超深特高含硫边水气藏气驱水突破压差

李涛 ，姜贻伟 ，彭鑫岭 ，李继强 ，李松岑

（1.中国石化中原油田普光分公司，四川 达州 635000；2.重庆科技学院，重庆 401331）

超深特高含硫边水气藏气驱水突破压差

李涛1，姜贻伟1，彭鑫岭1，李继强2，李松岑1

（1.中国石化中原油田普光分公司，四川 达州 635000；2.重庆科技学院，重庆 401331）

在高含硫碳酸盐岩储层有水气藏的开发中，由于边底水沿裂缝或高渗条带突进，造成气井在水侵层位、水侵量等方面差异较大，气井见水后储层水锁情况复杂，导致气井产能和储量受到损失，更有高产水气井近井地带水锁停产，严重影响气藏稳产期和最终采收率；因此，这就需要定量研究气井储层水锁突破压差，明确解除水锁的条件，以针对性地制定水淹气井复产措施。采用多功能驱替系统，进行气驱水突破压差实验，研究了不同储层物性、不同水锁状态下突破压差变化规律。通过幂函数对实验结果进行回归，建立气井突破压差预测模型，定量预测不同渗透率和含水饱和度储层的突破压差。

高含硫边水气藏；突破压差；水淹气井；水锁；复产

普光气田主体投产以来，水体活跃度要远远大于设计方案对其的认识程度［1-4］，由于边水持续推进，目前已有8口气井见水，其中4口产水井因出水量大，导致储层水锁无法复产。水淹气井对气藏产能和可采储量造成了严重影响［5-6］。

国内外对水驱油、水驱气过程中的水锁机理开展了大量研究［7-13］，对低渗和裂缝性气藏水锁的解除也开展了相应实验［14-15］，但目前还没有就高含硫礁滩相储层有水气藏的水锁突破压差进行针对性研究。本文采用多功能驱替系统，开展普光气田岩心气驱水驱替实验，研究不同储层物性和不同水锁状态下的突破压差，从而弄清突破压差变化规律，建立水锁损失动态储量再动用突破压差预测模型，定量评价不同渗透率和含水饱和度储层的突破压差，这对水锁损失储量的再动用及水淹气井复产具有重要指导意义。

1 气驱水突破压差测试方法

采用多功能驱替系统，进行气驱水驱替实验，研究不同储层物性和不同水锁状态下的突破压差，弄清突破压差变化规律。实验流程见图1。

图1 突破压差测试流程

1.1 岩样准备

1）岩样尺寸测量：采用游标卡尺（精度0.02mm）测量岩心长度、直径。2）岩样烘干：采用真空烘箱烘干岩样，烘箱温度90℃，烘干时间在4 h以上。3）岩样称重：采用天平称烘干岩样质量（精度0.001 g）。4）岩样孔隙度测量：采用饱和流体法测量岩样孔隙体积，计算岩样孔隙度。5）岩样渗透率测量：采用液测法测定岩样的绝对渗透率。

1.2 建立束缚水

1）岩样烘干：采用真空烘箱烘干岩样，烘箱温度90℃，烘干时间在4 h以上。2）饱和地层水：采用抽真空法将岩样饱和地层水，称饱和地层水岩样质量。3）气驱水：气驱水直至岩样不出水，建立束缚水，计算束缚水饱和度。

1.3 水驱气

打开进水阀门，以固定的驱替压差进行水驱气，直至出口端不出气，计算水驱气结束时岩心的含水饱和度，确定该驱替压差下的水锁状态。

1.4 测定突破压差

关闭进水阀门，打开进气阀门，以较小的压力间隔（0.1MPa）逐步升高岩心入口端压力，直至出口端出现第1个气泡，记录入口端压力。

最后重复步骤1.2，1.3和1.4，进行下一个水锁状态下突破压差的测定。

2 突破压差预测模型的建立

根据研究需求，一共选取高渗和低渗样品各2块，所选岩样基础数据如表1所示，测试结果见表2。

从不同渗透率岩样突破压差和含水饱和度（水锁状态）关系曲线（见图2）来看：

1）突破压差随含水饱和度的增大而增大。分析其原因主要是含水饱和度越高，气相相对渗透率越低，气相流动能力越低，气相突破水的封锁越困难［15］。

表1 水锁储量损失研究岩样基础参数

表2 不同岩样及不同水锁状态突破压差测试结果

2）突破压差随储层渗透率的增大而减小。分析其原因主要是，储层渗透率越高，渗流阻力越低，气相流动能力越强，气相越容易突破水的封锁。

图2 气驱水突破压差与含水饱和度（水锁状态）关系

根据测试数据分析，单个岩样的突破压差与含水饱和度呈较好的幂函数关系。采用幂函数对每个岩样的测试数据进行回归分析可获得a，b两个系数；然后分析a，b与岩样渗透率也呈较好的幂函数关系，采用幂函数回归分析建立a，b与岩样渗透率的数学关系；最后，将a，b与岩样渗透率的数学关系代入幂函数关系式即可建立突破压差的预测模型：

式中：Δpb为突破压差，MPa；Sw为岩样含水饱和度；K为岩样渗透率，10-3μm2。

根据见水气井储层物性及其停产时储层的含水饱和度，采用该预测模型可预测其突破压差，为水锁损失储量的再动用及见水气井复产提供指导（见图3，4）。

图3 系数a与K关系

图4 系数b与K关系

3 气井突破压差预测

根据主体见水气井储层渗透率及含水饱和度，采用气驱水突破压差预测模型，计算水锁损失储量再动用突破压差，结果见表3。

表3 见水气井水锁损失储量再动用突破压差预测

从表3可以看出：主体气藏8口见水气井目前含水饱和度较高，气相相对渗透率较低，气相渗流阻力较大，气相突破压差较大，预测突破压差在9.27～22.45MPa。

4 结论

1）最终岩样水锁状态不同，水驱气驱替压差不同；水锁损失储量再动用突破压差随含水饱和度的增大而增大，随储层渗透率的增大而减小。

2）由测试数据进行幂函数回归分析，建立的压差预测模型表明，单个岩样的突破压差与含水饱和度呈较好的幂函数关系，与渗透率的关系则比较复杂。

3）普光气田主体气藏8口见水气井目前含水饱和度较高，气相相对渗透率较低，计算气相突破压差较大，为9.27～22.45MPa。

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（编辑 赵旭亚）

Gas-driven water breakthrough differential pressure of ultra-deep and high-sulphur edge-water gas reservoir

LI Tao1,JIANG Yiwei1,PENG Xinling1,LI Jiqiang2,LI Songcen1
(1.Puguang Branch,Zhongyuan Oilfield Company,SINOPEC,Dazhou 635000,China;2.Chongqing University of Scienceamp;Technology,Chongqing 401331,China)

During the development of high-sulphur carbonate gas reservoir with edge water,the edge-bottom water flows along the high permeability zone or fracture cause great differences of water influx and water invasion horizon of gas wells.The complicated situation of water block of water-producing results in productivity and reserve loss of gas well and the gas wells cut off with high water production,which affect the stable production period and recovery efficiency of gas reservoir.So,it is necessary to study the breakthrough differential pressure of the water lock of the gas reservoir and clarify the condition of removing the water lock to make specific measures.Using a multi-function displacement system and experiments of gas-driven water breakthrough differential pressure,this paper mainly discusses the change rule of breakthrough differential pressure in the different property and water block reservoir.Building breakthrough differential pressure forecasting model of gas well by power function regression,this paper also quantifies the breakthrough differential pressure of different permeability and water saturation.

high-sulphur edge-water gas reservoir;breakthrough differential pressure;water-blocked gas well;water block;reproduction

国家科技重大专项专题“深层礁滩相储层气水两相渗流特征研究”（2016ZX05017-001-HZ02）

TE349

A

10.6056/dkyqt201706015

2017-05-01；改回日期：2017-09-10。

李涛，男，1971年生，教授级高级工程师，1995年7月毕业于中国石油大学（华东），主要从事天然气开发研究和管理工作。E-mail：machell666@163.com。

李涛，姜贻伟，彭鑫岭，等.超深特高含硫边水气藏气驱水突破压差［J］.断块油气田，2017，24（6）：805-807.

LI Tao，JIANG Yiwei，PENG Xinling，et al.Gas-driven water breakthrough differential pressure of ultra-deep and high-sulphur edge-water gas reservoir［J］.Fault-Block Oilamp;Gas Field，2017，24（6）：805-807.