致密砂岩气藏以其储层的高致密性、低孔隙度和渗透率、高含水饱和度为特征，这些特性导致渗流阻力显著增大，气水两相渗流特征明显。在实际开发中，井控储量有限，气井产能递减迅速，通常采收率仅为30%左右，提高采收率难度大。当前提高致密砂岩气藏采收率的主要策略在宏观层面上看似提升了致密砂岩气藏的采收率，但它们仅仅停留在表象问题的解决上，尚未深入触及导致致密砂岩气藏采收率偏低的本质原因——即微观机理和渗流机制。本文系统分析了致密砂岩气藏储层的微观孔隙特性，并揭示了气、水赋存状态及其产水机理。针对多层合采过程中显著的层间气、水交互与干扰现象，提出了层间干扰指数模型以评估干扰程度，并进一步建立了计算采收率与衰竭驱动指数模型，为提升采收率提供了技术方向，提出了包括防水控水及井网加密等有效对策。

研究结果和认识：

1）致密砂岩气藏储层微小孔喉发育，孔喉半径集中分布在1μm以下，小于0.1μm的孔喉控制的孔隙体积大于50%；储层中的可动水主要存在于中孔隙中，气水互封状态的气体膨胀是可动水产出的主要驱替力；可动水饱和度、气水互封状态、水封气量和驱替压力梯度是决定致密砂岩气藏是否产水及水量大小的主控因素。

图1 不同渗透率致密砂岩岩样微观孔隙结构分布特征

2）致密储层（小于0.1mD）的渗流特征曲线一般为直线，难以发生高速非达西效应，而低渗储层（大于0.1mD）在压力较大时出现了明显的非线性；不同束缚水饱和度下岩样的流态曲线呈现不同的形态，储层含水饱和度决定了气体的渗流特征。

图2储层岩样渗流规律（流态）曲线（a. 致密岩样；b. 低渗岩样）

3）提出了致密砂岩气藏多层合采干扰指数的定义，即单位压降下气水层合采相对纯气层独立开采的采出程度减少的相对量。

4）建立了致密砂岩气藏提高采收率模型和衰竭驱动指数模型，提出了苏里格致密砂岩气藏提高采收率6项主体技术手段：井网加密、井型优化、大型压裂、防水控水、井口增压、排水采气。

图3 苏里格致密砂岩气藏提高采收率有效可行技术分析图

论文信息：

该研究成果发表于综合性期刊《Heliyon》上，论文通讯作者为全讯600cc大白菜教师张建中。

论文网址：

https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e41306