上世纪70年代末,磨深1井和磨深2井在磨溪气田嘉二段钻遇较好的油气显示,由此发现了磨溪气田嘉二气藏。到上世纪90年代初,针对嘉二段的10口探井都获得了良好的油气显示和试油成果。2003年起,相继部署了预探井和开发井,磨溪气田嘉二气藏进入全面勘探开发阶段。目前对该气藏的研究较少。磨溪气田嘉二气藏是碳酸盐岩有水气藏,储层非均质性严重,气水关系复杂,没有统一的气水界面,气井普遍产水,并且产水差异较大。该气藏并非通常发育边水、底水或者“相对富水区”的有水气藏,气藏特征较为典型。为了实现气藏合理高效开发,并为该类型有水气藏提供指导,因此论文选取该气藏作为研究对象。从2003年至2013年的开采实践证明,早期对气、水层测井解释需要调整,气藏气水连通性还不清楚,气水分布及控制因素也不明确。现有气井都将气层、气水层和水层射开,并采用单油管气水同采,单井产水、产气变化复杂,部分井产水量过大,无法正常生产。由于产水机理不清楚,产水来源缺乏明确认识,无法准确预测产水变化,困扰着治水对策的制定。本论文在前人对研究区内地质认识的基础上,充分结合测井、压汞、试油、地层水化学、气井生产动态等静、动态资料,以地球物理测井地质学、开发地质学、油田水地球化学、油气渗流力学、天然气工程、油田化学等理论为指导,交叉渗透多学科,对磨溪气田嘉二气藏气水关系进行研究,分析射开水层单油管气水同采的利弊,优选适合于研究区的高性能泡排技术,综合射孔层段、分层开采和泡沫排水采气研究,形成一套有水气藏气水同采技术。通过研究得到了以下主要成果和认识：1、综合运用研究区内各项资料,获得了岩性测井响应值范围和储层测井划分界限,分析了测井解释影响因素,绘制了气、水层测井解释交会图,建立了气、水层多元回归判别方程。交会图和多元回归判别方程对气、水层识别效果较好。2、分析了气藏动态,发现气井无阻流量低,产能差异大；嘉二2B是主力产层；测试产能高、生产效果好的气井平面上主要分布在构造东南翼(高部位)；高产井与射开层段有效厚度有一定关系；原始地层压力较高,但压力下降快；气井产水差异大。3、通过地层水化学分析,发现研究区内总矿化度分布在1420～103560mg/L之间,主要分布在40-80g/L以内；部分井生产过程中矿化度、离子含量和化学特征参数发生变化,表明产水来源发生了变化。研究区内以氯化钙水型为主,嘉二2B层中部偏东区域分布硫酸钠水型。硫酸钠水型分布区域脱硫系数较高,结合其他因素分析,认为这是由于含水石膏在压实作用下变成硬石膏,同时排出大量水溶解硫酸盐后进入地层水系统,使原来氯化钙水型变为硫酸钠水型。4、分析了气水连通性,研究区内没有统一的气水界面,产水主要来自于气水层和水体。嘉二2A、嘉二2C和嘉二3以气层分布为主,嘉二1和嘉二2B以气水层分布为主,并发育有水体。划分了边水、底水(可分为“孤立”型底水和分散型底水)、“孤立”水体和气层“残留水”四种水体,分析了气水分布控制因素。5、总结了单井产水特征,分析了相应的地质模型。通过分析各类型产水机理,认为气水层产水水气比保持稳定的情况下,可以维持单井生产：底水产水增加水气比,降低气产量；气、水层全射开的单油管生产的方式并不适合该气藏。6、推导了上部气水层、下部水层模型只射开气水层的地面气水总质量流临界产量公式和气水层-水层界面形状解析表达式。7、在底水气藏现有油套环空产气,油管产水的分层开采方式上,针对含硫化氢气藏提出了双油管对气、水分层开采管柱方式,推导了上部气层、下部水层模型气、水产量计算关系式和上部气水层、下部水层模型气水总质量流产量和水层产水量计算关系式。8、对纳米材料增强泡沫性能及规律进行了研究,并将这种高性能泡沫引入到泡沫排水采气的处理剂中,针对磨溪气田嘉二气藏地层水性质进行了室内实验,研究表明该类泡沫具有良好的排水效果。