四川盆地龙马礁滩气藏产水来源判别指标体系研究

四川盆地龙马礁滩气藏产水来源判别指标体系研究

近年来，在四川盆地的普光、龙岗和毛水库发现了碳酸盐岩海滩气藏。该气藏储层非均质性强，气水关系复杂。层水已成为影响气田开发的主要因素之一。由于气井生产受产水影响较大,气井一旦见水,将导致气相渗透率降低、产能下降甚至水淹关井,因此,判断气井产水来源对有效开发有水气藏至关重要。气井产出的水可能有多种来源,不同来源的产出水具有不同的生产和水化学特征,这为产水来源的准确识别提供了依据。本文以位于四川盆地川东北地区的龙岗气田礁滩型碳酸盐岩气藏飞仙关组为例,通过分析气井的产水特征及水化学特征,建立了气井的产水来源综合判别指标体系,并给出了判别指标划分界限。1仙关组采空气藏龙岗气田区域构造位于川北低平构造区,飞仙关组主要位于碳酸盐岩台地和海槽相的过渡带,包括海槽、前缘斜坡、台缘、开阔台地4大沉积单元。飞仙关组的生产井主要沿台缘分布,气藏埋深在6000m左右,主要发育中、高孔储层,低孔储层相对较少,有效孔隙度为7.88%~10.94%,储集空间以孔隙为主,裂缝欠发育,为中高孔、中渗储层。飞仙关产层中部压力为52.93~61.35MPa,气藏平均温度为134.35℃,属于超深高温高压、中高含硫、中含CO2岩性圈闭和构造岩性圈闭气藏。储层非均质性强,气水关系复杂,驱动类型主要为弹性气驱,局部水驱。2气井产出水的主要来源龙岗气田礁滩气藏飞仙关组台缘共有7口生产井,自2009年投产以来,气井普遍产水,产气量及水气比差异较大。通过分析气井生产特征,认为气井产水主要有3个方面的成因:一是在天然气从地层到井筒的流动过程中,随着压力和温度的降低,天然气中饱和的水蒸汽在凝析作用下凝结为液态水;二是在钻井、完井及酸化措施等作业过程中,部分入井液未返排出来,残留在井筒和近井地带;三是在生产压差的作用下,在采出天然气的同时,高含水饱和度区的孔隙水或边底水区的地层水从地层流入井筒。据此,可将气井的产出水分为3大类:凝析水、入井液及地层水。除气井投产初期,部分气井产出水含有少量入井液外,气井产水主要为凝析水和边底水。2.1饱和凝析水体积分数根据凝析水的产出原因可以推断,当产出水以凝析水为主时,气井的产水特征表现为:产出水的矿化度及离子质量浓度较低;气井的生产水气比稳定,并低于饱和凝析水体积分数;累产水-累产气特征曲线近似呈直线,无上翘特征。饱和凝析水体积分数可通过实验室测定,也可利用Mcketta-Wehe图版计算得到。龙岗气田L1井飞仙关组天然气的饱和凝析水体积分数实测值(气藏温度条件下)与图版计算值对比结果见图1。由图1可以看出:实测值与计算值非常接近,表明由图版计算得出的饱和凝析水体积分数是准确、可靠的;开发过程中,气藏温度基本不变,饱和凝析水体积分数的影响因素主要是气藏压力,随着压力的降低,饱和凝析水体积分数逐渐上升,初期平缓,后期加快。L1井测井显示储层为纯气层,生产水气比主要分布在0.10~0.16m3/(104m3),在饱和凝析水体积分数附近,累产水-累产气关系曲线近似呈直线(见图2),由此推断气井产出水以凝析水为主。2.2水赋存特征曲线当产出水主要为地层水时,由于地层水主要为边底水或高含水饱和度区的孔隙水,气井的产水量一般较大,产水特征主要表现为:产出水矿化度高;生产水气比初期较为稳定,后期远高于饱和凝析水体积分数;累产水-累产气特征曲线后期上翘。以L001-3井为例,该井开发初期生产水气比为3.00m3/(104m3),后来由于地层水的侵入,上升到25.00m3/(104m3),远大于天然气的饱和凝析水体积分数(见图3),最终该井水淹关井。L001-3井测井显示储层的气水关系为上气下水,综合分析认为产出水主要为锥进的底水。2.3饱和凝析水体积分数当产出水以入井液为主时,由于入井液的量有限,气井的产水特征表现为:产出水矿化度高于地层水,并随生产逐渐降低;生产水气比高于饱和凝析水体积分数;投产初期生产水气比相对较高,但随着入井液的排出,生产水气比快速降低并趋于平稳(见图3)。3产出水为地层水、凝析水、k++na+含量凝析水、地层水和入井液的流体性质具有明显差别,这是判断产水来源的重要依据。综合分析认为:1)理论上讲,凝析水应为纯净水,不含矿物质。然而,由于水蒸汽在井筒附近地层中发生凝析时,可能与地层中的残余地层水发生混合,因而当产出水主要为凝析水时,产出流体往往具有一定的矿化度,但远小于地层水的矿化度。2)投产初期产出水主要为入井液时,产出流体的矿化度和Cl-等的质量浓度较高,但生产一段时间后均明显下降并逐渐趋于平稳。3)当产出水主要为地层水时,产出流体的矿化度、Na+/Cl-系数及Cl-,K++Na+质量浓度均远高于凝析水。图4为龙岗气田飞仙关组7口气井产出流体的化学特征曲线,可以看出:L001-3,L001-6井产出流体的4项化学特征值均远高于其余气井,这2口井的产水量较高,其中前者水淹关井,后者日产水80m3以上,综合分析认为其产出水主要为地层水;L6井投产初期各项指标均较低,生产600d后各项指标均升高,介于地层水和凝析水之间,测井解释结果表明该井射孔段下部有高含水层,综合分析认为早期产出水主要为凝析水,后期逐渐转变为地层水;L1,L27,L001-1,L001-7井各项指标均稳定且较低,为凝析水。4产水来源的综合评价4.1气藏地质特征及产出水化学特征在计算天然气饱和凝析水体积分数的基础上,根据气井产水特征及产出水化学特征,结合气藏地质特征及测井解释成果进行综合分析,确定龙岗气田飞仙关组气井产水来源判别指标的划分界限(见表1)。可以看出,地层水的4项判别指标值均明显高于凝析水。4.2产水来源判断利用表1给出的判别指标界限,对龙岗气田飞仙关组7口气井生产近1000d时的产水来源进行判断(见表2),得出:L001-3,L001-6井的产出水主要为地层水;L6井的产出水以凝析水为主,含有少量地层水;其余井的产出水均为凝析水。5产水来源判断指标在计算天然气饱和凝析水体积分数的基础上,通过对比分析生产水气比、