专利名称：控制地层的井孔附近区域中水冷凝的方法
技术领域：
本发明涉及控制可渗透地层的井孔附近区域的孔中水冷凝的方法。
背景技术：
在工业上已熟知在气-冷凝物储层中冷凝烃(参见例如由Exxon出 版的SPE论文30767和由Shell出版的SPE论文30766和36714)。经 的冷凝导致在靠近井孔的储层中形成液体区域。应理解该液体会妨碍 气流动，降低井的生产能力。设想已经发生了等温液体排出。SPE论 文94215讨论了在设想可忽略焦耳-汤姆逊效应的条件下干燥堵水。根 据讨论气储层中的堵水的其它文献，设想了在钻探期间通过从钻孔进 入储层中的流体侵入形成了堵水。
在油田和气田工程中，井损伤是重要问题。它导致需要钻探更多 的井以获得一定的田场生产速率。为降低损伤，可能需要对压裂作业 和/或不完全补偿钻探进行另外的投资。增大的投资成本甚至可能妨碍 在据信经常遭受流动损伤的井的区域中开发油气田。
从M. K. R. Panga等人在2006年6月12-15日于Vienna举办的SPE Europec/AEGA年会上介绍的SPE论文100182 "Wettability alteration for Water Block Prevention in High—Temperature Gas Wells"中可以了解权利要求1的前序部分的方法。该论文描述了用于 在气/冷凝物井中防止堵水的化学系统的开发。该化学系统改变了地层 的润湿性从而降低了毛细管力和强化了在低压降下对截留水的清除。 该化学系统的放置是复杂的程序，和可能会沖走注入的化学物质。SPE 论文仅教导了如何促进已经存在于地层的孔中的水的流出，但没有教 导天然气可能含有可能在井附近的地层中冷凝的水蒸气、和如何抑制
4或促进在井孔附近的地层的孔中的水蒸气冷凝。
发明内容
本发明的一个目的是提供控制湿气产生的方法，从而抑制或促进 在可渗透地层的井孔附近区域的孔中由水冷凝形成的水带的扩展。
根据本发明，提供一种控制可渗透地层的井孔附近区域的孔中水 流通的方法，湿天然气通过所述孔流入油和/或气生产井的流入区中， 所述方法包括控制水带扩展的步骤，其特征在于该步骤包括通过控制 井的流入区域中的流体压力而控制通过所述区域的流体迁移以抑制或 促进所述区域中由水冷凝形成的水带的扩展。
本发明方法的创新点在于天然气可能含有水蒸气，该蒸气可能
孔附近区域中冷凝，和可通过控制地层的井孔附近区域的孔中的流体 压力降低或增大冷凝速率。
已发现SPE论文100182没有说明由于气体膨胀导致的气物流冷却 而使水可能在地层的井孔附近区域的孔中冷凝，和可通过控制该区域 中的流体压力而抑制或促进该冷凝。
任选地，控制井的流入区中的流体压力以相对于围绕所述流入区 的载气地层的井孔附近区域的孔中发生水冷凝的计算流体压力来控制 所述区域的孔中的流体压力。
井可以是气生产井，和可以控制通过所述井孔附近区域的所述孔 的流体迁移以抑制或促进所述区域中由水冷凝形成的水带的扩展。
如果井是气生产井，则可通过控制流入区中的流体压力将井孔附 近区域的孔中的流体压力维持在所述区域的孔中发生水冷凝的计算流 体压力以上来抑制水带扩展。
如果井是气生产井，则优选在正常井生产期间将井孔附近区域的 孔中的流体压力维持在所述孔中发生水冷凝的计算流体压力以下。
任选地，在预定的时间间隔期间周期性中断从湿气生产井中产气， 选择其持续时间以在所述间隔期间孔中的流体压力上升至孔中发生水
5冷凝的计算流体压力以上，从而使在正常井生产期间在所述区域的孔 中可能形成的水带至少部分蒸发。
任选地，将热量和/或化学物质注入可渗透地层的所述井孔附近区 域的孔中以蒸发、移动和/或除去水带。
该化学物质可选自产热化学物质、发泡化学物质、疏水性化学物
质、pH改变化学物质(例如C02和HC1)、改变水-气-岩石界面的界面
张力从而促进水粘性剥离和/或水覆盖至岩石表面上的物质。可经如美
国专利5, 127,457中所述的方式以乌笼状结构围绕于生产井周围的化
学物质注入井注入化学物质。
如果所述井孔附近区域的地层含有粘土，则可通过注入盐水、矿
物溶解物质和/或pH控制化学物质抑制粘土的溶胀。
任选地，可通过压裂所述区域中的地层抑制由于水冷凝形成水带。 在本发明方法的替换实施方案中，井是穿过含湿气区域的油生产
井，和控制通过所述区域的流体迁移以促进所述区域中由水冷凝形成
的水带的扩展。
如果井是原油和湿天然气生产井，则可通过促进所述井孔附近区 域中的水带形成而抑制气体从所述井孔附近区域流入井中以增大产出 的多相井流出物混合物的油气比。
应注意在本说明书和所附权利要求中，术语湿气指含水的天然气。 在所附权利要求、摘要和下面关于本发明方法的优选实施方案的 详细说明中，描述了本发明方法的这些和其它特征、优点和实施方案。
具体实施例方式
用储层模拟计算机程序进行的分析计算和模拟令人意想不到地显 示了在从地下储层生产湿气期间，水可在井附近的地层中冷凝。因为 通常在地下地层中也存在水的液相和该液体将导致水蒸气分压，所以 水存在气相中。通常，气体中的水摩尔分数量级小于1%。在生产期间， 气相的组成受压力和温度的变化影响。特别地，通过由于所谓的焦耳-汤姆逊效应的冷却和/或通过由吁绝热气体膨胀的冷却增强冷凝效果。本研究也发现钻探流体从钻探孔侵入地层中比工业中通常设想的要少 很多。
基于对堵水可能如何发生的这一新理解，已开发了下面的4组过 程(下文将对它们进行更详细地描述)
I) 防止或减少在靠近井的储层中形成该水区的过程；
II) 诊断测试或监控该水区的形成和/或存在的过程；
III) 促进堵水形成以分流例如带有气顶的油田中的气的过程；和
IV) 上述三个过程I-III的^f壬意组合；
I)防止/减少由围绕湿气生产井的流入区域的可渗透地层的井孔 附近区域中的水冷凝形成的水带而产生的堵水的过程，该过程可包括 一个或多个下列过程
-限制湿气生产井的流入区域的压力降低使得围绕流入区域的可 渗透地层的井孔附近区域的孔中的流体压力在由水冷凝形成水带的压 力以上。
-间歇地中断湿气生产以使气-液再平衡，从而减小堵水的尺寸/浓 度/影响。
-在湿气生产井中进行生产之前注入物质以改变地层的性质从而 利于朝向井的水输送。该物质的实例是疏水性化学物质、或pH改变化 学物质如C02、 HC1。该物质的栽体可以是气态C02、 N2、 CH4、 Cl2;或 液态的水、盐水、HC1、甲醇；或气体和液体的组合。
-注入物质以改变盐水-气-岩石体系的界面张力，以促进水"粘性 剥离"或水覆盖至岩石上以增大向井中的输送和/或直接增大气生产
-可使用穿孔枪中"装载的"子弹来注入物质。 -注入改变气相或液相中水的粘度或改变水相的蒸气压的物质以 减緩除去水带。
-在无规律的时间间隔或在有规律的间隔下，在进行一段时间的生 产之后注入物质，这类似于所谓的吞吐操作。
-变化吞吐，维持最小量的气流该促进堵水的(再)蒸发。-注入发泡表面活性剂以当气体流向井时增大其曳力效应，从而减 小水区的尺寸和/或影响。
-注入化学物质以在储层中产生热量。 -通过栽体流体将热量送入储层中。
-通过使用井中的热源经导热过程将热量送入储层中。 -通过注入和/或后续的抽出热物质和/或冷物质经导热过程将热 量送入储层中。
-通过向储层中释放透射电磁(EM)和/或其它射频(RF)波将热量送
入储层中，从而加热和蒸发特别是任何的水。
-在用压裂或酸作业对井进行刺激之后，维持降低的压力。 -最优化生产和关闭时段、监控井的性能(包括温度和压力响应)。 -通过注入盐水、矿物溶解物质、pH控制物质以控制/降低可能会
被更低盐度的水(冷凝水将稀释地层盐水)促进的粘土溶胀。
II) 诊断测试和/或监控
-运行测井管柱以探测可能存在的深淡水区。 -进行地震勘测或断层摄影术以探测和/或监控深水区的出现。 -使用DTS技术以监控水区的形成。
-进行操作以研究产气相对水区累积的敏感性，以优化井的性能。 -通过电磁和/或感应极化测井法监控水带的存在。
III) 促进堵水分流
-使用智能完井技术以探测 一个位置(例如沿水平的孔)中的水区 累积；关闭那个区域和开启另一区域
-控制压力降低以促进可能降低油储层中气流的水带形成，从而增 大产油的油井中的油-气比。
-利用当局部发生堵水时可产生的自恢复效应，和使流动转向。随 后封闭的区域复原，而转向的流动本身可能产生局部的新堵水。
IV) 上述过程I-III的任意组合。
权利要求
1. 一种控制可渗透地层的井孔附近区域的孔中水流通的方法，湿天然气通过所述孔流入油和/或气生产井的流入区中，所述方法包括控制水带扩展的步骤，其特征在于该步骤包括通过控制井的流入区域中的流体压力而控制通过所述区域的流体迁移以抑制或促进所述区域中由水冷凝形成的水带的扩展。
2. 权利要求l的方法，其中控制井的流入区中的流体压力以相对算流体压力来控制所述区域的孔中的流体压力。
3. 权利要求l的方法，其中所述井是气生产井，和控制通过所述 井孔附近区域的所述孔的流体迁移以抑制或促进所述区域中由水冷凝 形成的水带扩展。
4. 权利要求2的方法，其中所述井是气生产井，和通过控制流入 区中的流体压力将井孔附近区域的孔中的流体压力维持在所述区域的 孔中发生水冷凝的计算流体压力以上来抑制水带扩展。
5. 权利要求2的方法，其中所述井是气生产井，其中在正常井生 产期间井孔附近区域的孔中的流体压力在所述孔中发生水冷凝的计算 流体压力以下，和其中在预定的时间间隔期间周期性中断从井中产气， 选择其持续时间以在所述间隔期间所述孔中的流体压力上升至所述孔 中发生水冷凝的计算流体压力以上，从而使在正常井生产期间在所述 区域的孔中可能形成的水带至少部分蒸发。
6. 权利要求2的方法，其中将热量和/或化学物质注入可渗透地 层的所述井孔附近区域的孔中以蒸发、移动和/或除去水带。
7. 权利要求6的方法，其中所述化学物质由以下物质组成产热 化学物质、发泡化学物质、疏水性化学物质、pH改变化学物质如C02 和HC1 、改变水-气-岩石界面的界面张力从而促进水粘性剥离和/或水 覆盖至岩石上的物质、和/或改变气相或液相中水的粘度或改变水相的 蒸气压的物质。
8. 权利要求6的方法，其中所述井孔附近区域中的地层含有粘土， 和通过注入盐水、矿物溶解物质和/或pH控制化学物质抑制粘土的溶 胀。
9. 权利要求2的方法，其中通过压裂所述区域中的地层抑制由于 水冷凝形成水带。
10. 权利要求1的方法，其中所述井是油生产井，该井穿过含湿 气区域和控制通过所述区域的流体迁移以促进所述区域中由水冷凝形 成的水带的扩展。
11. 权利要求10的方法，其中所述井是原油和湿天然气生产井， 和通过促进所述井孔附近区域中的水带形成而抑制气体从所述井孔附近区域流入井中以增大产出的多相井流出物混合物的油气比。
全文摘要
公开了一种控制可渗透地层的井孔附近区域的孔中水冷凝的方法，湿天然气通过所述孔流入油和/或气生产井的流入区中，所述方法包括控制通过所述区域的流体迁移以抑制或促进所述区域中由水冷凝形成的水带的扩展。如果井是气生产井，则可通过控制压力降低、周期性闭井、压裂和/或注入产热和/或水输送化学物质抑制水带扩展。
文档编号E21B43/32GK101490364SQ200780026648
公开日2009年7月22日 申请日期2007年7月12日 优先权日2006年7月14日
发明者A·P·G·梵黑尔, H·M·温廷克, J·G·玛斯, M·A·布伊泽, M·S·韦林, M·Z·戈隆博克 申请人:国际壳牌研究有限公司