凝析气藏储层污染及解除方法和现状.docx

FJ摘要：对低渗低产凝析气井，水锁和反凝析伤害尤为严重对于致密低渗透凝析气藏， 一般需要通过水力压裂措施才能进行有效开发，但是大量室内实验和现场实践表明，在油气 藏压裂作业过程中一般都会出现水基流体的滤失，特别在低渗透非均质储层或衰竭式低渗透 油气藏中，压降常常与毛管力在数量级上大小相当此时，气藏产量下降这是由于液体持 续地滞留导致产生水锁伤害及液体没有完全返排压裂液的滤失造成在沿裂缝区域形成高含 水饱和度带，减少了侵入地带的气相相对渗透率，形成压裂过程中的水锁伤害，同时在低渗 透凝析气藏进行压裂后，压力急剧下降，在达到露点压力以下时会在裂缝面处出现反凝析液 进而引起裂缝面处的污染，低渗透凝析气藏产能急剧下降因此解除近井反凝析堵塞和水锁 是深层低渗凝析气藏开发必须解决的难题低渗透凝析气藏的反凝析污染、水锁伤害对气井 生产、气藏采收率等产生严重影响调研了国内外文献，详细阐述了反凝析和水锁效应机理， 提出了各种解决此两种伤害的方法，并提出在注气吞吐前先注入一个有限尺寸的甲醇溶液前 置段塞来解除反凝析和水锁产生的地层堵塞，以改善注气吞吐，提高凝析气井产能的效果， 该方法在现场得到了成功应用低含凝析油的凝析气藏，高渗储层均可能由于反凝析和水锁 的存在而严重影响气井产能；高临界凝析油流动饱和度和高含水饱和度导致反凝析影响严 重。

解除近井反凝析堵塞和反渗吸水锁的主要机理是延缓反凝析出现和加速反凝析油和地层 水的蒸发；凝析气注入可反蒸发凝析油中的重烃；注甲醇可有效解除反凝析油和水锁的双重 堵塞将向近井带注入化学溶剂、注气和加热等方法结合起来关键词：凝析气井；反凝析堵塞；水锁；一、 近井地带反凝析、反渗吸伤害1. 反凝析伤害机理在凝析气井的开发过程中，随着压力的不断下降，当压力下降到低于露点压力时，就 会引发反凝析现象，发生反凝析伤害，从而进一步加剧近井地层的堵塞和伤害，导致凝析气 井产能的进一步下降而低渗透凝析气井生产时近井地带的压降大，井底压力和容易低于露 点，因此在井筒附近更易产生严重的反凝析伤害，从而导致气体有效渗透率急剧下降，气井 产能相应减少反凝析液堵塞降低气井产能由于反凝析液的聚集，气产量将大幅下降随 着凝析气藏衰竭式开发地层压力降低到露点压力以下某个压力（最大凝析压力）区间内时， 部分凝析油在地层中析出并滞留在储层岩石孔隙微粒表面造成反凝析伤害从机理方面考 虑，解除反凝析污染可归纳为两大类：一类是从凝析油反蒸发角度考虑解除反凝析污染，如 注二氧化碳法；另一类是从解除反凝析堵塞角度考虑解除反凝析污染，如水力压裂法。

2. 水锁伤害机理钻井过程中一打开储层，就有一系列的施工工作液接触储层，若外来的水相流体侵入到 水润湿储层空到后，就会在井壁周围孔道中形成水相堵塞，其水-气弯曲界面上存在一个毛 细管压力要想让油气流向井筒，就必须克服这一附加的毛管压力若储层能量不足以克服 这一附加压力，就不能把水的堵塞彻底驱开，最终会影响储层的采收率，把这种伤害称作水 锁损害当地层水或凝析水无法被气流携带出井筒时，将形成井底积液当关开井的时候， 井底积液可能在井筒回压、储层岩石润湿性和微孔隙毛细管压力作用下，向中低渗透储层的 微毛细管孔道产生反向渗吸，形成“反渗吸水锁”水锁的存在进一步堵塞了气体渗流通道， 降低气相有效渗透率，加剧近井地层的伤害这也是许多没有边底水的气藏凝析气藏关井后 没有产量或产量难以恢复的主要原因之一对低渗低产凝析气井，这一现象尤为重要近井 带凝析液堆积和地层水的存在也降低了气相相对渗透率，造成总采收率减低凝析气井生产过程中蒸发解除水锁伤害的机理是在凝析气井生产过程中，由于凝析气从 地层水中抽提的气态的含水量和气体量随着地层压力的下降而增加，因此在低渗凝析气井生 产过程中，含水的岩石孔隙中完全饱和有压缩性流动的气体将引发蒸发现象，通过凝析气体 的萃取抽提作用蒸发掉近井地层的水，降低了含水饱和度，恢复了近井地层的气体渗透率， 达到了解除水锁伤害的目的，从而可提高了低渗凝析气井的产能。

凝析气井在生产过程中水 锁伤害解除的机理是一方面是由于产出的凝析气驱替近井地层的水到井筒中，降低了近井地 层的含水饱和度，恢复了近井地层的气体渗透率，达到了解除水锁伤害的目的，从而可提高 了低渗凝析气井的产能二 国内外技术发展现状及发展趋势自 20 世纪 90 年代以来，国内外的一些学者对凝析气井的水锁和反凝析污染进行了一定 程度的研究D.B.Bennion 等于 1994 年首次建立了油—水两相和气—水两相驱替过程中流体在孔隙 中的分布模式，通过气一水两相驱替模式说明了水锁伤害中的气水分布关系D.B.Bennion 于 1994 年进一步研究了低渗透储层多孔介质中水锁效应机理及实验室测定水锁效应、伤害 程度的方法和解除水锁伤害的一些方法并于1996年首次提出了测试水锁严重程度的方程Hodlitch于1994年阐述了致密气井的受伤害地层的毛管力和相对渗透率的影响并发 现当储层发生严重的水锁现象时，受伤害地层的渗透率会减少几个数量级即使油气井岩石 渗透率没有减少，如果压降没有超过地层毛管压力，气体产量也将会严重减少石油大学的张振华等建立了灰色理论预测水锁伤害的模型，指出水锁伤害影响程度的顺 序是：油水界面张力、气层渗透率和原始含水饱和度；储集层中油水界面越高，外来流体侵 入储层后的含水饱和度越高，水锁伤害越严重，气层渗透率越大，水锁伤害程度越小。

成都理工大学的贺成祖、华明琪根据达西公式及相对渗透率曲线和毛管压力曲线的表达 式，提出了一个描述水锁机理及影响因素的简化数学模型；该模型表明，外来水粘度高，侵 入深度或储层致密时可出现明显的暂时性水锁；固相堵塞储层孔隙或储层原生饱和度异常低 时，可出现永久性水锁西南石油大学石油工程学院的赵春鹏、李文华等对低渗气井水锁伤害进行了机理分析及 提出了各种防治措施提出了结论：低渗气井毛管半径小，在侵入液性质相同的情况下，毛 管压力比中、高渗储层大得多，而气井多属水湿气井，气水润湿性差异很大，使毛管力成为 气驱水的阻力，进入储层的水更加不易排出，所以低渗气井的水锁效应更为严重胜利油田地质科学研究院的孟小海等研究了气层水锁效应和含水饱和度的关系，并进行 了实验研究，得出结论：在相同驱替压力梯度时，升高含水饱和度后的气体渗透率下降幅度 越大，说明水锁效应越严重中石化江苏油田地质科学研究院的朱国华、徐建军等对砂岩气井水锁效应进行了实验研 究，并指明，驱替气源中水饱和蒸汽压条件及初始气驱压力等对水锁实验结果有影响，并表 现形式多样，使通常水锁实验得到的渗透率恢复率具有部分随机性通过水锁伤害机理分析， 借用气相渗透率与含水饱和度关系，提出了判断气井是否会产生水锁损害的指标。

自 20 世纪 60 年代以来，国内外的一些学者对反凝析污染在实验、机理、模型等理论方 面进行了较为详细的研究3・M•阿赫梅多夫、T・A•萨梅多夫等人于1964—1968年间研究了油气混合物渗流和凝析 油的聚集过程研究中考虑了流体性质和压力的关系，研究了流动状态服从双份流动规律的 地层内凝析油的聚集过程，在数学计算的基础上评价了非线性渗流规律对凝析油饱和度分布 的影响O' Dell和Miu于1967年首次提出了应用稳态流动的方法预测研究凝析气藏的生产动 态，研究了凝析气藏在地下的流动特性，根据流动的概念提出了一个简单而迅速的推算凝析 气井产能的方法，但此方法只适用于无凝析油污染的情况，因而其具有明显的局限性而不能 得到广泛的运用Fussell 于 1973 年描述了由 Roebuck 等提出的一维径向模型修正版来研究单井的长期 特征，生产区域的凝析油聚集比实验室在定容衰竭过程中测得的凝析油聚集量多得多Saeidi 和 Handy 于 1974 年研究了凝析气藏多孔介质中的凝析气（甲烷—丙烷）的流动 和相态特征，表明间隙水能将原油相对渗透率变化到一个较低饱和度值Hinchman 和 Barree 于 1985 年研究了流体特征对预测凝析气井衰竭式开采的影响。

并 且表明近井筒的反凝析聚集量取决于凝析油的含量，相对渗透率以及流体粘度在国内很多文献一般是有关低渗透储层的水锁效应的机理和实验的研究报告，对压裂气 井的水锁研究很少而国外针对低渗透压裂气层中水锁这一现象进行了一定的研究，D・B・ Bennion 在 Spe35577 中阐述了水力压裂或酸化压裂过程中造成水锁伤害，提出对于致密气 层在进行水力压裂或压裂酸化后，在地层裂缝将会产生严重的伤害，造成严重的流体滞留， 引起水锁效应Penny 等人在实验室及现场中发现有效地改变润湿性将有助于控制毛管压力和相对渗 透率，这样有助于尽快、彻底地解除外来液体引起的水锁伤害，增加裂缝传导率能有效地改 善解除气井水锁伤害的效果同时，他们也阐明增加亲油岩石表面的毛管压力能有效地减轻 水锁伤害而对于低渗透压裂凝析气井的反凝析现象，国内的朱炬辉，赵金洲等进行了压裂凝析气 井产能影响因素模拟分析的研究，研究表明压裂凝析气井随着裂缝长度的增加，天然气和凝 析液的产量均增加，裂缝越长，增产越明显，凝析气井压裂增产效果不仅取决于压裂裂缝几 何尺寸，而且受储层流体组成和压力温度环境的显著影响并且凝析气井经过压裂后，在近 井和裂缝周围可能有大量的凝析液析出并饱和地层而产生堵塞，对储层产生很大的伤害，极 大地减小天然气产量。

这些凝析液环受储层流体组成、储层的温度压力条件和裂缝后工作制 度多种因素控制，严重时可能完全液堵，不能产气而只有少量凝析油国外的R.R.Ravari, R.A.Wattenbarger,在SPE93248中研究了压裂凝析气井在井口压 力低于露点压力下生产时产生的反凝析现象他们的研究表明压裂液凝析气井中的反凝析现 象不是很严重的问题，井口压力越低，产量越高；对于具有无限导流能力的压裂凝析气井， 井底流压下降将引起气体产量增加，以及累积产量增加Romero 等发现裂缝面处的表皮效应对凝析气井的无因此产能指数具有较大程度影响， 特别是对高渗透凝析气井的影响更大Al—Hashim和Hashim表明随着无因此裂缝传导能力的增加，凝析气井的长期特征就会 改善，裂缝越长改善效果越好三 低渗透凝析气藏近井地层反凝析、反渗吸伤害解除方法对比研究控制凝析气井近井地层反凝析液的析出和解除反凝析反渗吸堵塞是改善凝析气井开 采效果的关键目前采用较多的是循环注气的方法来保持地层压力，但是对于储量较小的凝析气藏， 用循环注气的方法不经济对低渗凝析气藏，即使采用循环注气，采气井近井地层仍会由于 渗流阻力所形成的陡峭的压降漏斗而出现反凝析和反渗吸地层堵塞。

近年来国外许多油田采用单井注干气吞吐的处理方法，它的作用机理主要靠部分蒸发 和把凝析油挤往地层较远处来降低近井地层的反凝析油饱和度但干气难以有效地将反渗吸 水推向地层远处，因此只用于干气处理气井近井地带的效果并不理想另外，注二氧化碳也 可蒸发反凝析油，由于二氧化碳易溶于水，因而注二氧化碳驱替反渗吸水的效果优于干气国外实验研究还发现，注入丙烷也可以有效降低反凝析液饱和度，但丙烷难以与水互 溶，因此对近井地层的水锁难以有效解除目前，国外很多文献报道了采用甲醇作为注气溶 剂来降低反凝析油堵塞，提高气井产能1. 注气单井注气吞吐适用于衰竭式开采中后期、储层连通性差、反凝析严重（1）循环注气 通过循环注气的方法来保持地层压力，防止或延缓反凝析的出现但对于储量较小的凝 析气藏，该方法不经济2）干气回注法 注干气吞吐可消除凝析气井近井地层反凝析堵塞它的作用机理主要靠部分蒸发和把 凝析油挤往地层较远处来扩大气相渗流通道，降低近井地层的反凝析油饱和度即注入的干 气与地下湿气混合后，使地层中的气体干度增加，从而可通过对凝析油的超临界抽。