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底水气藏超前排水采气

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底水 超前 排水
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石油天然气学报(江汉石油学院学报) 2010年2月第32卷第1期 il .010 2 底水气藏超前排水采气 杨波,唐 海,吕栋梁,周 科,彭得兵 (西南石油大学石油工程学院,四500) [摘要]底水气藏的开发在气藏开发中占有重要地位,然而底水锥进对气藏的开发具有极大的影响。气井 往往由于底水的过快锥进而被水淹停产,导致很大部分储量无法采出。而现有的排水采气方法都是考虑 在气藏产水积液后进行各种措施,然而滞后的措施只能缓解而无法解除产水对气藏的巨大伤害。首次提 出超前排水概念,将双层完井技术运用于底水气藏,实现早期气水同采、超前排水,抑制水锥的形成, 并运用数值模拟技术进行了模拟论证。结果表明,超前排水排水量小,能够延长气藏稳产期,提高采收 率,具有良好的经济效益。 [关键词]底水气藏;双层完井;排水采气;超前排水 [中图分类号]文献标识码]A [文章编号]1000—9752(2010)351—03 1底水气藏开发的主要问题及超前排水定义 底水气藏开发中,底水不断上升,侵入气藏,在 井眼周围形成水锥,造成气相相对渗透率大幅度下 降,严重影响气藏的产量和采收率。目前采用的开发 模式普遍为早期以控制采气速度来抑制底水锥进,气 藏产水后采用现有的排水采气技术[1 ],减少或消除 井底积液。而这种方法明显存在时间上的滞后性,气 藏水侵后容易造成不可逆的伤害。因此,论证在早期 防止水锥的形成具有实际意义。双层完井技术及 水锥[5 的研究多运用于油井,对气井的研究却很少。 为此,提出将双层完井技术结合排水采气工艺,用于 气井排水采气(图1),并提出底水气藏超前排水 概念。 基于以上理论,超前排水可以定义为:底水气藏 井底积液之前,对气藏进行排水采气的一种方法。笔 者运用数值模拟方法对超前排水采气可行性、适应性 进行了研究,并对水锥形成机理及防锥消锥增效机理进行了探讨。 2模型的建立及可行性分析 图.1模型的建立 为了分析底水上升规律及论证超前排水的可行性,建立了单井径向模型,基本参数如下:网格参数 为y×00×4×26;径向网格步长分别为6m,垂向网格步长藏厚度20m,水层厚 度6m。气藏与流体数据如表1所示。 [收稿日期]2009—10—02 [作者简介]杨波(1983一),男,2007年大学毕业,硕士生。现主要从事油气藏工程及油气藏数值模拟研究工作。 ·352· 石油天然气学报(江汉石油学院学报) 2010年2月 2.2可行性分析 根据以上参数,计算出该模型的无阻流量为75.8×10 m。/d。普通气井以无阻流量75.8×25 × 85 ×85 一13.69×10 m。/虑底水情况,以10×10 m。/设经济极限产量为 1.0×10 m。/d,在径向网格中心设置2口井,气层上部产气,水层上部排水,对无措施与超前排水采 气(排水量分别为2、4、6、8和d)进行对比分析,结果见表2。分析结果表明,日排水量为 8m。时,各项指标最优,而日排水量大于8m。时,各项指标无明显变化。由此得出,在水层顶部射开 2m,排水量仅为8 m。/够有效抑制水锥的形成。稳产期从810产期缩 短了802d,采出量却增加了0.1724×10。m。。可 见,在气井未见水之前进行排水,能够增效。 2.3适应性分析 为了分析超前排水的适应性,将以上模型纵向 上的网格尺寸缩小一半。即模拟气藏厚度 水厚度36.5×10 m。/算 的各项参数如表3所示。 表2气藏各项生产指标预测对比表 81O 939 1084 1253 1250 1256 表3厚度据模拟结果,超前排水量为0与5m。/产时间从182产时间增加了 486d;总生产时间减少405d,采收率却增加了10.6%。对比气层厚度20前排水采气对薄 层气藏的增效作用更加明显。 3水锥形成机理及防锥消锥增效机理探讨 3.1水锥形成机理 图2(a)~(c)为模型模拟所得的第1、3和15年的水锥形状图。由图2可以看出,气井开始生 产后,在地层中形成了压降漏斗,井眼附近位于漏斗的中心,压降最大,压力最低,底水在井眼附近向 上锥进,形成类似锥形的高含水带。 通过前人的研究 及笔者的数值模拟实验发现,水锥的形成是一个由快渐慢的过程,在气井投产以 后,很快(几个月内)就会形成较稳定的水锥,而在之后的若干年内,水锥的大小及形状变化很小。 3.2防锥消锥增效机理探讨 由于底水锥进主要在近井地带发生,面积较小,而造成的伤害却非常大。因此,从理论上说,在上 部水层排水,较小的排水量就能使得气层与水层的压力得以平衡,在上部水层形成低压带,阻止水向气 层运移,或使已经上窜的水锥回流,达到抑锥消锥而增产增效的目的。如图3所示,模型中在上部水层 排水,排水量仅为6m。/d,生产第14年的水锥图。 第32卷第1期 杨波等:底水气藏超前排水采气 (a)第1年 在不排水情况下模拟 生产水气比如图4所示, 表明在产量下降到经济产 量(1×10 m。/d)之前, 该模型的水侵并不严重, 但采用超前排水采气却起 到了非常积极的作用,说 明水侵对气藏产能的影响 在井底积液之前已经产 生。底水侵入气藏,导致 气相相对渗透率大幅度下 降,从而导致气井产能大 (b)第3年 (c)第15年 图2模型模拟出的水锥形状图 图3生产第14年水锥图 ’g 2 姜 丑 0 2000 4000 生产时间,d 图4不排水情况下生产水气比变化图 幅度下降,稳产时间缩短,采收率降低。 相对于厚层气藏,薄层气藏底水更快锥进到井底,因此,超前排水对薄层底水气藏的增效作用更加 明显。对于底水锥进越严重的井,超前排水的效果越明显。对于井底已经积液或水淹的井,也可考虑在 上部水层位置排水,形成倒锥,排出侵入地层的底水,从而恢复气井产能。 4结 论 1)提出了底水气藏超前排水采气概念,通过数值模拟研究论证,该方法能有效防止水锥的形成, 使气藏增产增效。 2)底水一旦侵入气藏,将导致气相相对渗透率大幅度下降,从而导致气井产能大幅度下降,稳产 期缩短,采收率降低,因此考虑具有防止水锥形成的超前排水方法具有现实意义。 3)气藏越薄,水侵越严重,超前排水的效果越明显。 [参考文献] [13黄艳,余朝毅,钟小瑜,等.国外排水采气工艺技术现状及发展趋势[J].钻采工艺2005,28(4):57~6o. 水气藏提高采收率的途径和方法然气勘探与开发,2000,23(3):7~11. [3]赵力国,顾小勇.双层完井、油水同时分采抑制底水锥进[J].油气采收率技术,1996,6(2):76~80. [43伍增贵,张辉军,张义堂.双层完井技术提高底水油藏开发效果油钻采工艺,2007,29(1):103~106. 相方.底水气藏水锥高度与形状计算新方法[J].天然气工业,2004,24(4):54~56. ’ 渗透底水气藏水锥动态及合理开采对策应用研究都:西南石油大学,2006. [编辑] 萧雨 , 8 6 4 2 D , 0
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