气藏边水水侵特征及见水时间预测_王成思.pdf

1322023 年 第 3 期水侵使得气藏开发过程中天然气和地层水同时产出，且见气藏开发的中后期，产水表现出区域性，伴随有邻井大量水后水侵速度加快，导致水气比快速上升，直至趋于稳定的较产水；由于水体充足，边、底水见水量稳定上升，且由于供给高水气比，且无水采气期的井底压力与天然气采出程度呈线性充足，气井压力能够维持；由于区域性见水会导致邻井产水具1关系，可见水侵能够极大地影响气藏开发的采收率。因此，针有较高的矿化度，水气比受压差影响明显。对气藏开发过程中的产出地层水问题，及早确定气藏水侵模1.2 单井产水特征2-4式，明确气藏见水时间，尤为重要。X气藏是一个裂缝-孔隙自开发以来，产水量开始增长，目前累产水已经超过了100型和孔隙型高温高压气藏，以碳酸盐岩台地沉积体系为主，埋万方，通过分析产水井的水气比变化曲线，将产水井产水特征深45004800米，平均孔隙度5.19%，平均渗透率0.75mD，含水主要分为三大类：第一类井产水后水产量快速上升，在曲线上饱和度介于0.11%85.9%，主体区具有统一的气水界面-4385m，表现出上升速度极快；第二类井产水后上升速度相对第一类缓随着开采过程中边底水逐步侵入气藏内部，需要对气藏进行相慢，具有较长水侵加剧期；第三类井产水后产水量相对稳定，关水侵分析，为高效开发气藏提高理论支撑。水气比基本保持低值，没有较大上升趋势。1 气井产水概况1.1 产出水来源气井投产后，由于压差作用钻井工作液会进入地层导致气井见水，这种水被叫做人工侵入水，其产水初期水量大，但随着开发的进行水量会逐渐减少，最终会消失。地面地下的压力、温度差异大，在地层条件下呈气态的地层水，随着天然气一同采出后，由于环境温度与压力变化，气图1 X气田单井水气比曲线态水会析出，由此导致了气井产水，这些水就是凝析水且矿化类型1：此类高产水井，靠近水体，见水后水气比快速上度较低，其产水特征表现为产水量稳定。升。关井复产后，由于井底和水域存在较大压差，导致开井大气藏泥岩层的隔断等会使得储层低部位产生原生层内可动量产水。类型2：此类气井见水后，产水量上升较1类井缓慢，水，其通常情况下不参与流动，但当气井开发导致层内压差增气水同产时期较长，水侵加剧比较明显。类型3：此类气井远离大并生成一定的水体流动通道后，这部分水便开始产出。产水特征：随着气藏开采，气井逐渐见水，随着生产的继续，层内水域，见水后产水较为缓慢。原生可动水逐渐采完，产水量下降。1.3 产水井水侵模式地层内的束缚水，随着气藏压力下降，伴随气体一起产动态监测资料显示：边部观察井压力持续下降，月下速度出，称之为层内次生可动水。产水特征：产水量渐增，有轻微在0.1MPa以上，水体能量持续下降，表明边水与气区连通性较波动，但水气比较低。好并不断向气藏内部侵入。新完钻井及生产证实不同区域气水气水同层的储层被射开，而同天然气一起采气的水称为局界面均有不同程度抬升，气水界面一般上升3165m，边水不断部封存水。产水特征：气井突然产水且水量快速增加，波动较向气区内部侵入。大，但气井开发后期层间水被采完或压差不足以出水，表现为通过结合气井的产水来源，跟踪分析气井产水动态变化特产水量下降。征，结合相关研究，综合考虑气井完井方式，将产地层水井已气藏边水水侵特征及见水时间预测西南石油大学 王成思水侵导致气藏见水后产能下降，因此明确气藏水体大小和水侵强度极其重要。为此，首先利用动态分析理清产水井产水特征及水侵模式；然后采取水驱指数及水侵替换系数确定气藏大部分井呈现出中等偏强水侵，并运用多种水体计算方法对比给出了适合该气藏的水侵量计算方法；最后，基于边水见水时间预测的理论方法与试井解释的储层物性参数相结合，利用已见水井进行边水见水时间公式的验证，然后将公式运用于风险井的见水时间预测。该成果具有一定参考意义。133 学术研讨划分为底水锥进型、边水指进型、边水舌进型以及原生可动水水侵替换系数可以表征地层水的活跃程度，其同样能够描舌进型4种水侵模式，X气藏以边水水侵模式为主。述水侵速度，定义为：（6）式中：I-水侵替换系数。I0.4，水体活跃，0.15I0.4，水体次活跃，I0.15，水体不活跃。根据水驱指数及水侵强度计算结果，大部分井呈现出中等偏强水侵。2.2 水体大小及水侵量计算计算气藏水体大小的方法主要有以下几种：气藏开发初期，常采用容积法估算水体大小，虽然计算较为简便，但是使用这种方法所需的各种参数难以确定，仅适用于粗略估算；表1 产水气井水侵模式类分统计气藏开发中后期，油藏数值模拟代替了原先的容积法被用于计2 水侵强度及水侵量分析算水体大小，该方法计算精度高，误差小，但是相较其他方法气藏水侵强度的大小受多种因素决定，主要影响因素为气工作量较大；利用物质平衡方程结合气藏开发情况计算水体5藏天然水体的大小、形状、岩石及流体物性好坏、地层压差，大小；利用油藏开发软件通过输入生产数据自动拟合水体。而在计算模型中，经典模型根据水体的几何形状，将其分为以（1）容积法。容积法的计算公式如下：6下三种方式。（7）43式中：V-水体体积，10 m；-储集层孔隙度，小数；A-含水层w面积，2km；h-含水层高度，m。w通过前人经验及计算对比，此方法只适合估算气藏水体大小，若想对水体进一步认知，需要充实的生产资料和对气藏开发程度的深刻了解。a)平面径向流 b)线性流 c)半球形流（2）物质平衡法。若气藏水体较小，则开发过程中的压力图2 经典水域模型降会快速传播到水体外边界，可以认为水体侵入量和时间无2.1 水侵强度评价关，即：由物质平衡方程有：（8）3 （1）式中：-水体地下体积，m。定义水体倍数n为地下水体体积与含气区孔隙体积之比：令：（9）（2）可以推导出：将式（2）代入式（1）得：（10）（3）则水侵量：结合物质平衡方程可得：（4）气藏开发过程中，弹性水驱是指随着天然气被采出和地层 （11）压力下降，导致边、底水侵入地层，使得地层压力下降比气驱缓慢的一种驱动方式，其常见于供水面积大、压力高的气藏。刚性水驱是指边、底水能量补偿了天然气采出量的消耗，使得气藏压力保持在气藏原始压力上的驱动方式。弹性水驱气藏根据能量大小分为强水驱、中水驱及弱水驱令：三种，并以水驱驱动指数作为分类指标对弹性水驱气藏进行了定量的划分。（5）则：针对有限大的封闭水体，Y与 之间呈线性关系，通过绘制Y与 压降的关系曲线得到系数k即可计算出水体倍数n，进一步可计算出地下水体体积 。以X气藏某含水区域A为例计算：表2 利用水驱指数评价水侵强度1342023 年 第 3 期3 边水气藏气井见水时间预测通常采用数值模拟的方法预测边水气藏气井见水时间，而这种方法工作量较大，且与现场结合较差。因此，欲通过边水见水时间预测的理论方法与试井解释的储层物性参数相结合，利用已见水井进行边水见水时间公式的验证，然后将公式运用于风险井的见水时间预测，计算结果具有一定的参考价值。3.1 模型建立假设气水边界有一生产井B，以初始气水界面位置为r轴，气图3 X气藏A区域压降与对应的Y值关系曲线井距r轴的距离为a。在原始气水界面r处有一水质点作平面径向837求得系数k为0.0024，得到该区域水体大小为0.3810 m，流动，经过时间t后到达A(x,y)点，设水质点的渗流速度为 。43水侵量为211.3710 m。（3）图版法。利用图版法进行计算区域A的水侵量，通过计算结果可知，A区域在0.1左右，表现出弱水侵特征。图7 边水气藏直线供给生产井B示意图气、水的渗流速度分别为：图4 X气藏A区域水侵量及水侵强度计算图版 （12）（4）MBAL方法。MBAL为IPM软件中油气藏模拟模块，具有拟合水体的功能，通过导入储量等地质参数及生产动态数据便可以拟合出水体大小以及水侵量，还可以在此基础上进行 （13）预测。-3-3式中，：气相渗流速度，10 m/s；：气相渗流速度，10 m/s；r：径向距离，m；：r处气相、水相压力，MPa；：气相、水相粘度，mPas。为了获得A点的突破时间，忽略重力、毛管力，考虑在该点处的 对水舌中的水相也起作用，则有：（14）图5 X气藏A区域水侵拟合图版式中，：水舌点与井间的距离，m。整理得：（15）在 时间内向井移动的距离为：（16）考虑原始束缚水饱和度 和残余气饱和度 的影响，则：图6 X气藏A区域水侵预测曲线 （17）83拟合得到A区域水体大小为0.2510 m，2018年6月水侵量4343为137.9810 m，2020年6月水侵量为215.4710 m。假设在投产前气水界面为一个垂直面，且有 （当t=0）通过物质平衡法、MBAL法等多种方法计算及几种方法对得：比发现，MBAL方法较为适用，物质平衡法可作为对比计算。目 （18）前，该区块尚处于水侵初期，应当开展见水时间预测。整理得：（19）式中，：气水流度比，：气相渗透率，：水相渗透率。（下转109页）表3 气藏水体大小计算方法对比109 学术研讨价过程应贯穿于整个服务的始终，评价主化让城市变得更“聪明”EB/OL.http:/3 结束语 曹,王子纯.体育公园推动全民健多部门协作制定社区体育服务评价标准，智能等技术，在社区体育服务中建立智能身智慧化发展N.中国体育报,2021-11-完善社区体育服务反馈体系，加强社区居化服务体系，加快珠海健康城市和智慧城9(2).民对政府、社会、管理的监督。尝试利用市建设，为全民健身提供更多智慧化服4 李佳颖.共享经济的内涵、模式及互联网、大数据等技术，建立社区体育服务，最大程度地满足人民群众体育健身新创新监管的对策J.经济体制改革,2017(6):务智能“反馈-评估”平台，多渠道、多需求。社区体育服务是健康服务体系的重27-31.路径最大程度的收集居民的意见和建议，要组成部分，是民生建设的最基本的条5 胡摇华,吴迪.资源共享视角下的上完成数据的收集、存储、分析、评估社区件。社区体育智能化服务体系的建立有利海市社区体育资源优化配置研究J.首都体育服务水平。政府相关部门根据社区体于政府优化资源配置，完善社区体育服务体育学院学报,2018,30(5):403-406.育服务需求的程度，切实保障服务供给。市场，实现公共体育服务供给的多元化发6 韩宏宇,郑家鲲.公共体育服务精准评价体系可以通过第三方机构进行实施，展，可以最大限度地满足了公众共体育服化供给的内涵、困境及实现策略J.体育保障评价过程和评价结果客观公正，尝试务需求，保障居民健身权利，提升居民的学研究,2021,35(3):75-82.将居民满意度作为管理部门关键的评价要生活质量，提高公众对政府公共服务的满7 马玉龙.供给侧改革背景下政府公7素，实现服务与需求的动态平衡发展。意程度，推动我国“健康城市”和“智慧共体育服务精准化供给的路径探寻J.河同时，鼓励社会力量介入，引入第三方企城市”的建设，早日实现“健康中国”这北体育学院学报,2018,32(3):63-68.业运营，既能为企业涉足体育领域提供新一宏伟目标。途径，也能减轻政府在建设和运营方面的3负担。通过“反馈-评价”体系及时发现社区体育服务过程中存在的问题与不1 任云兰.我国城市社区体育供需矛盾及治理路径J.体育文化导刊,2019(11):67足，政府部门针对存在的问题及时整改，-71+91.有助于提高政府部门的工作效率和社区居2 杨光宇,岳弘彬.习近平:运用信息民的满意度。【参考文献】基金项目：1.珠海市哲学社会科学规划课题（2021YBC169）；2.珠海人文医学研究基地课题（2021RWJD02SZ）。作者简介：成庆栋（1987），男，汉族，山东聊城市人，硕士，讲师，研究方向：体育教育与训练、社会体育学。（上接134页）又因：中等偏强水侵。（3）利用容积法、物质平衡法、图版法、MBAL法等计算 （20）水体大小及水侵量并作对比发现，MBAL方法较为适用，物质平衡法可作为对比计算。整理得边水气藏气井见水时间计算公式：（4）通过边水见水时间预测的理论方法与试井解释的储层物性参数相结合，利用已见水井进行边水见水时间公式的验 （21）证，然后将公式运用于风险井的见水时间预测，计算结果具有一定的参考价值。式中，：水锥突破时间。3.2 实例计算得出以上结论后，选取X气藏一口井X-1，通过推导出的公式计算边水突破时间。1 刘华勋,高树生,叶礼友,等.裂缝孔隙型有水气藏水侵动态变化规律及关键参数计算方法J.天然气工业,2020,40(06):90-99.2 吴永平,杨敏,李明,等.克拉2气田水侵规律及模式J.新疆石油地质,2020,41(03):302-306.表4 X-1井物性参数3 李涛.普光气田开发过程水侵特征分析J.天然气工业,由相渗曲线，束缚水饱和度：0.418，气相相对渗透率：2014,34(06):65-71.0.356；残余气饱和度：0.054，水相相对渗透率：0.854。4 冯曦,钟兵,杨学锋,等.有效治理气藏开发过程中水侵影响X-1井距气水边界的平面距离约为900m，见水前平均日产的问题及认识J.天然气工业,2015,35(02):35-40.43为5010 m。计算出见水时间为4年，实际上见水时间为4.65 刘彤.W水驱气藏水侵动态分析及储量计算研究D.西南石油大学,2016.年。运用该方法对已经见水的10余口井进行了边水见水时间预6 刘云.气藏水侵早期识别方法及水侵量计算研究以河坝测，预测结果与实际见水时间进行对比，预测结果与实际时间飞三气藏为例D.成都理工大学,2011.相差基本在一年以内，表明该计算方法具有一定的参考性。7 王会强,李晓平,吴锋,等.边水气藏气井见水时间预测方4 结论法J.特种油气藏,2008,015(004):73-74+93.（1）通过对X气藏研究产水来源和产水特征，分析认为该作者简介：王成思（1990），男，汉族，2013年毕业于气藏以边水水侵模式为主。西南石油大学石油工程专业。（2）根据水驱指数及水侵强度计算结果，大部分井呈现出【参考文献】