东海西湖开发区低产水气井出水层位判别技术

付焱鑫

(中海石油(中国)有限公司上海分公司，上海 200335)

牛朋

(中海油田服务股份有限公司油技事业部，北京 101149)

张小龙，路颖，马恋

(中海石油(中国)有限公司上海分公司，上海 200335)

在气藏出水原因、出水对生产的影响、控水措施等方面，国内许多学者都进行过相关研究[1，2]。何晓东等[3]对中石油西南油气田的边水气藏水侵特征识别及机理进行了初探；郝玉鸿等[4]针对长庆油田地层生产出水的特点，提出了一个定量描述气井出水对生产影响的数学模型；康晓东等[5]结合产出水分析、压降曲线识别、试井监测和模拟计算等技术提出了气藏早期水侵识别方法。上述对气藏出水的研究主要针对单层气藏，且该类气藏出水层位非常清楚。东海西湖开发区已开发的大多数气藏均属于不同程度的水驱气藏，且多层合采，随着气藏开发规模的不断扩大以及气井开采时间的延长，气藏水侵会严重抑制单井产能，增大气藏废弃压力，降低气藏采收率。因此，气井出水和气藏水侵逐渐成为制约气藏整体开发效果的主要因素。如何在气井见水初期准确识别出水层位，及时采取有效措施控水稳气，对提高气藏的开发效果显得尤为重要。

目前，在东海西湖开发区通常认为当水气比达到0.5m3/104m3时，可以初步判断气井已经产出地层水[6]。产出剖面测井技术是识别出水层位的有效技术，通常采用持水率、密度曲线来判断出水层位。但是，东海西湖开发区大多数气井在见水初期，由于边底水的逐渐突破，产水量缓慢上升并且一段时间内都维持在一个较低的水平，导致传统的持水率和密度曲线都无法准确判断出水层位，容易出现出水层位解释的多解性，为气田生产措施决策带来困难。为此，亟需研究其他曲线为判断气井出水层位提供有力依据。

1 低产水气井面临问题

一般情况下，主要通过生产测井资料的密度和持率曲线来判断出水层位。对于出水量较大的井，生产测井的密度和持水率曲线具有明显出水指示特征(图1)[7]，比较容易准确判断出水层位；对于低产水井，生产测井的密度和持水率曲线都没有明显的出水指示特征，难以判断出水层位。

图1 研究区某井生产测井曲线

东海西湖开发区目前已有多井见水，单井产能受出水影响较大。表1为西湖开发区几口进行过生产测井的低产水气井产量统计表，但其生产测井资料都无明显出水指示特征(图2)，出水层位难以判断。因此，需要研究其他方法来准确识别出水层位。

表1 西湖开发区气井产气、产水情况统计表

2 方法原理

泥质中通常含有微量的钍、铀、钾、锶等放射性元素，随着地层水产出对泥质的冲刷，上述微量元素会随着地层水产出至生产管柱中，在射孔井眼、管柱出口等附近堆积结垢。对于未开采地层，其生产测井自然伽马和裸眼井自然伽马数值不同、形态一致，当地层出水并产生自然伽马堆积后，将两者在稳定泥岩段或未动用层处重合，生产测井自然伽马高于裸眼测井自然伽马的位置则代表出水位置。伽马对比法正是通过上述原理来识别出水层位的[8，9]。

研究发现，自然伽马升高的幅度随着产水量的增大而增大，如A2井(表1，图3)。

图3 A2井H6a小层自然伽马逐年升高示意图

3 应用效果

伽马对比法可以准确判断低产水气井的出水点，该方法已在西湖开发区成功应用了多个井次，识别的出水点进行卡水作业后，降水增产或者稳产效果明显。

A4井地面日产气12.1×104m3，日产水9.1m3。从图2中可以看出，持水率曲线难以有效识别出水层位。但从图4可以看出，H5b小层底部生产测井自然伽马明显高于裸眼测井自然伽马，说明H5b小层从底部开始出水，是该井的主要出水层位。后期对H5小层进行了卡水措施，作业后产气量稳定，基本不产水，措施后控水稳气效果明显(图5)。

图4 A4井自然伽马对比图

图5 A4井生产曲线图

研究还发现，自然伽马升高现象与地层水的水型有关。表2为西湖开发区几口生产测井自然伽马对比及水型分析统计表，可以看出，A2井、A4井、C10井、B1井出水层处存在生产测井自然伽马升高现象，而C12井、B4井则不存在该现象。为了理清部分井出水层处自然伽马无升高现象的原因，将出水层位和相应地层水化验水型进行统计分析发现，生产测井自然伽马存在明显升高现象的层位，其对应水型为氯化钙型或氯化镁型，而无生产测井自然伽马升高现象的层位，其对应水型则为碳酸氢钠型或硫酸钠型。

表2 西湖开发区生产测井伽马对比及水型分析统计表

注：括号内数字表示年份。

4 结论

1)笔者在研究气井产水机理及产出剖面测井出水响应特征等资料的基础上，通过对比裸眼测井与产出剖面测井自然伽马曲线的特征差异，形成了低产水气井出水层位的判别技术。根据该技术判断的出水层位进行卡水措施后，降水增产或控水稳产措施效果明显。

2)生产测井自然伽马升高与地层水水型有关，对于氯化钙型、氯化镁型地层水，可以通过伽马对比法准确识别出水层位，对于硫酸钠型、碳酸氢钠型地层水，则不适用。

[1]吴锡令. 石油开发测井原理[M].北京：高等教育出版社，2004：111～124.

[2]罗万静，万玉金，王晓冬，等.涩北气田多层合采出水原因及识别[J].天然气工业，2009，29(2)：86～88.

[3]何晓东，邹绍林，卢晓敏.边水气藏水侵特征识别及机理初探[J].天然气工业，2006，26(3)：87～89.

[4]郝玉鸿，李治平.地层水影响气井产能的定量分析[J].油气井测试，1998，7(4)：11～13.

[5]康晓东，李相方，张国松.气藏早期水侵识别方法[J].天然气地球科学，2004，15(6)：637～639.

[6]于希南，宋健兴，高修钦，等.气井出水水源识别的思路与方法[J].油气田地面工程，2012，31(8)：21～22.

[7]Kittiphong J K. Flow model selection for production logging interpretation of gas wells[J]. SPE145579，2011.

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