水驱气藏长岩心实验研究

荆雪琪

（中国石化集团新星陕西新源科技有限公司四川分公司，四川 成都 610041）

在气藏开发过程中，气井产水对气藏采收率的影响非常明显。为提高采收率，减小产水对气井生产造成的危害，国内外众多学者开展了这方面研究，并取得了显著效果。

生如岩[1]认为：随着孔隙度的增大，残余气饱和度有明显下降的趋势。同时，一些学者研究了衰竭、水驱、注气驱和气/水交替驱替时不同储层的驱油效率和渗流机理，并综合评价了各种方式的开发效果[2-5]。Le 等[6]研究了毛管作用对致密砂岩气藏采收率的影响。此外，针对凝析气藏的实际情况，李士伦等[7]介绍了三种提高单井产量和四种注气开发提高凝析气藏凝析油采收率的工艺技术。

综上所述，长岩心驱替实验已被广泛地应用于研究，但是针对气藏，这方面的研究还很少。因此，我们希望可以进一步认识水驱气藏的出水规律和影响采收率的因素，为今后水驱气藏开发方案提供指导。

1 实验

1.1 实验方案

实验条件（模拟地层环境）：围压为35MPa，孔压为25MPa，实验温度为室温；选择中渗和高渗岩心：1.0×10-3～30×10-3μm2、30×10-3μm2；设置两种不同的含水饱和度：45%、60%；采用两种不同的出口端压力：5MPa、3MPa；共计四组实验。

1.2 实验步骤

建立含水饱和度；向岩心充入氮气，直到达到孔压；实时监测流量和岩心两点以及之间的压力变化；当衰竭到废弃压力时，卸压，岩心称重。

1.3 实验流体及岩心

选取岩心共计20 块，分为中渗、高渗两组。其中，中渗岩心11 块，平均渗透率11.037mD，平均孔隙度12.5%；高渗岩心9 块，平均渗透率95.275mD，平均孔隙度13.6%。

2 实验结果

2.1 压力、气流量随时间的变化结果

不同物性和不同饱和度下，组合岩心的压力、气流量随时间的变化结果见图1、图2。结果表明随时间的增加，所有组合岩心各测点压力逐渐降低，流量基本保持不变。

2.2 出水量

实验前，中渗饱和度45%组合岩心总含水量为12.619g，实验出水量为0.175g；高渗饱和度45%组合岩心总含水量为11.69g，实验出水量0.07g；中渗饱和度60%组合岩心总含水量为17.635g，实验出水量1.771g；高渗饱和度60%组合岩心总含水量为14.893g，实验出水量1.006g。

图1 压力流量随时间的变化关系（高渗饱和度45%）

图2 压力流量随时间的变化关系（中渗饱和度60%）

3 分析

3.1 压差随时间的变化特征

通过计算得知，当出口端达到废弃压力时，高渗组合岩心的入口端与出口端压力差相差很小。而中渗组合岩心的压差较大。物性越差、含水饱和度越高，压力波的传播速度可能会越慢；储量的动用也将减少。

3.2 出水量的变化特征

实验中，高饱和度组合岩心的出水量大于中饱和度组合岩心的出水量。同时，入口端岩心的含水饱和度一般都表现出降低，出口端岩心的饱和度表现出增加。

3.3 采收率和出水率

基于以上结果，我们推测：当含水饱和度在一定范围内时（可流动的水较少），岩心的采收率与孔隙度和渗透率之间没有一个普遍适用的关系；而含水饱和度较高时，岩心的孔隙度和渗透率越大，采收率越高。见表1。

表1 不同实验方案下的采收率和出水率

4 结论

1）当含水饱和度在一定范围内时，岩心的采收率与孔隙度和渗透率之间没有一个普遍适用的关系，而含水饱和度较高时，岩心的孔隙度和渗透率越大，采收率越高；

2）含水饱和度越高时，出口压力（废弃压力）从5MPa 降低到3MPa 时组合岩心的采收率增加幅度越大；

3）组合岩心的物性越差，含水饱和度越大，它的出水情况越严重且采收率越低。