氣藏高礦化度地層水鹽析相態(tài)及生產(chǎn)影響因素.pdf

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1、78天然號(hào)與石油NATURALGASANDOlL2016年12月氣藏高礦化度地層水鹽析相態(tài)及生產(chǎn)影響因素王彬中石化西南油氣分公司川東北采氣廠，四川閬中637400摘要：針對(duì)高溫高壓氣藏高礦化度地層水開展了鹽析相態(tài)和生產(chǎn)影響因素分析。由于地層水含有電解質(zhì)，采用Pitzer模型表征固相氯化鈉熱力學(xué)平衡，建立氣一凝析油一地層水一固體的四相相平衡模型。高礦化度地層水在降壓開采過程中，氣中水含量增加，密度先增加后略微降低，密度極大值將降壓過程分為“非鹽析過程”和“鹽析過程”，礦化度抑制地層水蒸發(fā)，卻加速地層水鹽析。儲(chǔ)層

2、滲透率越低、束縛水飽和度越高或礦化度越大，地層鹽析量越大。生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析中確定采氣速度越大或井底壓力越低，鹽析發(fā)生時(shí)間越早，鹽析量越大。地層水鹽析對(duì)單井產(chǎn)能有較大影響，造成儲(chǔ)層孔隙度和滲透率降低。研究成果為含高礦化度地層水的高溫高壓氣藏鹽析預(yù)測(cè)奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：高溫高壓氣藏；高礦化度地層水；鹽析相態(tài)；影響因素DOI：10．3969／j．issn．1006—5539．2016．06．0160前言隨著天然氣勘探開發(fā)不斷向縱向發(fā)展，世界范圍內(nèi)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了許多高溫高壓氣藏。由于高溫高壓特性，氣藏儲(chǔ)層物性、開采動(dòng)態(tài)及相態(tài)

3、特征均與常規(guī)氣藏有一定的差別，特別是對(duì)于含高礦化度地層水氣藏，生產(chǎn)過程中可能發(fā)生地層水鹽析效應(yīng)，減損井的產(chǎn)能?。Kleinitzw等人舊。首次發(fā)現(xiàn)地層水鹽析現(xiàn)象，評(píng)價(jià)了鹽析效應(yīng)對(duì)氣井生產(chǎn)的影響。ZuluagaE等人bo預(yù)測(cè)了實(shí)際氣田鹽析現(xiàn)象，認(rèn)為北海油田地層水蒸發(fā)40％時(shí)氯化鈉析出。湯勇等人、4。開展了系列地層水蒸發(fā)和鹽析的物理實(shí)驗(yàn)，定量描述了鹽析對(duì)儲(chǔ)層物性的影響。林啟才等人∞3分析了加重壓裂液在儲(chǔ)層改造中鹽析的可能性。在實(shí)際生產(chǎn)中，中原油田文23氣田62％的井均出現(xiàn)了結(jié)鹽效應(yīng)，嚴(yán)重威脅了氣田的高效開發(fā)M。8

4、J。對(duì)于地層水鹽析，國(guó)內(nèi)外研究主要以數(shù)學(xué)模型歸叫0、物理實(shí)驗(yàn)¨1‘Ho和預(yù)防措施¨5。為主，較少研究相態(tài)特征和氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)。本文從氣藏相態(tài)理論出發(fā)，對(duì)影響氣藏生產(chǎn)的儲(chǔ)層物性、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)進(jìn)行因素分析，確定地層水鹽析對(duì)單井產(chǎn)能和儲(chǔ)層物性的影響，為高效開發(fā)該類氣藏奠定了基礎(chǔ)。1高礦化度地層水鹽析模型對(duì)于氣藏體系來說，考慮地層水鹽析的相平衡模型最復(fù)雜的體系是存在凝析油的氣液液固四相模型¨6I。由于痕量理論，不考慮固體在氣相和凝析油相中的存在。將凝析油作為第一液相，地層水作為第二液相，建立物質(zhì)平衡方程：；n-I麗V可絲1

5、W娑S殺kywkv=。魯慨～。w+(一一一y)w+?！?1)著n-I而寺堂蘭熹呵一nWSkvw1WSv)kvWkvt。NaCI=。魯慨vL。+(一一一w+。。。(2)g‰=警=型=1(3)釧正1矗蒜lWkⅣacWSl1V7式中：V、￡、W、S分別為平衡氣、凝析油、地層水(電解質(zhì)收稿日期：2016—07—16基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“高溫高壓二氧化碳一原油一地層水三相相平衡溶解度規(guī)律”(51404037)作者簡(jiǎn)介：王彬(1990一)，男，四川自貢人，助理工程師，碩士，主要從事天然氣開發(fā)管理與設(shè)計(jì)工作。溶液

6、)和固態(tài)氯化鈉的摩爾含量，mol；gSN。。。和g眥w。表示氯化鈉在固相和地層水相中的含量；kvw、k，w。、kw5、矗兒分別為氣相一地層水、凝析油一地層水、地層水一氯化鈉、氣相一凝析油的平衡；彳。、z眥。分別為體系第i組分和氯化鈉組分的總體系組成。以地層水為參考相，體系中氣體和凝析油相采用逸度系數(shù)計(jì)算熱力學(xué)平衡；由于地層水含鹽，地層水相采用Pitzer模型Ⅲ1修正。地層水相中的非鹽組分用平衡水活度系數(shù)表示，固相氯化鈉采用單一固相組分逸度方式求取‘18qo]。2高礦化度地層水氣藏相態(tài)特征以西部x氣藏為例，氣藏

7、組成見表1，儲(chǔ)層溫度150℃，儲(chǔ)層樂力60MPa，以改變體系壓力的方式分析該70戰(zhàn)的{：Ij念特扯表1X氣藏組成圖1為體系降壓過程氣相和液相變化，體系壓力降低，水相蒸發(fā)作用加強(qiáng)，氣相中水含量增加，液相中甲烷含量略有增加。低壓條件下，固相氯化鈉逐漸析出，地層水中氯化鈉逐漸減少，地層水密度先增加后減小。圖2為地層水密度變化曲線，當(dāng)體系壓力降至10MPa時(shí)，地層水密度出現(xiàn)極大值，并將降壓過程分為“非鹽析過程”和“鹽析過程”，壓力繼續(xù)下降，地層水進(jìn)一步蒸發(fā)，氯化鈉析出量逐漸增加。忽略儲(chǔ)層溫度的影響，另外一個(gè)影響地層水

8、鹽析的重要因素是礦化度。圖3為不同礦化度體系氣相中水蒸氣含量變化，礦化度越高，氣相中水含量越低，說明礦化度對(duì)地層水蒸發(fā)有抑制作用。圖4為不同礦化度體系液相密度，隨著不同體系中氯化鈉的析出，地層水礦化度逐漸接近，液相密度和氣相中水含量逐漸接近。圖1降壓過程中氣相及液相變化?！AsI第34卷第6期I油號(hào)田發(fā)79ANDFELDDEVELOPMENTFio¨GAS油號(hào)田發(fā)。II笙墊笪塑，《z／二t：J=-