國內(nèi)大多數(shù)氣藏都屬于水驅(qū)氣藏，邊底水比較活躍。水驅(qū)氣藏與周圍水體相連，隨著物質(zhì)的采出，壓力虧空后地層水開始侵入氣藏。同時由于地層壓力不斷降低，導致生產(chǎn)壓差下降而影響氣井產(chǎn)量，當產(chǎn)量小于最小攜液流量后，氣井因失去攜液能力而在井底形成積液，在氣井大修關停時井筒積液在毛管力作用下進入儲層，造成地層水水侵。同時氣井為維持正常生產(chǎn)，通常需要進行一些必要的修井作業(yè)，在作業(yè)過程中由于壓差的影響，工作液易漏入地層，給儲層帶來外在水侵傷害風險。低壓氣層水侵后，氣流不能有效地將水排出，使近井地帶儲層含水飽和度增加，導致氣相滲透率下降，從而產(chǎn)生水鎖傷害。同時水相導致儲層黏土礦物水化膨脹，脫落運移，一方面造成孔隙喉道半徑縮小，加劇水鎖傷害，另一方面脫落的黏土顆粒運移導致堵塞，產(chǎn)生水敏傷害。低壓氣井的水鎖傷害和水敏傷害統(tǒng)稱為水侵傷害，目前針對氣井的水侵傷害研究主要集中在其傷害機理方面，而對于解除手段則大多是借用油水井解堵技術，并且現(xiàn)場實際應用較少。

南海D氣田屬于典型的低壓氣田，大部分氣井的壓力系數(shù)均小于0.6，部分氣井的壓力系數(shù)甚至達到了0.4左右，修井作業(yè)過程中極易發(fā)生漏失，從而對氣井儲層造成嚴重的污染，影響修井后氣井的產(chǎn)量。因此，在分析了目標低壓氣田儲層基本特征及生產(chǎn)現(xiàn)狀的基礎上，通過儲層水侵傷害評價實驗，明確了儲層水侵傷害程度，并研制了一套適合海上低壓氣井水侵傷害治理的解堵液體系，在A9hSa井進行了成功應用，為低壓氣井的高效修井及增產(chǎn)提效提供一定的技術支持。

目標氣田基本概況

南海D氣田淺層開發(fā)鶯歌海組二段Ⅰ、Ⅱ上、Ⅱ下、Ⅲ上等氣組，儲層物性為中孔中低滲，平均孔隙度為23.4%，平均滲透率為27.4 mD；D氣田儲層巖石礦物以石英為主，其次為黏土礦物、斜長石、鉀長石、白云石、方解石和石膏。其中儲層段黏土礦物的含量較高（17.6%～21.5%），平均為20%左右，黏土礦物中伊利石和伊/蒙混層的含量較高，其次為綠泥石和高嶺石。儲層地溫梯度偏高，為4.6℃/100 m，儲層溫度為80℃～85℃；目前壓力系數(shù)在0.40～0.58之間，屬于典型的低壓氣田。

隨著氣田進入開發(fā)后期，部分井進入見水生產(chǎn)期，隨著儲層壓力持續(xù)下降，致使見水氣井出現(xiàn)儲層傷害特征，即低壓力系數(shù)下的生產(chǎn)壓差不足以突破毛細管阻力而造成儲層水侵傷害，尤其大修關停復產(chǎn)后的氣井無阻流量下降，致使氣井水淹停噴時間提前。

解堵液體系研究

研究思路

由目標氣田儲層水侵傷害實驗評價結(jié)果可以看出，儲層水侵后導致含水飽和度增加，占據(jù)了儲層孔道，氣相滲透率降低；同時水侵后造成儲層黏土礦物水化膨脹運移堵塞孔喉，進一步降低了儲層的滲流能力；從而導致氣井產(chǎn)能下降，或者修井后難以復產(chǎn)。基于此，針對D氣田的解堵液體系必須具備以下功能：①優(yōu)良的“帶”水功能。能夠?qū)⒔貛拥乃徒舛乱褐械乃行С觯獬头乐顾謧?；②較低的表面張力。降低近井地帶水相和修井過程中進入儲層的水相表面張力，降低毛細管阻力和排水壓力；③適度溶蝕能力。解堵液必須具有一定的溶蝕儲層礦物能力，解除儲層膨脹脫落運移的黏土礦物顆粒，疏通孔喉。

水侵防治劑

水侵防治劑的主要作用為防止和解除地層水侵傷害，將近井地帶水相帶出。筆者團隊研制了一種水侵防治劑（其主要成分為小分子有機醇、助溶劑和分散劑等），其具有與水混溶、有效降低水的沸點和低表面張力等特點。在氣井解堵施工過程中作為前置液注入地層，能夠?qū)⒌貙又械乃當y帶出來，降低儲層的含水飽和度，提高地層的氣相滲透率，達到解除和預防水侵傷害的目的。

降低表面張力能力

參照石油天然氣行業(yè)標準SY/T 5370—2018《表面及界面張力測定方法》中“圓環(huán)法”的要求，測定水侵防治劑與地層水按不同比例（體積比）混合后的表面張力值，結(jié)果見表1。可以看出，隨著水侵防治劑溶液比例的逐漸增大，溶液的表面張力值逐漸減小，當水侵防治劑與地層水按5∶5混合時，表面張力即可以降低至30 mN/m以下，說明水侵防治劑具有良好的降低表面張力的能力，從而有助于氣井解堵措施后的返排，提高施工效率。

表1水侵防治劑與地層水混合后的表面張力值

與地層水的配伍性

將水侵防治劑與地層水按不同比例（體積比）混合，測定其濁度值，并將其在80℃下放置4 h后，繼續(xù)測定其濁度值變化情況，以此考察水侵防治劑與地層水的配伍性，結(jié)果見表2。可以看出，水侵防治劑的自身濁度較低（僅為4.1NTU），并且其與地層水按不同比例混合后的濁度值均未明顯增大，在80℃下老化4 h后濁度值也仍小于10NTU，說明水侵防治劑與地層水具有良好的配伍性。

表2水侵防治劑與地層水的配伍性

新型復合有機酸

新型復合有機酸HWCP是筆者團隊在前期研究成果的基礎之上經(jīng)過改進以及優(yōu)化研制而成的，研制的復合有機酸HCW-2的基礎上引入新型緩速劑（主要成分為雙子表面活性劑），使新型復合有機酸HWCP不僅具備良好的溶蝕能力和螯合能力，還具有較強的緩速性能，有助于延長酸化解堵的有效期。新型復合有機酸HWCP的主要作用為解除地層膨脹脫落運移的黏土礦物顆粒堵塞，疏通孔喉，改善儲層滲流能力，從而有效減弱或者預防水侵傷害的再次發(fā)生。其具有以下特點：①適度溶蝕能力。由于儲層泥質(zhì)膠結(jié)，黏土礦物含量較高，應防止酸液溶蝕過度出現(xiàn)泥砂。經(jīng)過實驗測定體積分數(shù)為20%的新型復合有機酸HWCP對目標儲層巖屑的4 h溶蝕率可以達到17.94%，不會對儲層巖石骨架造成過度溶蝕。②良好的螯合能力。儲層綠泥石含量高，存在一定的酸敏（鹽酸/土酸）現(xiàn)象，新型復合有機酸HWCP可以與Ca2+和Fe3+形成螯合物，防止解堵液長時間接觸地層的二次沉淀傷害。實驗測定結(jié)果顯示新型復合有機酸HWCP對鐵離子的螯合值可以達到990 mg/g以上，對鈣離子的螯合值可以達到660 mg/g以上。③良好的緩速性能。新型復合有機酸HWCP在注入地層后分多步電離，緩慢釋放出H+，緩速效果較好。

解堵液體系配方

通過對水侵防治劑和新型復合有機酸HWCP的性能評價及優(yōu)化實驗，結(jié)合緩蝕劑、防水鎖劑和黏土穩(wěn)定劑等處理劑，構(gòu)建了一套適合海上低壓氣井水侵傷害治理的解堵液體系，具體配方為：

前置液100%水侵防治劑

解堵液過濾海水+20%新型復合有機酸HWCP＋3%黏土穩(wěn)定劑HTW＋5%緩蝕劑HWCI＋4%防水鎖劑HAR-G

頂替液過濾海水＋3%黏土穩(wěn)定劑HTW＋4%防水鎖劑HAR-G

解堵液體系性能評價

基本性能

表3為解堵液體系的基本性能評價結(jié)果，可以看出，解堵液體系的黏度值和pH值較低，并且具有較低的表面張力，有利于注入和返排。另外，體系具有良好的防膨效果，能夠防止黏土礦物的水化膨脹。

表3解堵液體系基本性能

結(jié)論

1.目標低壓氣田儲層物性較差，儲層段黏土礦物含量較高，地層壓力系數(shù)低（0.4～0.58之間），存在儲層水侵傷害的風險。

2.凝析水對目標低壓氣田儲層段水敏傷害較為嚴重，對低滲巖心的水敏傷害程度較強；不同單井的水鎖損害程度預測結(jié)果為弱～中等偏弱；凝析水對儲層天然巖心的水侵傷害程度大于地層水，并且驅(qū)替壓力越小，驅(qū)替時間越短，水侵傷害率相對就越大。

3.以水侵防治劑和新型復合有機酸HWCP為主要處理劑，并結(jié)合緩蝕劑、防水鎖劑和黏土穩(wěn)定劑，研制出了一套適合海上低壓氣井水侵傷害治理的解堵液體系。該體系具有較低的表面張力、較低的黏度、良好的防膨效果和緩蝕性能；體系還具有良好的水侵傷害解除性能，天然巖心注入水侵防治劑和解堵液后，驅(qū)替180 min后巖心的滲透率恢復值均能達到100%以上。

4.解堵液體系在南海D氣田A9hSa井進行了成功應用，解堵措施后產(chǎn)氣量從3.3×104 m3/d上升到9.0×104 m3/d以上，取得了較好的工藝效果和經(jīng)濟效益。