苏里格气田苏X区块气井控水配套技术研究

2017-11-08李彦军

石油化工应用 2017年10期

李彦军，李鑫，李媛，孟洁，黄燕，张杰

（1.西安石油大学石油工程学院，陕西西安 710065；2.中国石油长庆油田分公司第四采气厂，陕西西安 710021；3.中国石油长庆油田分公司第五采气厂，陕西西安 710018；4.中国石油长庆油田分公司第一采油厂，陕西西安 710018）

苏里格气田苏X区块气井控水配套技术研究

李彦军1，2，李鑫3，李媛3，孟洁3，黄燕4，张杰3

苏里格气田气井产液主要有7种类型：返排工作液、凝析水、储层内层窜水、原生层内水、次生层内水、套管外水窜、边水。在单井施工过程中，不同的工序采用不同的控水配套技术可以有效的防止气井产液。主要的气井控水技术有：井位井型优选、阵列感应测井识别气水层、物理下沉剂控水、气举阀助排压裂液。

苏里格气田；产液类型；气井控水

1 产水现状

1.1 区块概况

苏X区块位于苏里格气田西区北部，横跨鄂尔多斯盆地伊陕斜坡、伊盟隆起两个构造单元，区域构造为一宽缓的区域性大单斜，区块面积约1 845 km2；区块主要目的层为盒8、山1。

1.2 产水现状

苏X区块共完钻探井33口，生产井54口，平均氯根 2 700 mg/L，共投产 18 口，日产气量 50×104m3，日产液量43 m3，水气比 0.86 m3/104m3。

2 气井产液类型

气井生产过程中产水主要有7种形式：返排工作液、凝析水、储层内层窜水、原生层内水、次生层内水、套管外水窜、边水。

2.1 工作液返排

钻井过程中的泥浆滤液、冲砂过程中的冲砂液、措施作业的压井液、压裂液，特征是出水量迅速下降，伴随着产量的回升，水样矿化度接近工作液。漏失范围和滞留状态不易确定，难以定量评价，只能根据出水动态估算返排的时间阶段。

2.2 凝析水

凝析水含量是温度、压力和矿化度的函数，根据经验公式计算地层凝析水含量，特征是水气比低（不超过0.5），与产量同步（气多水多），对气井生产无影响。

2.3 原生层内水

成藏过程中充气不足的低渗区或低渗带包围的高渗区（零星分布的水体），盖层封隔性不好有溢出（低部位高含水，测井解释为气水同层），生产压差＞毛管力束缚，储层泥质含量20%～30%，根据实验回归，排驱压力0.46 MPa～1.01 MPa，出水特征：气水同层，开井即见水，零星水体，开采一段时间后出水。

2.4 次生层内水

储层岩石压实后，气水压缩系数与流动能力的差异使部分束缚水转化为可动水，并参与流动可动条件，压实后，形成次生层内水，当生产压差＞毛管力束缚，形成次生可动水分布及出水规律，浅部位成藏期较短，充气不足，束缚水饱和度高，次生可动水在浅部位形成的潜力较大；目前深部位开采强度大于浅部位，压降较大，因此目前深部位的次生可动水量多于浅部位；次生可动水的聚集（大压差、关井）将形成水锁，导致严重的近井二次污染，应加强疏通[1-4]。

2.5 储层内层窜水

储层与水层或储层与隔层之间的压差达到突破压力[5]，导致垂向流动，单独水层的水隔层的原生或次生可动水流动条件，压差＞隔层突破压力，流动面积、压差、垂向连通性、水源水量，隔层突破压力，隔层泥质含量 50%～70%，突破压力 2.8 MPa～5.4 MPa，突破不可避免，只是突破早晚和出水量大小的差别，生产井见水途径：隔层→储层→生产井，水层→隔层→储层→生产井。

2.6 套管外水窜

地层能量下降，应力改变，地层变形，形成套管与地层之间的缝隙（第二界面），一旦沟通水层或高出水层，易造成射孔处的高出水。水长期冲刷，携带走了近井附近的大量地层砂，增加了套管外井壁处的流动通道，一旦沟通水层，将造成大量出水。

2.7 边水

受构造的影响赋存于河道低部位的水体，生产过程中，气井出水量持续增长，产气量下降明显，严重影响气井生产。

3 防水配套技术

根据气井产水规律，针对气井施工不同工序进行气井防水措施[8-10]。

3.1 井位井型优选

3.1.1 优选构造高部位井沿轴线、占高点，顶密边稀，井距300 m～600 m，井距离气水边界400 m～1 200 m，尽量采用水平井，降低边水影响，发挥主力层的作用。

实施效果：在构造高部位部署井位，能有效避免边水影响，苏1井试气无阻流量54.75×104m3/d，氯根4 653 mg/L，测试未出水。

3.1.2 优选水平井井型水平井储层接触面积大、单产高、生产压差小，有利于抑制大压差造成的出水、出砂，边底水油气藏（抑制水进）、裂缝性油气藏（垂直裂缝相当于压裂）、单一薄层。

苏X区块目前投产水平井2口，平均日产气量8.67×104m3，平均日产水0.312 m3，水气比0.036 m3/104m3，远低于区块平均水气比（见图1，图2）。

图1 苏2井生产曲线

图2 苏3井生产曲线

3.2 阵列感应测井识别气水层

双感应测井存在局限性，深感应测井分辨率低，中感应响应函数不对称，不能满足薄层分析需要：仅提供深、中两条曲线和八侧向组合，不能准确反映冲洗带情况；二维特性在井眼附近变得复杂，高电导率侵入将严重影响测量结果。

阵列感应测井采用多个探头、多个频率测量地层信息，测量信息多、纵向分辨率高、分辨率统一、探测深度大、测量精度高、准确确定地层真电阻率的优点，可有效识别气水层。

苏4井深3 569 m至3 570 m，双侧向电阻率为54.4 Ω·m，解释为气层，但是阵列感应出现负异常，为典型的水层。井深3 597.3 m至3 600 m，双侧向电阻率为30 Ω·m，解释为气水层，但是阵列感应出现正异常，为典型的气层。

苏5井井深3 490 m至3 494 m和井深3 515 m至3 519 m，双侧向电阻率为35 Ω·m，解释为气水层，但阵列感应解释为气层。最终该井不产液，日产气量4×104m3。

3.3 物理下沉剂控水

通过上浮剂和下沉剂在裂缝的顶部和底部形成人工遮挡层，从而控制压裂裂缝过度延伸，起到控水增气的目的。在前置液中按1：1：1体积比比例掺混加入三种目数分别为 70～100、40～60、20～40 目陶粒，经过三次停泵使得支撑剂下沉，形成有效的隔层，避免前置液后续造缝向下延伸发展、携砂液合理铺砂提供基础条件。

实施效果：截至目前，共开展该试验8口井，其中苏6井做了DSI测井，控缝效果较好，达到了控水目的。苏7井从DSI压前压后对比可以看出，压裂缝主要在储层内发育，裂缝向上延伸至3 509 m，向下延伸至3 525 m，裂缝高度为16 m，压裂缝在目的层内发育较强，且主要在目的层砂体内发育，而气测解释3 527 m以下为气水层，因此能够有效封隔底水气藏（见图3）。