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碳酸盐岩有水气藏气水同采技术研究——以磨溪气田嘉二气藏为例

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摘要

第1章 引言

1.1 研究的意义、目的

1.2 国内外研究现状

1.2.1 地层水化学特征与油气关系

1.2.2 气水连通性及气水关系

1.2.3 排水采气技术研究现状

1.3 本文的主要研究内容

1.4 研究思路及技术路线图

1.5 论文的主要工作量和主要创新认识

1.5.1 主要工作量统计

1.5.2 主要创新认识

第2章 气藏地质及勘探开发概况

2.1 区域构造概况

2.2 地层及沉积相概况

2.2.1 地层划分

2.2.2 沉积相特征

2.3 储层特征

2.3.1 岩相特征

2.3.2 孔隙度与渗透率特征

2.3.3 储层储集空间类型

2.3.4 储层分类标准

2.4 气藏流体特征

2.4.1 天然气性质

2.4.2 地层水性质

2.5 气藏类型及驱动类型

2.6 勘探开发概况及存在问题

第3章 气、水层测井综合识别

3.1 岩性测井特征分析

3.1.1 岩性测井曲线划分

3.1.2 非储层典型岩性/电性特征分析

3.1.3 储层测井划分标准

3.2 流体识别测井影响因素

3.2.1 泥浆侵入影响

3.2.2 井壁垮塌影响

3.2.3 地层水矿化度影响

3.2.4 岩性影响

3.2.5 物性影响

3.2.6 孔隙空间类型的影响

3.3 典型层段测井相应特征

3.3.1 气层典型井段

3.3.2 气水层典型井段

3.3.3 水层典型井段

3.4 常规测井曲线识别

3.4.1 典型样本选择

3.4.2 交会图图版

3.4.3 多元回归判别

第4章 气藏生产动态特征

4.1 气藏产能特征

4.1.1 气井产能分析

4.1.2 主力产层

4.1.3 产能与构造关系

4.1.4 产能平面分布

4.1.5 产能与射孔段厚度关系

4.2 气藏压力特征

4.2.1 地层压力

4.2.2 井口压力低

4.3 气藏产水特征

4.3.1 气井产水差异

4.3.2 产水平面及纵向分布

4.4 增产措施效果

第5章 地层水化学特征分析

5.1 水化学特征分析

5.1.1 产出水化学特征变化规律

5.1.2 产出水化学组成及类型

5.1.3 产出水化学特征参数分析

5.2 凝析水影响分析

5.2.1 凝析水量计算

5.2.2 凝析水特征分析

5.3 地层水化学特征小结

第6章 井间连通性及气水关系

6.1 气藏连通的基础

6.2 储层连通性分析

6.2.1 观察井静压力变化

5.2.2 井间干扰分析

6.2.3 气井间生产动态变化分析

6.3 气井连通性差异分析

6.4 气水剖面及气水分布

6.4.1 气水剖面特征

6.4.2 水体类型

6.4.3 气水分布特征

6.5 气水分布控制因素

5.5.1 构造特征与气水过渡带高度影响

6.5.2 储层非均质性

6.5.3 岩性对气水分布的影响

6.5.4 断层对气水分布的影响

6.6 气水分布模式

6.6.1 边水型气水分布模式

6.6.2 底水型气水分布模式

6.6.3 “孤立”水体分布模式

6.6.4 气层“残留水”分布模式

6.6.5 气水分布模式

第7章 气水同采方式分析

7.1 单井产水特征

7.1.1 典型水气比曲线类型

7.1.2 水气比平稳型

7.1.3 水气比缓慢上升型

7.1.4 水气比变化型

7.1.5 产水特征总结

7.2 单井产水分析

7.2.1 气水层产水分析

7.2.2 底水产水分析

7.3 只射开气水层

7.4 分层开采分析

7.4.1 上部气层、下部水层模型

7.4.2 上部气水层、下部水层模型

7.5 小结

第8章 高性能泡沫排水采气技术

8.1 泡沫排水采气机理

8.2 泡沫排水采气起泡剂及稳泡剂性能研究

8.2.1 起泡剂的优选及影响因素

8.2.2 稳泡剂的优选及影响因素

8.3 纳米颗粒的性能评价及其增强泡沫性能研究

8.3.1 纳米材料的研制

8.3.2 纳米材料的表征

8.3.3 泡沫的抗油性能研究

8.3.4 泡沫的抗盐性能研究

8.4 纳米颗粒复合泡沫的排水性能试验研究

8.5 小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果

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摘要

上世纪70年代末,磨深1井和磨深2井在磨溪气田嘉二段钻遇较好的油气显示,由此发现了磨溪气田嘉二气藏。到上世纪90年代初,针对嘉二段的10口探井都获得了良好的油气显示和试油成果。2003年起,相继部署了预探井和开发井,磨溪气田嘉二气藏进入全面勘探开发阶段。目前对该气藏的研究较少。磨溪气田嘉二气藏是碳酸盐岩有水气藏,储层非均质性严重,气水关系复杂,没有统一的气水界面,气井普遍产水,并且产水差异较大。该气藏并非通常发育边水、底水或者“相对富水区”的有水气藏,气藏特征较为典型。为了实现气藏合理高效开发,并为该类型有水气藏提供指导,因此论文选取该气藏作为研究对象。
  从2003年至2013年的开采实践证明,早期对气、水层测井解释需要调整,气藏气水连通性还不清楚,气水分布及控制因素也不明确。现有气井都将气层、气水层和水层射开,并采用单油管气水同采,单井产水、产气变化复杂,部分井产水量过大,无法正常生产。由于产水机理不清楚,产水来源缺乏明确认识,无法准确预测产水变化,困扰着治水对策的制定。
  本论文在前人对研究区内地质认识的基础上,充分结合测井、压汞、试油、地层水化学、气井生产动态等静、动态资料,以地球物理测井地质学、开发地质学、油田水地球化学、油气渗流力学、天然气工程、油田化学等理论为指导,交叉渗透多学科,对磨溪气田嘉二气藏气水关系进行研究,分析射开水层单油管气水同采的利弊,优选适合于研究区的高性能泡排技术,综合射孔层段、分层开采和泡沫排水采气研究,形成一套有水气藏气水同采技术。
  通过研究得到了以下主要成果和认识:
  1、综合运用研究区内各项资料,获得了岩性测井响应值范围和储层测井划分界限,分析了测井解释影响因素,绘制了气、水层测井解释交会图,建立了气、水层多元回归判别方程。交会图和多元回归判别方程对气、水层识别效果较好。
  2、分析了气藏动态,发现气井无阻流量低,产能差异大;嘉二2B是主力产层;测试产能高、生产效果好的气井平面上主要分布在构造东南翼(高部位);高产井与射开层段有效厚度有一定关系;原始地层压力较高,但压力下降快;气井产水差异大。
  3、通过地层水化学分析,发现研究区内总矿化度分布在1420~103560mg/L之间,主要分布在40~80g/L以内;部分井生产过程中矿化度、离子含量和化学特征参数发生变化,表明产水来源发生了变化。研究区内以氯化钙水型为主,嘉二2B层中部偏东区域分布硫酸钠水型。硫酸钠水型分布区域脱硫系数较高,结合其他因素分析,认为这是由于含水石膏在压实作用下变成硬石膏,同时排出大量水溶解硫酸盐后进入地层水系统,使原来氯化钙水型变为硫酸钠水型。
  4、分析了气水连通性,研究区内没有统一的气水界面,产水主要来自于气水层和水体。嘉二2A、嘉二2C和嘉二3以气层分布为主,嘉二1和嘉二2B以气水层分布为主,并发育有水体。划分了边水、底水(可分为“孤立”型底水和分散型底水)、“孤立”水体和气层“残留水”四种水体,分析了气水分布控制因素。
  5、总结了单井产水特征,分析了相应的地质模型。通过分析各类型产水机理,认为气水层产水水气比保持稳定的情况下,可以维持单井生产;底水产水增加水气比,降低气产量;气、水层全射开的单油管生产的方式并不适合该气藏。
  6、推导了上部气水层、下部水层模型只射开气水层的地面气水总质量流临界产量公式和气水层-水层界面形状解析表达式。
  7、在底水气藏现有油套环空产气,油管产水的分层开采方式上,针对含硫化氢气藏提出了双油管对气、水分层开采管柱方式,推导了上部气层、下部水层模型气、水产量计算关系式和上部气水层、下部水层模型气水总质量流产量和水层产水量计算关系式。
  8、对纳米材料增强泡沫性能及规律进行了研究,并将这种高性能泡沫引入到泡沫排水采气的处理剂中,针对磨溪气田嘉二气藏地层水性质进行了室内实验,研究表明该类泡沫具有良好的排水效果。

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