國內大多數氣藏都屬于水驅氣藏，邊底水比較活躍。水驅氣藏與周圍水體相連，隨著物質的采出，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，導致生產壓差下降而影響氣井產量，當產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，通常需要進行一些必要的修井作業，在作業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，產生水敏傷害。低壓氣井的水鎖傷害和水敏傷害統稱為水侵傷害，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均小于0.6，部分氣井的壓力系數甚至達到了0.4左右，修井作業過程中極易發生漏失，從而對氣井儲層造成嚴重的污染，影響修井后氣井的產量。因此，在分析了目標低壓氣田儲層基本特征及生產現狀的基礎上，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℃；目前壓力系數在0.40～0.58之間，屬于典型的低壓氣田。

隨著氣田進入開發后期，部分井進入見水生產期，隨著儲層壓力持續下降，致使見水氣井出現儲層傷害特征，即低壓力系數下的生產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果可以看出，儲層水侵后導致含水飽和度增加，占據了儲層孔道，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；從而導致氣井產能下降，或者修井后難以復產。基于此，針對D氣田的解堵液體系必須具備以下功能：①優良的“帶”水功能。能夠將近井地帶儲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，能夠將地層中的水攜帶出來，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標準SY/T 5370—2018《表面及界面張力測定方法》中“圓環法”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過改進以及優化研制而成的，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生。其具有以下特點：①適度溶蝕能力。由于儲層泥質膠結，黏土礦物含量較高，應防止酸液溶蝕過度出現泥砂。經過實驗測定體積分數為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的性能評價及優化實驗，結合緩蝕劑、防水鎖劑和黏土穩定劑等處理劑，構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，并且驅替壓力越小，驅替時間越短，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，并結合緩蝕劑、防水鎖劑和黏土穩定劑，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濟效益。