地層水是沉積盆地內的主要流體,其在高溫高壓下的相態變化影響地層壓力及油氣成藏。近年來,大慶徐家圍子、松遼盆地南部長嶺斷陷腰英臺地區深層、新疆塔里木、大港千米橋地區均發現了地層溫度高達160 ℃的氣田或凝析油氣田,油氣藏大多沒有邊底水,勘探階段鉆井、測井資料均未檢測到水層,但開發過程中普遍產凝析水,產出的凝析水主要為 CaCl2型,具有低礦化度特征,且凝析水產量隨儲集層壓力遞減呈指數升高[1-2]。鄂爾多斯盆地伊陜斜坡面積近 8×104km2,上古生界很少鉆遇地層水,現有蘇里格、神木、榆林等氣田氣層溫度低,壓力系數低,均無邊、底水,這是現有認識所無法解釋的,因為地層的含水量遠比有機質生烴量要豐富得多,原始沉積的巨量地層水不可能都被天然氣排驅到盆地邊緣地區。因此,筆者對比千米橋潛山異常高溫氣藏產水特征及封閉條件下汽、水相態模擬實驗結果,分析鄂爾多斯盆地上古生界氣藏的形成過程和形成條件,并研究其高溫超壓埋藏階段(J3—K1)深盆氣藏及抬升剝蝕階段(K2—E)低壓氣藏的形成機理[3]。
1 高溫高壓體系中水的相態變化
1.1 千米橋高溫高壓油氣藏產水特征
千米橋潛山含油氣層為奧陶系峰峰組和上馬家溝組,平均埋藏深度為 4 300 m,凝析油含量中等(290g/m3),平均地層溫度為 168 ℃,平均地層壓力為 43.5MPa,為高溫高壓油氣藏。該氣藏曾試采 5 口井,均不同程度出水。試采過程中除千 12 井、千 18 井有自由水(即氣藏邊底水)產出外,其他 3 口井產出水均為凝析水。產出水普遍具低礦化度特征,如板深 7 井產出水礦化度為 5 000~6 000 mg/L,板深 8 井為 3 000~4 000 mg/L;千 12 井、千 18 井產出水礦化度偏高,達9 000~10 000 mg/L,可能與凝析水、地層水同時產出有關。氣藏生產過程中凝析水產量遞增,以板深 7 井為例,試采初期的水氣比平均為(0.3~1.5)m3/104m3,之后逐漸升高,10 個月后水氣比升至 7.8 m3/104m3 [4],而該井并未發現水層。該現象可以解釋為:油氣(包括高壓水蒸氣)的產出使地層壓力降低、地層水(邊底水)蒸發加劇,氣態水含量因此升高[5-6]。從生產井井底無積液、產出水礦化度極低及產水量越來越大等情況分析,千米橋潛山氣藏產出水在壓力為 43.5 MPa、溫度為 168 ℃的地層環境下呈氣態,即以高壓水蒸氣的形式混溶于烴類氣體中,當其上升到地面常溫常壓環境后才變為液態水。
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