气田开发5-3

3）剩余储量较大 ●与气藏排水采气系统相配套的工艺设备， 注排系统、卤水处理系统和修井作业工程 等投入较大，剩余储量大，则增产气量多， 工艺投入回报率高，经济效益才好。 4）有一定高产气、水井的水驱气藏 气藏实施排水采气，排水强度必须达到气 藏工程要求，需要一批大排水井作保证。
5）产出的地层水有出路的气藏 ●地层水是气田主要污染源之一，在制定 排水采气方案时必须首先考虑卤水集输处 理方案。 ●目前气田水处理有以下几种方式： -回注：包括异层回注和同层回注； -浓缩、制盐，提取稀有化工元素进行综合 利用； -达标排放。
②中缝型 ●气井裂缝发育中 等，水淹后裂缝中 积液较少，水侵强 度也较弱，一般排 积液阶段较短，恢 复自喷生产阶段较 长。
③小缝型 ●气井裂缝小且不 发育，水侵强度不 大，裂缝中积液少， 一排就产气，不排 就无气，气水产量 也无大的变化， GP2～WP2关系曲线 分不出三个阶段， 近似一条直线。
2、低渗岩块（层）的水封（水包气）
●低渗岩块中的孔隙层、 小裂缝中的气是通过大 裂缝或高渗孔道产出的， 而选择性水侵水最先进 入大裂缝或高渗孔道， 由于水体能量高于气层 压力，堵塞了孔隙、微细裂缝中天然气产出的 通道，被封隔在低渗岩块和孔隙层中，即所谓 的“水包气”。
3、气藏的封隔 ●ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ缝性非均质水驱气藏，当气藏水侵后， 高渗区之间的中低渗带及高低渗区之间的 过渡带由于水的侵入裂缝变小或因气藏压 力下降后岩石弹性膨胀使裂缝闭合，区块 间连通性变得更差，甚至被水切断了相互 间的联系，出现多个独立的水动力系统， 产生气藏的封隔。
3、堵水 ●对于气水不同层或薄高渗夹层水侵，进 行非选择性堵水效果较好 ●对气水同层、气水同缝的气井，选择性 堵水效果不好，即使能降低水产量也是短 期的，因为堵水剂达到的范围有限，并且 逐渐被气水带出来，故选择性堵水国内外 目前已很少采用
二、排水采气 ●排水采气：水驱气藏在开采中，水侵波 及到某些气井、区块、甚至全气藏时，采 用人工举升、助排工艺、接合自喷井的带 水采气、排出侵入储气空间的水及井筒积 液，使部分水封气“解封”变为可动气而 被采出，这种生产技术叫“排水采气”。
二、岩心水驱气试验研究 1、单一孔隙介质不同岩性的岩心水驱气 试验 ●疏松的胶结程度差的砂层较致密的胶结 砂岩和石炭岩，驱替系数大，残余气饱和 度小； ●同一类岩性，残余气饱和度变化范围大， 如砂岩14～50%，石炭岩10～68%。不同的 研究者的试验结果也相差较大。
研究者
格芬 Geffen 等 恰雷希等 地层 残余气饱和度 Chieriei 克罗韦尔等 Crowill 基南等 Keelan
2、排水采气模式 ●边底水整装气藏（单一水动力系统气藏） 和多裂缝系统（多水动力系统气藏），由 于地质特征、气水关系、连通关系、开发 动态和排水采气动态特征各不相同，形成 了两类气藏不同的排水采气模式和五种气 井排水采气模式。
1）气藏排水采气的两种模式
整装气藏 储层 地质特征 圈闭 气水关系 储量 开发单元 开发及 排水采 气特征 排水方式 排水实施期 排水部位 排水强度 孔、洞、缝相对发育 背斜构造 多裂缝系统气藏 裂缝、岩溶局部发育 构造+断层+裂缝+岩溶
2）气井排水采气的五种模式
（1）整装气藏气井排水采气三种模式
根据气井类型分为大缝型、中缝型、小缝型
①大缝型 ●一是排积液阶段 ●二是自喷生产阶段，GP2～WP2关系曲线表 现为陡升上翘。 ●第三阶段是恢复气举阶段，GP2～WP2关系 曲线变缓。
●排积液阶段与 自喷生产阶段的 长短，主要与裂 缝发育程度和裂 缝发育带范围大 小有关，裂缝发 育且范围广，排 积液和自喷生产 两个阶段都长。
气藏有统一的原始气水界面 气藏各裂缝系统气水关系不同 大、集中 气藏 气藏强排 水侵中、后期排水 水活跃部位、水体 大于水侵强度 小、分散 压力系统 单井强排 水侵早期排水 生产气井 气井最大水气比
●整装气藏是以气藏整体为对象进行排水 采气规划、设计和实施。对气藏水侵实行 早期控制，中期进行技术准备、科研攻关、 编制方案、配套建设，后期全面实施排水 采气方案。 ●多裂缝系统气藏实行滚动勘探开发，一 旦发现水侵、气水同产或钻至水体只产水 的井，应实施早期排水。
储层类型 气 藏 气 井
孔隙型 裂缝型 裂缝—孔隙(洞)型
孔隙 微细裂缝 孔洞
高渗孔道 大裂缝 裂缝
井 底
井 口
产出
●非均质裂缝—孔隙型储层天然气的渗流
需经历三个阶段
-基质岩块内孔隙→孔隙间的渗流
-基质岩块孔隙层→裂缝的渗流
-裂缝→井底的渗流
1、孔隙中的水封（水锁）
●当相对高渗孔道或裂 缝首先水侵后，低孔低 渗的砂体或被裂缝切割 的基质孔隙层中的天然 气被水包围，在毛细管 效应作用下，水全方位 的向被包围的砂体或基 质岩块孔隙侵入，在孔隙喉道介质表面形成水膜，喉 道内气、水两相接触面处的毛管阻力增大，孔隙中的 气被水封隔，即水锁。
第五节 水驱气藏采收率的影响机理
●地层水侵入气藏，部分天然气被地层水 封隔，使得水驱气藏的采收率比气驱气藏 低得多
-气驱气藏采收率：70-90%
-水驱气藏采收率：35-65%
一、影响水驱气藏采收率的因素 ●最主要的因素是气藏中的水封气 ●天然气的产出主要经历两个过程 储层内的渗流过程和井筒内的垂管流动
4.中坝气田须二裂缝—孔隙型砂岩水驱气藏 岩心顺向水驱气试验 ●基质岩块水驱气最 终采收率为40.12%～ 63.95%，平均50.47%。 采收率随孔隙度、渗 透率的增加而曾线性 增加
●在水驱气过程中，压力＞20MPa，采出程 度很低（小于20%），自18MPa开始，采出 程度增幅加大，小于7MPa后，增幅变缓
岩性 未胶结的砂 微胶结的砂（人工） 人工胶结砂 —— —— 西拉斯瓷 诺尔统刚铝石 威尔考克斯 福瑞欧 尼里博叶 胶结的砂岩 福隆悌尔 斯正灵格尔 福瑞欧 托尔皮多 泰恩斯里甫 石炭岩 坎农珊瑚礁 16 21 17 24 25 30 30—36 31—34 33 34.6(30—38) 34—37 40—50 50 10—22 —— 23—68 18—26 —— —— —— 18—31 —— —— —— —— 14—45 —— —— —— —— ——
整装气藏气井排水采气模式特征对比
气井类型 原始无阻流量(104m3/d) 最大产水量(m3/d) 构造部位 排积液阶段 自喷生产阶段 大缝型 ＞100 ＞100 中缝型 10～100 50～100 小缝型 ＜10 ＜50
轴部、近断层 近轴部、小断层 翼、端部 有、较长 有 有、较短 有 无 无
（2）多裂缝系统气藏排水采气井的两种模式
4、气井的水封（水淹） ●气井出水后，气相渗透率变小，气产量递 减增快，同时井筒内流体密度不断增大，回 压上升，生产压差变小，水气比上升，井筒 积液不断增加，当井筒回压上升至与地层压 力相平衡时气井水淹而停产，虽然气井仍有 较高的地层压力，但气井控制范围的剩余储 量靠自然能量已不能采出，而被井筒及井筒 周围裂缝中的水封隔在地下，通常称为“水 淹”，也是天然气产出过程中的一种水封形 式
出水 时间
至 1997 年底 采出程度 (%) 51.43 58.00
单井控 制储量 (108m3) 23.0 27.0
采气期 采气量 (天) (10 m ) 11.14 12.12
8 3
2
1965.10.1 1985.10.3 7367
23 1968.12.25 1979.7.24 3862
2、控制气井的钻开程度 ●均质或似均质的气井 一般底水气藏钻开程度＜30%，边水气藏50～ 60%为宜 ●非均质裂缝性水驱气藏 水侵主要决定于裂缝的发育程度、产状及水 侵方式，与气井钻开程度的大小关系不明显
2、层状非均质径向水驱气岩心试验 ●径向试验：指水驱气的渗流方向是由岩心外 围向岩心人工钻的中心孔渗流。 ●前苏联奥伦堡气田不同渗透率组合岩心试验 高渗层段提前水淹，低渗岩心的驱替系数比组 合前单个岩心试验结果小得多，十个岩心单独 试验时平均驱替系数为0.702，而与高渗透岩心 组合后，试驱结果驱替系数平均只有0.496。
多裂缝系统气藏气井排水采气模式对比
后排型 早期气井类型 产量递减 排水采气 排水量变化 水气比变化 效果 纯气井 递减快 递增或不变 上升 差 早排型 气水同产井或排水找气井 递减慢 递减 不变或下降 好
后期排水型和早期排水型
①后期排水型
●气井未钻至水体完钻
●投产初期只产天然气不产水，到气井出水时， 地层压力已较低，在水侵影响下气井递减加快， 水气比上升，直至气井水淹停产。
●排水采气 地层压力很 低，水侵严 重，效果不 佳。GP2～WP2 关系曲线由 陡变缓，水 气比不断上 升。
②早期排水型 ●气井钻穿气水界面或钻至水体边水部位。 ●投产初期气水同产或只产水不产气。 ●气水同产 井GP～WP关 系曲线基本 为一直线； ●排水找气 井在气井出 气后，生产 稳定时也基 本为一直线。
1、排水采气的地质基础 1）储层非均质性强 ●气藏的选择性水侵，产生多种形式的水封， 一次采气采收率低，残余水封气的丰度较大， 实施排水采气对提高采收率及产气能力的效 果较为明显。
2）水体具封闭性，非刚性水驱的气藏
●水体弹性能量有限，具可排性，排水可消 耗水体能量，降低水体压力，使水封气解封 而产出。
●目的
控制水侵延长气井的无水采气期
●威2、23井坚持了控制临界产量生产，收到 了无水采气期长、稳产期长、递减小、无水采 气量和总产气量大的最佳效果
无水 无水 无水期 采出程 度 (%) 48.43 44.89 至 1997 年 底 产气量 (10 m ) 11.83 15.66
8 3
井 号
投产时间
低渗岩块的水封也会发生在非均质孔隙型水驱 气藏中
3、岩心顺向和三维两种毛细管渗吸水驱气试验 ●顺向试验 把岩心一端面接触水，在毛细管力作用下，水渗 入岩心向另一端驱替孔隙中的气