低渗透气藏开发及稳产技术研究

低渗透气藏开发及稳产技术研究

罗　迪1,张小龙1,谭　红2

(1.西南石油大学研究生部,四川成都　610500;2.西南油气田重庆气矿开县采输气作业区,重庆　405400)

摘　要:低渗透气藏在世界及我国分布广泛,由于低渗气藏本身的特点,开发这类气藏存在投资大,经济效益低的特点,相比常规气藏而言开发难度大得多。低渗气藏开发技术的发展对经济有效的开发低渗气藏具有非常重要的意义。通过相关文献的调研和分析,对低渗气藏的特点以及开发和稳产的关键性技术进行阐述,对有效的开发低渗透气藏具有一定的借鉴和指导作用。

关键词:低渗透;气藏;开发稳产;技术

中图分类号:T E348 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2011)09—0115—02

我国的低渗透气藏资源十分丰富,广泛分布在松辽盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地和中原油田,这些低渗致密气藏已成为我国天然气供应重要的气源地[1]。但是,低渗气藏储层物性差,储量丰度低,储层容易受到伤害,开发效益相对较差。因此,提高低渗透气藏天然气储量的动用程度,不断的提高开发技术水平,是低渗透气藏高效开发与稳产的关键。

1　低渗透气藏的特点

目前国内外对低渗透气藏尚没有统一的划分标准,以前关于低渗透气田的定义大多是参考低渗透油田的标准,并且多是根据储层的物性进行划分。胡文瑞在其《低渗透油气田概论》中指出,低渗透气藏是指常规开采方式难以有效规模开发的气藏,包括低渗透砂岩气藏、火山岩气藏、碳酸盐岩气藏以及煤层气气藏等。该类气藏不是一般的技术可以实现有效规模开发的气藏,基本的参数选取条件包括:渗透率小于以及孔隙度小于8%。早期低渗透气藏标准的分类是在1980年[2],美国联邦能源管理委员会(PERI)根据《美国国会1978年天然气政策法(NG -PA)》的有关规定,率先提出了确定致密气藏的注册标准是其原始渗透率低于。

低渗气藏具有储量大、难开发、产量低的特点。一般需要经过一定的增产措施后才能获得有经济价值的产量,在钻井和完井过程中气藏储层易受到伤害,开发技术复杂且难度大。低渗透气藏储层特征主要表现为:非均质性强、泥质含量高、孔隙度和渗透率低、高毛管力以及高含水饱和度。开发上的特征主要表现为:渗流规律不遵循达西定律,具有启动压力梯度;气井自然产能低;弹性能量小,产量和压力下降快,产出程度低等[1]。

2　开发及稳产技术

2.1　气藏描述技术

目前已发现的一些低渗透气藏具有连片性差、非均质性强、气井产能分布不均衡的特点,如长庆气区上古气藏。在气藏描述时将储层分为4类:Ⅰ类储层为试气时产能大,投产后产能高,稳产条件也好;Ⅱ类储层为试气时产量和稳定产量都较低;Ⅲ类储层不经改造难以获得工业气流;Ⅳ类储层在目前的经济、工艺技术条件下难以开采[3]。为了更好的对低渗气藏进行描述,在气藏工程方面应通过气井生产动态特征和压力系统分析开展井间连通性研究,判断储集层的连通性,划分出连通性良好的区域。利用先进的地震软件对有利区内地震资料进行精细处理、解释,进一步优选开发井位,初步形成了储集层地震预测、岩溶古地貌恢复小幅度构造预测、储集层微观特征、砂体描述、储集层连通性分析等技术[4]。

2.2　钻井技术

低渗透气藏钻井技术主要包括钻水平井、欠平衡钻井以及空气钻井[1]。

水平井泄流范围大,单位压差下与直井相比具有较高的产能。虽然水平井的钻井费用一般相当于钻直井费用的2倍,但是水平井对油气田开发的效益却是直井的3～5倍,因此,国外广泛应用水平井开发低渗透气藏。以美国为代表的应用钻水平井的技术已成为一种重要的低渗透致密气藏增产改造的措施。

在钻井过程中,利用自然或人工方法使钻井液当量循环压力低于地层压力,地层流体有控制地流入井筒的钻井称为欠平衡钻井。欠平衡钻井可分为边喷边钻和人工诱导的欠平衡钻井两种类型,其主要特点表现在: 减少地层损害; 提高机械钻速,延长钻头寿命; 避免井漏,减少压差卡钻; 改善地层评价,减少增产措施; 保护环境,降低作业成本。由于欠平衡钻井自身的优势以及世界石油工业

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　2011年第9期 内蒙古石油化工

收稿日期:2011-03-15

作者简介:罗迪(1987-),四川南充人,现为西南石油大学油气田开发工程在读硕士。

发展形势的需要,欠平衡钻井技术在低渗气藏开发中具有强大的生命力和广阔的应用前景[5]。

空气钻井主要是利用气基液体(空气)作为钻井的循环介质,通过特殊的设备(空气机、增压机、施转防喷器、气体作用空气锤及连接管汇等)将空气注入井下,依靠空气的冲击能,钻凿地层,把岩屑从井底带回地面的一种特殊钻井作业方式,其主要特点表现为: 节省泥浆及其他成本费用,减少了泥浆对地层的伤害; 钻进速度快,钻头寿命长,钻井成本低; 该钻井方式主要适用于低渗透常压地层[6]。

2.3　完井技术

完井方法直接影响到气井的产率,气田最终采收率和经济效益。气藏地质特征不同,完井方法也不同,常用的方法有裸眼完井和射孔完井,实践中,射孔完井方法应用较多。对于以射孔方式完井的低渗透气藏,比较有效的射孔技术主要有深穿透大负压射孔和高压喷流射孔,其主要作用是射穿地层污染带,在井筒与地层之间建立起无阻泄流通道,对气层进行解堵[1]。这两项技术均具有成本低、危险小和作业简单等特点,特别在一些低渗透致密气藏改造中,由于其它增产效果不佳,射孔的优势会得到充分体现,增产改造效果较为明显。

2.4　压裂改造技术

气层增产改造是低渗气藏得以稳产高产的必要手段,合理有效的增产方法和工艺措施对低渗气藏的开发是十分必要的。

由于低渗透气藏孔喉小,物性差,自然产能低,为了提高单井产能,一般必须对储集层进行压裂改造。目前低渗气层的压裂工艺方面已形成了相应的配套技术系列,尤其是大型压裂、水平井水力喷射分段压裂、二氧化碳压裂技术等在低渗透气藏开采方面取得了突破性进展[4]。为了提高压裂效果,取得更好的经济效益,应当在压裂井选井、压裂规模、压裂施工方案设计以及施工后的监测等方面做好相应的工作。

2.5　优化布井方式

合理的井网方式对科学有效的开发低渗透气藏至关重要。低渗气藏在布井方式上应该采用非均匀高点密井网以及井网加密技术[3]。低渗透气藏非均质性强,气井产能分布不均衡,采用非均匀布井方式,在高渗透区采用高井网密度,低渗透区使用低井网密度,可以有效的提高低产能带的采出程度。在井网加密方面,通过区域模拟,优选合理的单井控制面积,合理的排距和井距等确定最佳的开发井网,提高低渗气藏的开发效果[7]。

2.6　采气过程监测与调整

低渗透气藏采气过程中,应从试采、开发中期和后期做好以下几个方面的监测与调整工作[1,3]。2.6.1　开发早期搞好试采工作,完成试采任务。试采工作中,要编制系统的试采方案及资料录取制度。试井应当兼顾到各种不同类型的气井,选择部分有代表性的气井进行生产测井。试采期视气田规模大小及复杂程度而定,总的原则是暴露气田开发中的各种矛盾,满足气田开发设计的需要,试采结束时,采出程度不应低于5%。

2.6.2　开发中期搞好气藏稳定产能工作,延长气藏稳产年限。一方面对低产气井进行压裂改造,改善储层的渗流条件,提高气田的稳产水平以及气藏开发的经济效益;另一方面通过钻加密井延长气藏的稳产年限。

2.6.3　开发后期延长气井生产时间,提高气藏采收率工作。为控制气田的递减和延长气井生产寿命,一方面对地层水产出明显的气井采取机械排水、化学排水的方法排除井筒积液,对地层能量较充足的气井,可采用小油管采气,提高气体的携液能力;另一方面采用压缩机提高输压、降低井口压力的开采方式。

3　结论

3.1　低渗透气藏储层特征主要表现为:非均质性强、泥质含量高、孔隙度和渗透率低、高毛管力以及高含水饱和度等。

3.2　低渗气藏开发上的特征主要表现为:渗流规律不遵循达西定律,具有启动压力梯度;气井自然产能低;弹性能量小,产量和压力下降快,产出程度低等。

3.3　开发及稳产技术主要包括气藏描述技术、钻井技术、完井技术、压裂改造技术、优化布井方式以及采气过程监测与调整等。

[参考文献]

[1]　郭平,张茂林,等.低渗致密砂岩气藏开发机理

研究[M].北京:石油工业出版社,2009:23～

32.

[2]　胡文瑞.低渗透油气田概论[M].北京:石油工

业出版社,2009:11～13.

[3]　吴志均,何顺利.低渗砂岩气藏地质特征和开

发对策探讨[J].钻采工艺,2004,27(4):103～

106.

[4]　张宁生.低渗气藏开发的关键性技术与发展趋

势[J].天然气工业,2006,26(12):38～41. [5]　杨虎,王利国.欠平衡钻井基础理论与实践

[M].北京:石油工业出版社,2009:2～4. [6]　魏武,乐宏,许期聪,等.气井钻井应用技术

[M].东营:中国石油大学出版社,2008:85～

87.

[7]　冉新权,李安琪.苏里格气田开发论[M].北

京:石油工业出版社,2008:118～119.

116内蒙古石油化工 2011年第9期