气藏高矿化度地层水盐析相态及生产影响因素.pdf

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1、78天然号与石油NATURALGASANDOlL2016年12月气藏高矿化度地层水盐析相态及生产影响因素王彬中石化西南油气分公司川东北采气厂，四川阆中637400摘要：针对高温高压气藏高矿化度地层水开展了盐析相态和生产影响因素分析。由于地层水含有电解质，采用Pitzer模型表征固相氯化钠热力学平衡，建立气一凝析油一地层水一固体的四相相平衡模型。高矿化度地层水在降压开采过程中，气中水含量增加，密度先增加后略微降低，密度极大值将降压过程分为“非盐析过程”和“盐析过程”，矿化度抑制地层水蒸发，却加速地层水盐析。储层

2、渗透率越低、束缚水饱和度越高或矿化度越大，地层盐析量越大。生产动态分析中确定采气速度越大或井底压力越低，盐析发生时间越早，盐析量越大。地层水盐析对单井产能有较大影响，造成储层孔隙度和渗透率降低。研究成果为含高矿化度地层水的高温高压气藏盐析预测奠定了基础。关键词：高温高压气藏；高矿化度地层水；盐析相态；影响因素DOI：10．3969／j．issn．1006—5539．2016．06．0160前言随着天然气勘探开发不断向纵向发展，世界范围内陆续发现了许多高温高压气藏。由于高温高压特性，气藏储层物性、开采动态及相态

3、特征均与常规气藏有一定的差别，特别是对于含高矿化度地层水气藏，生产过程中可能发生地层水盐析效应，减损井的产能⋯。Kleinitzw等人旧。首次发现地层水盐析现象，评价了盐析效应对气井生产的影响。ZuluagaE等人bo预测了实际气田盐析现象，认为北海油田地层水蒸发40％时氯化钠析出。汤勇等人、4。开展了系列地层水蒸发和盐析的物理实验，定量描述了盐析对储层物性的影响。林启才等人∞3分析了加重压裂液在储层改造中盐析的可能性。在实际生产中，中原油田文23气田62％的井均出现了结盐效应，严重威胁了气田的高效开发M。8

4、J。对于地层水盐析，国内外研究主要以数学模型归叫0、物理实验¨1‘Ho和预防措施¨5。为主，较少研究相态特征和气井生产动态。本文从气藏相态理论出发，对影响气藏生产的储层物性、生产动态进行因素分析，确定地层水盐析对单井产能和储层物性的影响，为高效开发该类气藏奠定了基础。1高矿化度地层水盐析模型对于气藏体系来说，考虑地层水盐析的相平衡模型最复杂的体系是存在凝析油的气液液固四相模型¨6I。由于痕量理论，不考虑固体在气相和凝析油相中的存在。将凝析油作为第一液相，地层水作为第二液相，建立物质平衡方程：；n-I丽V可丝1

5、W娑S杀kywkv=。鲁慨～。w+(一一一y)w+。”(1)著n-I而寺堂兰熹呵一nWSkvw1WSv)kvWkvt。NaCI=。鲁慨vL。+(一一一w+。。。(2)g‰=警=型=1(3)钏正1矗蒜lWkⅣacWSl1V7式中：V、￡、W、S分别为平衡气、凝析油、地层水(电解质收稿日期：2016—07—16基金项目：国家自然科学基金项目“高温高压二氧化碳一原油一地层水三相相平衡溶解度规律”(51404037)作者简介：王彬(1990一)，男，四川自贡人，助理工程师，硕士，主要从事天然气开发管理与设计工作。溶液

6、)和固态氯化钠的摩尔含量，mol；gSN。。。和g眦w。表示氯化钠在固相和地层水相中的含量；kvw、k，w。、kw5、矗儿分别为气相一地层水、凝析油一地层水、地层水一氯化钠、气相一凝析油的平衡；彳。、z眦。分别为体系第i组分和氯化钠组分的总体系组成。以地层水为参考相，体系中气体和凝析油相采用逸度系数计算热力学平衡；由于地层水含盐，地层水相采用Pitzer模型Ⅲ1修正。地层水相中的非盐组分用平衡水活度系数表示，固相氯化钠采用单一固相组分逸度方式求取‘18qo]。2高矿化度地层水气藏相态特征以西部x气藏为例，气藏

7、组成见表1，储层温度150℃，储层乐力60MPa，以改变体系压力的方式分析该70战的{：Ij念特扯表1X气藏组成图1为体系降压过程气相和液相变化，体系压力降低，水相蒸发作用加强，气相中水含量增加，液相中甲烷含量略有增加。低压条件下，固相氯化钠逐渐析出，地层水中氯化钠逐渐减少，地层水密度先增加后减小。图2为地层水密度变化曲线，当体系压力降至10MPa时，地层水密度出现极大值，并将降压过程分为“非盐析过程”和“盐析过程”，压力继续下降，地层水进一步蒸发，氯化钠析出量逐渐增加。忽略储层温度的影响，另外一个影响地层水

8、盐析的重要因素是矿化度。图3为不同矿化度体系气相中水蒸气含量变化，矿化度越高，气相中水含量越低，说明矿化度对地层水蒸发有抑制作用。图4为不同矿化度体系液相密度，随着不同体系中氯化钠的析出，地层水矿化度逐渐接近，液相密度和气相中水含量逐渐接近。图1降压过程中气相及液相变化。¨GAsI第34卷第6期I油号田发79ANDFELDDEVELOPMENTFio¨GAS油号田发。II笙垫笪塑，《z／二t：J=-