國(guó)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?chē)w相連，隨著物質(zhì)的采出，壓力虧空后地層水開(kāi)始侵入氣藏。同時(shí)由于地層壓力不斷降低，導(dǎo)致生產(chǎn)壓差下降而影響氣井產(chǎn)量，當(dāng)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(guān)停時(shí)井筒積液在毛管力作用下進(jìn)入儲(chǔ)層，造成地層水水侵。同時(shí)氣井為維持正常生產(chǎn)，通常需要進(jìn)行一些必要的修井作業(yè)，在作業(yè)過(guò)程中由于壓差的影響，工作液易漏入地層，給儲(chǔ)層帶來(lái)外在水侵傷害風(fēng)險(xiǎn)。低壓氣層水侵后，氣流不能有效地將水排出，使近井地帶儲(chǔ)層含水飽和度增加，導(dǎo)致氣相滲透率下降，從而產(chǎn)生水鎖傷害。同時(shí)水相導(dǎo)致儲(chǔ)層黏土礦物水化膨脹，脫落運(yùn)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(yùn)移導(dǎo)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(chēng)為水侵傷害，目前針對(duì)氣井的水侵傷害研究主要集中在其傷害機(jī)理方面，而對(duì)于解除手段則大多是借用油水井解堵技術(shù)，并且現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)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(dá)到了0.4左右，修井作業(yè)過(guò)程中極易發(fā)生漏失，從而對(duì)氣井儲(chǔ)層造成嚴(yán)重的污染，影響修井后氣井的產(chǎn)量。因此，在分析了目標(biāo)低壓氣田儲(chǔ)層基本特征及生產(chǎn)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過(guò)儲(chǔ)層水侵傷害評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，明確了儲(chǔ)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(jìn)行了成功應(yīng)用，為低壓氣井的高效修井及增產(chǎn)提效提供一定的技術(shù)支持。

目標(biāo)氣田基本概況

南海D氣田淺層開(kāi)發(fā)鶯歌海組二段Ⅰ、Ⅱ上、Ⅱ下、Ⅲ上等氣組，儲(chǔ)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(chǔ)層巖石礦物以石英為主，其次為黏土礦物、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、白云石、方解石和石膏。其中儲(chǔ)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(chǔ)層地溫梯度偏高，為4.6℃/100 m，儲(chǔ)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(jìn)入開(kāi)發(fā)后期，部分井進(jìn)入見(jiàn)水生產(chǎn)期，隨著儲(chǔ)層壓力持續(xù)下降，致使見(jiàn)水氣井出現(xiàn)儲(chǔ)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(xì)管阻力而造成儲(chǔ)層水侵傷害，尤其大修關(guān)停復(fù)產(chǎn)后的氣井無(wú)阻流量下降，致使氣井水淹停噴時(shí)間提前。

解堵液體系研究

研究思路

由目標(biāo)氣田儲(chǔ)層水侵傷害實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，儲(chǔ)層水侵后導(dǎo)致含水飽和度增加，占據(jù)了儲(chǔ)層孔道，氣相滲透率降低；同時(shí)水侵后造成儲(chǔ)層黏土礦物水化膨脹運(yùn)移堵塞孔喉，進(jìn)一步降低了儲(chǔ)層的滲流能力；從而導(dǎo)致氣井產(chǎn)能下降，或者修井后難以復(fù)產(chǎn)。基于此，針對(duì)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?chǔ)層的水和解堵液中的水有效帶出，解除和防止水侵傷害；②較低的表面張力。降低近井地帶水相和修井過(guò)程中進(jìn)入儲(chǔ)層的水相表面張力，降低毛細(xì)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(chǔ)層礦物能力，解除儲(chǔ)層膨脹脫落運(yùn)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(tuán)隊(duì)研制了一種水侵防治劑（其主要成分為小分子有機(jī)醇、助溶劑和分散劑等），其具有與水混溶、有效降低水的沸點(diǎn)和低表面張力等特點(diǎn)。在氣井解堵施工過(guò)程中作為前置液注入地層，能夠?qū)⒌貙又械乃當(dāng)y帶出來(lái)，降低儲(chǔ)層的含水飽和度，提高地層的氣相滲透率，達(dá)到解除和預(yù)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(biāo)準(zhǔn)SY/T 5370—2018《表面及界面張力測(cè)定方法》中“圓環(huán)法”的要求，測(cè)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(jiàn)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(dāng)水侵防治劑與地層水按5∶5混合時(shí)，表面張力即可以降低至30 mN/m以下，說(shuō)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(cè)定其濁度值，并將其在80℃下放置4 h后，繼續(xù)測(cè)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(jiàn)表2?？梢钥闯?，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(shuō)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(fù)合有機(jī)酸

新型復(fù)合有機(jī)酸HWCP是筆者團(tuán)隊(duì)在前期研究成果的基礎(chǔ)之上經(jīng)過(guò)改進(jìn)以及優(yōu)化研制而成的，研制的復(fù)合有機(jī)酸HCW-2的基礎(chǔ)上引入新型緩速劑（主要成分為雙子表面活性劑），使新型復(fù)合有機(jī)酸HWCP不僅具備良好的溶蝕能力和螯合能力，還具有較強(qiáng)的緩速性能，有助于延長(zhǎng)酸化解堵的有效期。新型復(fù)合有機(jī)酸HWCP的主要作用為解除地層膨脹脫落運(yùn)移的黏土礦物顆粒堵塞，疏通孔喉，改善儲(chǔ)層滲流能力，從而有效減弱或者預(yù)防水侵傷害的再次發(fā)生。其具有以下特點(diǎn)：①適度溶蝕能力。由于儲(chǔ)層泥質(zhì)膠結(jié)，黏土礦物含量較高，應(yīng)防止酸液溶蝕過(guò)度出現(xiàn)泥砂。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定體積分?jǐn)?shù)為20%的新型復(fù)合有機(jī)酸HWCP對(duì)目標(biāo)儲(chǔ)層巖屑的4 h溶蝕率可以達(dá)到17.94%，不會(huì)對(duì)儲(chǔ)層巖石骨架造成過(guò)度溶蝕。②良好的螯合能力。儲(chǔ)層綠泥石含量高，存在一定的酸敏（鹽酸/土酸）現(xiàn)象，新型復(fù)合有機(jī)酸HWCP可以與Ca2+和Fe3+形成螯合物，防止解堵液長(zhǎng)時(shí)間接觸地層的二次沉淀傷害。實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果顯示新型復(fù)合有機(jī)酸HWCP對(duì)鐵離子的螯合值可以達(dá)到990 mg/g以上，對(duì)鈣離子的螯合值可以達(dá)到660 mg/g以上。③良好的緩速性能。新型復(fù)合有機(jī)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(guò)對(duì)水侵防治劑和新型復(fù)合有機(jī)酸HWCP的性能評(píng)價(jià)及優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，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(guò)濾海水+20%新型復(fù)合有機(jī)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(guò)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(píng)價(jià)

基本性能

表3為解堵液體系的基本性能評(píng)價(jià)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(biāo)低壓氣田儲(chǔ)層物性較差，儲(chǔ)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(chǔ)層水侵傷害的風(fēng)險(xiǎn)。

2.凝析水對(duì)目標(biāo)低壓氣田儲(chǔ)層段水敏傷害較為嚴(yán)重，對(duì)低滲巖心的水敏傷害程度較強(qiáng)；不同單井的水鎖損害程度預(yù)測(cè)結(jié)果為弱～中等偏弱；凝析水對(duì)儲(chǔ)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(shí)間越短，水侵傷害率相對(duì)就越大。

3.以水侵防治劑和新型復(fù)合有機(jī)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(fù)值均能達(dá)到100%以上。

4.解堵液體系在南海D氣田A9hSa井進(jìn)行了成功應(yīng)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(jì)效益。