淌疽鈭D,具體開展的實驗過程如下:

1)選擇符合實驗要求的長巖樣,烘干后測量滲透率、孔隙度。

2)將巖樣抽真空加壓飽和地層水,置于巖樣夾持器內(nèi)進行氣驅(qū)水建立實驗要求的原始含水飽和度,約30%。

3)將巖樣夾持器接入烘箱內(nèi)(50 ℃)的實驗流程,打開高壓天然氣源給巖樣充氣到30 MPa,關(guān)閉進氣閥,靜置3 h左右,期間根據(jù)巖樣內(nèi)不同測壓點壓力的變化隨時補充天然氣,直至巖樣前后的5個壓力傳感器都穩(wěn)定在30 MPa不再發(fā)生變化為止。

4)打開巖樣出口閥,定流量(130 mL/min)模擬封閉氣藏的衰竭開發(fā)動態(tài),產(chǎn)氣量由出口的中間容器壓力傳感器來計量,直到生產(chǎn)結(jié)束,關(guān)閉出口閥。

5)重復(fù)實驗步驟3的注氣過程,將巖樣壓力注天然氣重新恢復(fù)到30 MPa,關(guān)閉高壓天然氣源,連通巖樣底部進口與底水,保持系統(tǒng)壓力30 MPa,靜置 1 h。

6)重復(fù)實驗步驟4,模擬底水氣藏的衰竭開發(fā)動態(tài),直至廢棄壓力結(jié)束實驗。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析水侵動態(tài),計算巖樣的甲烷氣體采出程度。

7)更換巖樣,重復(fù)上述實驗步驟1~6,開展下一個實驗。

2 水侵動態(tài)物理模擬實驗結(jié)果與分析

2.1 均質(zhì)巖樣水侵實驗結(jié)果分析

第1組實驗運用1號、2號均質(zhì)低滲透巖樣(表1),首先開展封閉氣藏(束縛水飽和度30%左右)衰竭開發(fā)模擬實驗,根據(jù)實驗結(jié)果(圖2),運用氣藏物質(zhì)平衡方程[17],計算2塊均質(zhì)巖樣束縛水狀態(tài)下的模擬地質(zhì)儲量,1 號巖樣地質(zhì)儲量 8 828.6 mL(圖 2-a),2號巖樣8 813.0 mL(圖2-b)。之后接通與巖樣飽和壓力相同的高壓底水容器(10 000 mL,相對于巖樣孔隙近似于無限大底水),開展底水氣藏衰竭開發(fā)模擬實驗。運用巖樣段入口到出口的5個測壓點監(jiān)測底水侵入巖樣與產(chǎn)氣動態(tài),并同時記錄其對應(yīng)的累采氣量(圖3)??梢钥闯觯|(zhì)氣藏底水侵入動態(tài)過程非常清晰,每一個測壓點見水后壓力特征開始趨穩(wěn),在巖樣水淹前入口壓力(底水壓力)與巖樣段3個測壓點壓力基本保持穩(wěn)定,下降十分緩慢;兩塊巖樣滲透率相近,各測壓點見水時間間隔相近(表2),1號巖樣測壓點2、3和出口見水時間間隔縮短,最終見水時間小于滲透率更高的2號巖樣,原因可能是1號巖樣內(nèi)部的非均質(zhì)性更強或?qū)嶒灡旧淼恼`差引起的。見水后由于底水能量補充足,各測點壓力相繼進入階段相對穩(wěn)定狀態(tài),到巖樣出口見水后阻力減小,壓力才開始明顯下降,直到廢棄壓力。1號巖樣廢棄壓力5.8 MPa,最終累采氣量 7 502.4 mL,用時 150 min ;而滲透率較高的2號巖樣滲流能力更強,見水后壓力一直在緩慢下降,階段穩(wěn)定能力更弱,出口見水后測壓點壓力迅速降低到廢棄壓力4.5 MPa,最終累計產(chǎn)氣量 7 888.4 mL,用時 61 min。

圖2 模擬束縛水氣藏與底水氣藏水侵衰竭開發(fā)巖樣平均擬壓力與累計產(chǎn)氣量曲線圖

圖3 模擬均質(zhì)底水氣藏衰竭開發(fā)水侵過程不同測壓點壓力與累計產(chǎn)氣量曲線圖

表2 長巖樣上3個測壓點及出口見水時間表

圖2清楚地反映了均質(zhì)低滲透底水氣藏水侵過程對于累計產(chǎn)氣量的影響,巖樣出口見水前后生產(chǎn)動態(tài)差距明顯,即氣井產(chǎn)水前后氣藏的生產(chǎn)動態(tài)差距很大。見水前氣藏平均壓力下降緩慢,而且在相同的累計產(chǎn)氣量下,高于模擬封閉束縛水氣藏衰竭開發(fā)過程的壓降曲線,單位壓降產(chǎn)氣量更高,證明底水能量補充正效應(yīng)明顯,此時的水侵有利于氣田的高效開發(fā),是正能量。1號巖樣生產(chǎn)28 min見水(表2),見水前累計產(chǎn)氣量達到4 227.2 mL,無水采出程度48%,而見水后到生產(chǎn)結(jié)束用時遠大于2號巖樣,累計產(chǎn)氣量只有3 400 mL左右,氣水共采期采出程度38.5%(圖2-a)。2號巖樣生產(chǎn)39 min見水,見水前累計產(chǎn)氣量達到4 920.4 mL,無水采出程度高達56%,而見水后到生產(chǎn)結(jié)束累計產(chǎn)氣量只有3 100 mL左右(圖2-b),氣水共采期采出程度35.2%。兩塊巖樣出口見水后平均壓力都迅速降低(圖2),單位壓降產(chǎn)氣量顯著下降,廢棄壓力較束縛水氣藏大大提高,累計產(chǎn)氣量明顯減少,表明氣井見水后,水侵負能量作用明顯。證明氣井見水是底水氣藏開發(fā)效果發(fā)生突變的臨界點,巖樣最終的高平均廢棄壓力主要由于底水侵入引起,而最終殘余氣量并不多,均質(zhì)底水模擬氣藏開發(fā)效果較好。

由于實驗條件限制,模擬巖樣產(chǎn)水量容易處理,且沒有井筒水柱壓力影響,因此,見水后還可以繼續(xù)氣水同產(chǎn)增加巖樣采收率;但是對于真實氣藏而言,氣井見水后井底壓力大增,而且會大量產(chǎn)水,導(dǎo)致排水困難,關(guān)井停產(chǎn)。因此,巖樣實驗見水后持續(xù)長期采氣的過程在礦場實際可操作難度很大。一般情況下,如果不采取特殊工藝措施,氣井后續(xù)帶水產(chǎn)氣增加的采收率極其有限,遠低于巖樣模擬實驗氣藏的采收率。總的來看,由于低滲透均質(zhì)儲層滲流阻力較大,水侵均勻緩慢,在氣藏的整個開發(fā)過程中見水較晚,無水期采出程度較高。

2.2 縱向非均質(zhì)巖樣水侵實驗結(jié)果分析

為了進一步研究氣藏非均質(zhì)性對于底水水侵動態(tài)的影響,繼續(xù)開展第2組模擬實驗,巖樣參數(shù)如表1所示。運用兩塊巖樣滲透率的差異模擬縱向非均質(zhì)氣藏。同第1組實驗一樣,首先進行封閉氣藏衰竭開發(fā)模擬實驗,獲取模擬巖樣的地質(zhì)儲量,3號巖樣(3-1 號 +3-2 號)地質(zhì)儲量 8 341.1 mL(圖4-a),4號巖樣(4-1號+4-2號)7 036.2 mL(圖4-b),5號巖樣(5-1 號 +5-2 號)8 721.8 mL(圖5-b)。然后開展底水水侵衰竭開發(fā)模擬實驗,圖6與圖5-a通過繪制3號、4號、5號巖樣累計產(chǎn)氣量的監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線,清晰反映了縱向非均質(zhì)底水氣藏的水侵前緣動態(tài)。3號巖樣出口滲透率低,與水體相連的入口滲透率高,整個儲層滲流阻力大,位于高滲巖樣的測壓點1在第18 min就見水(表2),而位于低滲透巖樣的測壓點2在第44 min才見水,由于出口壓力梯度增大,測壓點3在第51 min后見水,同時出口也很快見水,最終廢棄平均壓力9.15 MPa,累計產(chǎn)氣量6 384.2 mL(圖4-a),采收率 76.4% ;5 號與 3 號巖樣一樣出口滲透率低,與水體相連的入口滲透率更高,且入口低滲透段是出口致密段長度的2倍,與3號巖樣正好相反(表2),整個儲層滲流阻力大,位于低滲透段的測壓點1在第18 min就見水(表2),同樣位于低滲透段的測壓點2在第32 min見水,見水時間較3號巖樣更短,位于致密段的測壓點3在第59 min后見水,同時出口也很快見水,由于水侵量大,導(dǎo)致最終廢棄平均壓力高達18.6 MPa,遠高于3號巖樣,累計產(chǎn)氣量5 100.7 mL(圖5-b),采收率只有58.7%;4號巖樣與3號巖樣正好相反,出口滲透率高,與水體相連的入口滲透率低,出口滲流阻力低,水侵入口儲層滲流阻力大,位于致密巖樣段的測壓點1在第53 min才見水,由于致密巖樣段長,滲流阻力大,同樣位于致密段上的測壓點2到實驗結(jié)束還沒有見水,模擬氣藏最終廢棄平均壓力只有2.59 MPa,分別低于 3、5 號巖樣 6.56 MPa、14.01 MPa,水侵影響小,衰竭開發(fā)效率更高,累計產(chǎn)氣量 6 622.8 mL(圖4-b),采收率達到了93.2%,分別較3、5號巖樣高16.8%、34.5%,可見水侵對于4號巖樣采收率影響很小。說明致密儲層可有效阻止邊底水向氣藏侵入,顯著降低水侵對實際氣藏采收率的影響。

圖4 模擬封閉束縛水氣藏與底水氣藏水侵衰竭開發(fā)巖樣平均擬壓力與累計產(chǎn)氣量曲線圖

圖6 模擬非均質(zhì)底水氣藏衰竭開發(fā)水侵過程不同測壓點壓力與累計產(chǎn)氣量曲線圖

2.3 儲層非均質(zhì)性影響采收率分析

圖7是底水氣藏衰竭開發(fā)模擬過程中,巖樣中部不同測壓點(1、2、3)及出口順序見水時對應(yīng)的巖樣平均壓力與采出程度關(guān)系曲線。第1組實驗是1號與2號相對均質(zhì)低滲透巖樣開展的均質(zhì)底水氣藏衰竭開發(fā)模擬(圖7-a),可以看出,衰竭開發(fā)過程中各測壓點見水時,巖樣的平均壓力與對應(yīng)的采出程度基本相當,1號巖樣的廢棄壓力為5.80 MPa,采收率87.5%;2號巖樣的廢棄壓力4.50 MPa,采收率92.2%。由于2號巖樣滲透率高于1號巖樣,因此其對應(yīng)的廢棄壓力也略低,最終采出程度也偏高。

圖7 非/均質(zhì)氣藏水侵開發(fā)過程中不同測壓點見水時平均壓力與采收率關(guān)系曲線圖

縱向非均質(zhì)低滲透模擬氣藏3、5號與4號巖樣的采出程度模擬實驗結(jié)果相差很大(圖7-b),3號、5號巖樣出口滲透率低(0.15 mD、0.15 mD),與底水相連的入口滲透率高(1.78 mD、2.26 mD),測壓點1見水時間早(18 min),對應(yīng)的采出程度分別只有27.7%、15.8%,出口見水時對應(yīng)的無水期采出程度分別達到了64.3%、53.9%,水淹后廢棄壓力高(9.15 MPa、18.6 MPa),采收率低(76.4%、58.7%),氣水同產(chǎn)期采出程度只有12.1%、4.8%,說明與底水接觸的低滲透段和出口致密段長度的比值(3號是1∶2,4號是2∶1)嚴重影響水侵動態(tài)及其最終采收率;4號巖樣出口滲透率高(1.61 mD),與底水相連的入口滲透率低(0.12 mD),較3號巖樣測壓點1見水時間很晚(53 min),期間出口較高滲巖樣段和測壓點2控制的低滲透巖樣段內(nèi)大量氣體被采出,采出程度高達81.4%,由于4號巖樣位于下面的巖致密心段滲透率極低,導(dǎo)致底水侵入非常緩慢,一直到巖樣實驗結(jié)束,廢棄壓力很低(2.59 MPa)時,出口都沒有見水,巖樣最終采出程度高達93.2%。由此可見,氣藏儲層縱向非均質(zhì)段的比值、滲透率的差異與疊置位置會對底水侵入動態(tài)產(chǎn)生嚴重影響,從而影響氣藏采收率。

3 采收率模型及其實驗驗證

3.1 采收率計算模型

根據(jù)物質(zhì)平衡方程[17-19],建立水驅(qū)氣藏廢棄時采氣量的表達式為:

式中Gp表示水驅(qū)氣藏廢棄時采氣量,m3;G表示天然氣原始體積,m3;Bgi表示原始地層壓力狀態(tài)下天然氣體積系數(shù);Ev表示水侵波及系數(shù);Bg表示當前壓力狀態(tài)下天然氣體積系數(shù);Sgr水淹區(qū)殘余氣飽和度;Swi表示儲層原始含水飽和度。

將氣藏分為水淹和未水淹兩部分,水淹區(qū)域的含氣飽和度為殘余氣飽和度,未水淹部分的含氣飽和度是氣藏原始含氣飽和度。式(1)右邊第二項為未水侵區(qū)域剩余地質(zhì)儲量;第三項為水侵區(qū)域剩余地質(zhì)儲量。

式(2)乘以式(3)可得:

式中We表示累計水侵量,m3;Wp表示累計產(chǎn)水量,m3;Bw表示水體積系數(shù);ER表示水驅(qū)氣效率;ω表示存水率。

式(1)兩邊除以G,代入天然氣狀態(tài)方程,可得水驅(qū)氣藏采收率表達式為:

式中η表示水驅(qū)氣藏采收率;Zi表示原始地層壓力下天然氣壓縮因子;pi表示原始地層壓力,MPa;Z表示當前地層壓力下天然氣壓縮因子;p表示當前地層壓力,MPa。

整理公式(5),再引入2個參數(shù),可得強水驅(qū)氣藏采收率計算公式(模型1)為:

式中Ep表示氣藏衰竭效率。

將式(4)代入式(6)可以導(dǎo)出水驅(qū)氣藏采收率模型的另一種表達式為:

式中η1表示式(7)計算的采收率。

由式(6)、(7)可知,水驅(qū)氣藏采收率主要受水侵波及系數(shù)、水驅(qū)氣效率、存水率和衰竭效率影響。

根據(jù)物質(zhì)平衡方程還可以推導(dǎo)出邊底水氣藏平衡關(guān)系式為:

式中Sw表示水飽和度;Cw、Cf分別表示水和巖石孔隙壓縮系數(shù)。

變形式(8)可得水驅(qū)氣藏采收率計算公式的另一種表達式(模型2)為:

式中η2表示式(9)計算的采收率。

3.2 采收率模型的實驗驗證

將上述兩種采收率計算模型式(5)與式(8)計算的結(jié)果與巖樣衰竭開發(fā)模擬實驗得到的采收率進行對比(圖8~10),可以發(fā)現(xiàn)三者具有較好的一致性,由實驗得到的采收率最低、式(5)計算的結(jié)果居中、式(8)計算的結(jié)果最大,生產(chǎn)過程中同一平均壓力狀態(tài)下對應(yīng)的采收率差別不大。實驗結(jié)果獲得的采收率偏低的主要原因應(yīng)該是實驗裝置的死體積造成的;模型1與模型2計算結(jié)果的差異主要是由于模型2考慮了水與巖石壓縮系數(shù)引起的;見水后模型計算結(jié)果與實驗差距統(tǒng)一變大,應(yīng)該是系統(tǒng)誤差,可以通過調(diào)整模型參數(shù)來減小誤差。總的來看,三種方法得到的結(jié)果基本一致,證明水驅(qū)氣藏采收率模型的計算結(jié)果是準確、可靠的,可以用來計算邊底水氣藏衰竭開發(fā)過程中的動態(tài)采收率。因此,氣藏開發(fā)過程中的采收率計算可以根據(jù)氣藏的地質(zhì)與生產(chǎn)特征和關(guān)鍵參數(shù)獲取的難易來決定使用那個模型更加準確有效。

圖8 均質(zhì)低滲透氣藏底水侵開發(fā)過程中實驗與計算采收率曲線圖

圖9 非均質(zhì)低滲透氣藏底水侵開發(fā)過程中實驗與計算采收率曲線圖

圖10 5號巖樣非均質(zhì)低滲透模擬氣藏底水侵開發(fā)過程中實驗與計算采收率曲線圖

4 底水氣藏開發(fā)采收率的實例分析

克拉2氣田底水氣藏從2004年正式投產(chǎn)至今已經(jīng)開發(fā)了17年[20-21],大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析預(yù)測氣田動態(tài)儲量為 2 369.4×108m3,水體倍數(shù) 4.5 倍,屬于強水驅(qū)氣藏。根據(jù)原始/當前氣藏的壓力、水侵量、產(chǎn)水量和累計產(chǎn)氣量,計算氣藏的衰竭效率為0.40,水驅(qū)效率為0.5,水侵波及系數(shù)為0.54,存水率為0.27。運用邊底水氣藏采收率模型1、模型2分別計算克拉2氣田開發(fā)至當前的采收率(圖11)??梢园l(fā)現(xiàn):①兩個采收率模型的計算結(jié)果與氣田的實際采收率基本一致,開發(fā)初期模型1計算結(jié)果與氣田實際采收率一致性更好;②進入中后期,模型2的計算結(jié)果與氣田實際采收率更加一致。因此,可以用模型2有效預(yù)測克拉2氣田開發(fā)至廢棄壓力時的采收率,按照當前氣田預(yù)測的廢棄壓力27 MPa來計算,克拉2氣田的最終采收率約為66%,與開發(fā)方案設(shè)計結(jié)果基本一致。

圖11 克拉2氣田計算采收率與實際采收率對比曲線圖

5 結(jié)論

1)創(chuàng)新研發(fā)了長巖樣多點精準測壓實驗系統(tǒng),通過在巖樣上均勻鉆孔配合測壓管線,實現(xiàn)了長巖樣高壓衰竭開發(fā)實驗過程中多巖樣段壓力的連續(xù)準確監(jiān)測,可以準確判斷底水侵前緣動態(tài)和見水時間,為底水氣藏水侵動態(tài)及其對采收率影響的準確分析研究奠定了基礎(chǔ)。

2)均質(zhì)低滲透底水氣藏衰竭開發(fā)過程中水侵相對均勻,不同測壓點間的見水時間間隔基本一致,氣井見水前水體可以有效補充地層能量,維持段間測壓點壓力相對穩(wěn)定,利于氣體開發(fā);見水后滲流阻力明顯增加,測壓點壓力迅速降低,氣藏廢棄壓力增大,水侵負面效應(yīng)明顯。

3)低滲透儲層的縱向非均質(zhì)性嚴重影響底水在氣藏中的水侵動態(tài),氣藏下部儲層滲透率低、上部儲層滲透率高,水侵緩慢,廢棄壓力低,采出程度高,有利于氣藏的高效開發(fā);相反,水侵快,廢棄壓力高,采出程度低,不利于氣藏開發(fā),且滲透率高段與滲透率低段的長度比越大,即高滲段越長,水侵量越大,采收率越低。氣藏儲層縱向非均質(zhì)段的長度比值、滲透率差異與疊置位置都會對底水侵入動態(tài)產(chǎn)生嚴重影響,從而最終影響氣藏采收率。

4)根據(jù)物質(zhì)平衡方程可以推導(dǎo)出兩個邊底水驅(qū)氣藏采收率計算模型,兩個模型的采收率計算結(jié)果與實驗獲得的結(jié)果具有很好的一致性。證明水驅(qū)氣藏采收率模型的計算結(jié)果是準確、可靠的。

5)克拉2氣田底水氣藏實例分析結(jié)果證明,邊底水氣藏采收率計算模型可以用來準確計算氣藏衰竭開發(fā)過程中的動態(tài)采收率。開發(fā)初期模型1的計算結(jié)果更準確,中后期模型2的計算結(jié)果準確度更高。

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