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我国每年发现的新增储量中和未动用储量中,低渗透油藏占有很大比例。而低渗透油藏油井大部分处于低产状态,如何提高油井产能、提高油田的整体开发效果,对我国石油工业持续、稳定发展具有十分重要的意义。
首先,研究了低渗透油层的渗流物理特征。根据鄂尔多斯盆地三叠系延长组低渗透砂岩储层真实岩心室内实验,结合理论渗流公式,得到一种新的求解启动压力梯度的数学模型。根据室内岩心水驱油实验,研究了低渗透油层的相对渗透率和水驱油效率,结果表明,油层的拟渗流孔喉半径越高,即孔隙结构越好,残余油饱和度越低,驱油效率越高。通过将时间按比例关系无因次化,可利用实验室岩心渗吸实验结果间接预测实际油田开发,同时研制了低渗透裂缝油臧渗吸渗流数值模拟器,对油井的渗吸渗流产能进行了数值模拟研究。
其次,以延长组低渗透砂岩油藏为例,对影响油井低产的地质因素和工程因素进行研究分析,低渗透油藏的地质条件在很大程度上决定了储层的物性和资源量,进而决定了油井产能,而天然裂缝在距井约十米以内增产作用明显,距井筒过远则增产幅度很小。流体在低渗透油层中的渗流阻力大,当注采压差高于一定值时,注入水明显见效。此外,低渗透油田开发井网与单井控制储量、采油速度、产能稳定、经济效益等密切相关,因此需要合理优化井网参数。
基于产能的影响因素和低渗透油层渗流特征,对低渗透油藏的产能进行定性和定量评价。利用电测参数和试油、试采资料,提出了低渗透储层流体类型的识别标准;宏观上对低渗透油藏的沉积微相和流动单元进行合理分类,并根据储层的物性参数和微观孔隙结构特征,结合已钻井的产能特征,提出低渗透油藏动静态结合的储层综合分类方法,按照好、中、差、极差,将延长组储层分为四个级别。利用主成分分析方法进行多元回归,半定量地估算油井的产油、产液能力。推导了低渗透油藏压裂直井、压裂水平井的单井产能公式,同时利用势的叠加理论、坐标变换等方法推导了低渗透油田常用的菱形反九点、交错排状和矩形井网产能公式,结合经济指标对低渗透油藏井网参数进行优化,得到合理的井网密度、井网型式和井排距。
最后,利用甲型水驱曲线法、修正了的预测模型法、联解法以及油藏数值模拟法预测不同时间、不同含水阶段油田累积产油量、日产油量等动态产能及剩余油动态分布规律。对已开发的油田当前产能现状及含水特征分析,制定井网调整和井网加密等措施方案,对方案效果进行预测并进行方案优选。本研究对低渗透油藏的储层描述、产能评价、井网优化以及对油田的开发动态预测、调整方案的制定有一定的指导意义。