一种压裂气井返排液与地层水构成的判别方法

摘要

本发明涉及一种压裂气井返排液与地层水构成的判别方法，其特征在于：1)根据待测区的全区压裂气井中每一单气井的现场试气动态数据，绘制每一单气井的试气曲线；并根据每一单气井的试气曲线的变化趋势判断每一单气井的产液类型；2)当单气井的产液类型只为返排液时，可直接判别该单气井的产液构成；当单气井的产液类型为返排液和地层水时，根据该单气井的试气曲线建立单气井氯根含量与产液量的关系模式图；3)进行单气井的返排液和地层水构成的判别；4)根据每一单气井的返排液和地层水的构成，确定全区压裂气井返排液和地层水的构成。本发明对每一单气井的产液构成进行判断，确定气井及气田的出水严重程度，有助于准确把握气藏产水对开发的影响，为具体气井生产工作制度和避水措施的制定提供重要依据和重要参考。

权利要求

1.一种压裂气井返排液与地层水构成的判别方法，其特征在于：

1)根据待测区的全区压裂气井中每一单气井的现场试气动态数据，绘制每一单气井的试气曲线，根据每一单气井的试气曲线的变化趋势判断每一单气井的产液类型；单气井的产液类型包括两种情况，一种是只产返排液，另一种是产返排液和地层水；

2)对单气井的产液构成进行判别：

当单气井的产液类型为只产返排液时，可直接判别出该压裂气井的产液构成全部为返排液；

当单气井的产液类型为返排液和地层水时，根据单气井的试气曲线建立单气井氯根含量与产液量的关系模式图，通过氯根含量标准化，进行单气井的返排液和地层水的产液构成判别：①根据单气井氯根含量与产液量的关系模式图，确定试气阶段单气井的氯根含量的最大值max(Cl)、氯根含量的最小值min(Cl)、任一时间下的氯根含量Cli、稳定日产水量Wdp和累计产液量Fp；

②通过氯根含量标准化方法，确定单气井的累计地层水产量：

式中，Wp为单气井的累计地层水产量，Cli为单气井生产日期为i时的氯根含量，min(Cl)表示单气井的氯根含量的最小值，max(Cl)为单气井的氯根含量的最大值；Wdp为单气井的稳定日产水量；

③根据单气井的累计地层水产量，确定单气井的累计返排液产量：

FBp＝Fp-Wp；

式中，Fp为单气井的累计产液量，FBp为单气井的累计返排液产量；

3)根据每一单气井的累计返排液和地层水的产量，确定单气井的返排液和地层水的构成以及全区压裂气井的返排液和地层水的构成：式中，RFB单气井为单气井的返排液比例，∑FBp为全区压裂气井的累计返排液产量之和，∑Fp为全区压裂气井的累计产液量之和，RFB全区为全区返排液比例；

4)根据单气井的返排液比例和全区返排液比例，进而确认单气井和全区压裂气井的返排液与地层水的构成。

2.如权利要求1所述的一种压裂气井返排液与地层水构成的判别方法，其特征在于：进行单气井的返排液和地层水构成判别的氯根含量与产液量的关系模式图为，当只产返排液时，产液曲线短时间内迅速下降为0；当产返排液与地层水时，产液曲线为下降稳定型，氯根含量曲线呈上升稳定型，即表示试气初期气井以产返排液为主，随着氯根含量的升高，逐步过渡为产地层水。

说明书

一种压裂气井返排液与地层水构成的判别方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种压裂气井返排液与地层水构成的判别方法，属于气田生产技术领域。

背景技术

[0002] 我国气田多数为渗透率小于1md的超低渗气田，如：靖边气田、柳杨堡气田、榆林气田、大牛地气田、广安气田等。现有气田的出水类型按成因大致可分为三类，即原生地层水、外来层间水和返排液。其中，原生地层水和外来层间水均属于地层水。如表1所示，原生地层水又分为原生边底水和原生滞留水。原生边底水为分布在构造低部位的气水边界附近、呈明显水层特征、矿化度高且试气曲线表现为大量、稳定产水。原生滞留水在成藏过程中由于储层物性差、气排水强度不够而残留地层中的水，因此无明显纯水层、含气饱和度较高、矿化度较高且试气曲线上日产水量比较稳定。外来层间水为来自其它层位的水，主要与断层和裂缝的沟通有关，由于层间水窜会造成气井大量出水，因此试气初期产水量稳定，但一段时间后产水量会突然上升，其矿化度较高且与原生地层水矿化度存在差异。返排液为投产之前进行压裂施工后残留于地层的部分压裂液及其它工作液，其矿化程度较低，试气初期较短时间大量出水，随后迅速下降直至工作液返排完。

[0003] 上述这些气田由于存在埋藏深、成岩作用强、物性差的缺陷，因此造成了自然产能低的问题出现，而为了解决这一问题，现有技术多采用压裂措施建产的方法。但是部分有水气藏(如柳杨堡气田)压裂后试气阶段产液明显，产出液中返排液和地层水构成认识不清，进而对后期气田建产能力的准确预测和具体的建产工作制度的建立产生严重干扰，从而对气田开发部署和高效开发产生重要影响。然而目前国内外对于超低渗有水气藏压裂气井返排液与地层水构成的判断尚缺乏报道，因此无法准确高效的对气田进行开发。

[0004]

[0005]

[0006] 表1

发明内容

[0007] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种操作简单、高效和准确的压裂气井返排液与地层水构成的判别方法。

[0008] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种压裂气井返排液与地层水构成的判别方法，其特征在于：

[0009] 1)根据待测区的全区压裂气井中每一单气井的现场试气动态数据，绘制每一单气井的试气曲线，根据每一单气井的试气曲线的变化趋势判断每一单气井的产液类型；单气井的产液类型包括两种情况，一种是只产返排液，另一种是产返排液和地层水；

[0010] 2)对单气井的产液构成进行判别：

[0011] 当单气井的产液类型为只产返排液时，可直接判别出该压裂气井的产液构成全部为返排液；

[0012] 当单气井的产液类型为返排液和地层水时，根据单气井的试气曲线建立单气井氯根含量与产液量的关系模式图，通过氯根含量标准化，进行单气井的返排液和地层水的产液构成判别：

[0013] ①根据单气井氯根含量与产液量的关系模式图，确定试气阶段单气井的氯根含量的最大值max(Cl)、氯根含量的最小值min(Cl)、任一时间下的氯根含量Cli、稳定日产水量Wdp和累计产液量Fp；

[0014] ②通过氯根含量标准化方法，确定单气井的累计地层水产量：

[0015]

[0016] 式中，Wp为单气井的累计地层水产量，Cli为单气井生产日期为i时的氯根含量，min(Cl)表示单气井的氯根含量的最小值，max(Cl)为单气井的氯根含量的最大值；Wdp为单气井的稳定日产水量；

[0017] ③根据单气井的累计地层水产量，确定单气井的累计返排液产量：

[0018] FBp＝Fp-Wp；

[0019] 式中，Fp为单气井的累计产液量，FBp为单气井的累计返排液产量，Wp为单气井的累计地层水产量；

[0020] 3)根据每一单气井的累计返排液和地层水的产量，确定单气井的返排液和地层水的构成以及全区压裂气井的返排液和地层水的构成：

[0021]

[0022]

[0023] 式中，RFB单气井为单气井的返排液比例， 为全区压裂气井的累计返排液产量之和，∑Fp为全区压裂气井的累计产液量之和，RFB全区为全区返排液比例；

[0024] 4)根据单气井的返排液比例和全区返排液比例，进而确认单气井和全区压裂气井的返排液与地层水的构成。

[0025] 进行单气井的返排液和地层水构成判别的氯根含量与产液量的关系模式图为，当只产返排液时，产液曲线短时间内迅速下降为0；当产返排液与地层水时，产液曲线为下降稳定型，氯根含量曲线呈上升稳定型，即表示试气初期气井以产返排液为主，随着氯根含量的升高，逐步过渡为产地层水。

[0026] 本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明对每一单气井的产液构成进行判断，可以落实单气井产液中返排液和地层水所占的比例，确定气井及气田的出水严重程度，有助于准确把握气藏产水对开发的影响，为具体气井生产工作制度和避水措施的制定提供重要依据，为气田区块筛选、井位部署及建产能力评估提供重要参考。2、本发明由于对气井的压裂液和其他工作液的返排量进行了计算，因此能够判断压裂液和其他工作液在地层的滞留量，能够为后续气井管理提供准确的依据和参考。3、本发明由于能够根据试气曲线判断出气井的地层水出水时间，因此能够及时判断出气井产出返排液的截止时间，为气井生产管理提供了依据和参考。

附图说明

[0027] 图1是本发明的流程图；

[0028] 图2是本发明的单气井的氯根含量与产液量的关系模式图；

[0029] 图3是实施例中A井的试气曲线产液图；

[0030] 图4是实施例中B井的试气曲线产液图；

[0031] 图5是实施例中B井的试气曲线氯根含量图；

[0032] 图6是实施例中B井的氯根含量与产液量的关系图；

[0033] 图7是实施例中B井的返排液和地层水的构成图；

[0034] 图8是实施例中柳杨堡太2气藏全区的返排液和地层水的构成图。

具体实施方式

[0035] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

[0036] 本发明提出了一种压裂气井返排液与地层水构成的判别方法，如图1所示，它包括以下步骤：

[0037] 1)根据待测区的全区压裂气井中每一单气井的现场试气动态数据，绘制每一单气井的试气曲线，根据每一单气井的试气曲线的变化趋势判断每一单气井的产液类型；单气井的产液类型包括两种情况，一种是只产返排液：产液曲线短时迅速下降为0；另一种是产返排液和地层水：产液曲线前期下降，后期平稳且大于0；对应的氯根曲线前期上升，后期平稳。

[0038] 2)单气井的产液构成的判别：

[0039] 当单气井的产液类型为只产返排液时，可直接判别出该压裂气井的产液构成全部为返排液。

[0040] 当单气井的产液类型为返排液和地层水时，根据单气井的试气曲线建立单气井氯根含量与产液量的关系模式图(如图2所示)，通过氯根含量标准化，进行单气井的返排液和地层水的产液构成判别：

[0041] ①根据单气井氯根含量与产液量的关系模式图，确定试气阶段单气井的氯根含量的最大值max(Cl)、氯根含量的最小值min(Cl)、任一时间下的氯根含量Cli、稳定日产水量Wdp(测试稳定后的产水量，接近地层水量)和累计产液量Fp；

[0042] ②通过氯根含量标准化方法，确定单气井的累计地层水产量：

[0043]

[0044] 式中，Wp为单气井的累计地层水产量，Cli为单气井生产日期为i时的氯根含量，min(Cl)表示单气井的氯根含量的最小值，max(Cl)为单气井的氯根含量的最大值；Wdp为单气井的稳定日产水量；

[0045] ③根据单气井的累计地层水产量，确定单气井的累计返排液产量：

[0046] FBp＝Fp-Wp；

[0047] 式中，Fp为单气井的累计产液量，FBp为单气井的累计返排液产量，Wp为单气井的累计地层水产量；

[0048] 3)根据每一单气井的累计返排液和地层水的产量，确定单气井的返排液和地层水的构成以及全区压裂气井的返排液和地层水的构成：

[0049]

[0050]

[0051] 式中，RFB单气井为单气井的返排液比例，∑FBp为全区压裂气井的累计返排液产量之和，∑Fp为全区压裂气井的累计产液量之和，RFB全区为全区返排液比例；

[0052] 4)根据单气井的返排液比例和全区返排液比例，进而确认单气井和全区压裂气井的返排液与地层水的构成。

[0053] 上述实施例中，对于产地层水的气井，其产液曲线基本为下降稳定型，氯根含量曲线呈明显上升稳定型。反映了试气初期气井以产返排液为主，随着氯根含量的升高，逐步过渡为产地层水。

[0054] 下面通过一个具体的实施例，进一步说明本发明的技术效果。

[0055] 实施例

[0056] 在柳杨堡太2气藏出水机理研究中进行运用，应用结果如下：

[0057] 1)如图3～6所示，首先结合现场试气动态数据绘制气井A(定北26井)和B(定北10井)的试气曲线，根据气井A和气井B的试气曲线的变化趋势判断产液类型；

[0058] 如图3所示，A井试气曲线初期产液高(日产液>100m3/d)，随后产液迅速下降(1周之内日产液降为<5m3/d)，经过1个月时间后稳定日产液降为0m3/d。说明该井基本以产返排液为主，不含地层水。

[0059] 如图4、5所示，B井试气曲线中产液曲线为典型的下降稳定型，氯根含量曲线呈明显上升稳定型，产液曲线与氯根含量相关性明显。统计该井试气初期日产液为37m3/d、氯根3
含量为6300mg/L；随着试气时间延长，后期稳定日产液为3.6m /d、稳定氯根含量为
20000mg/L。说明该井试气初期以产返排液为主，随着氯根含量升高，逐步过渡到产地层水为主。

[0060] 2)由于A井的产液类型只为返排液，因此可直接判别出该压裂气井的构成。而B井的产液类型为返排液和地层水，因此需要根据B井的试气阶段曲线绘制B井氯根含量与产液量相关关系图(如图6所示)，并通过氯根含量标准化，进行B井的返排液和地层水构成的判别。其中，由图6可以看出B井的产液曲线基本为下降稳定型，氯根含量呈明显上升稳定型，初期产返排液为主，随着氯根含量升高，逐步过渡产地层水。并且通过地层水井的分析，发现所有产地层水的气井的氯根含量与产液量关系均符合图2模式。

[0061] 3)进行B井的返排液和地层水构成的判别：

[0062] ①根据B井返排液和氯根关系图，可以确定max(Cl)＝19497mg/L、min(Cl)＝6300mg/L、Wdp＝3.6m3/d；

[0063] ②通过氯根含量标准化，确定B井的累计地层水产量：

[0064]

[0065] ③根据累计地层水产量，确定累计返排液产量：

[0066] FBp＝Fp-Wp＝424.0-98.6＝325.4m3/d；

[0067] ④根据累计返排液产量，确定单气井中的返排液比例：

[0068]

[0069] ⑤根据返排液比例，确认B井产液构成(如图7所示)；B井产出水中返排液占76.75％，地层水占23.26％。

[0070] 4)确定B井所在的柳杨堡太2气藏全区压裂气井返排液和地层水的构成(如图8所示)：

[0071]

[0072] 如表2所示，从计算结果来看，本区气井产出水中返排液比例较高，全区产出水中返排液比例为76.8％，地层水比例较少，平均为23.2％。

[0073]

[0074]

[0075] 表2

[0076] 上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。