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摘要:低渗透油气资源是我国已探明的剩余油气储量中占比较大的一部分资源,如何有效地开发这部分资源是石油企业一直致力于探索和研究的问题。本文围绕这一议题进行了探讨,分析了目前我国低渗透油气田的开发技术状况,论述了低渗透油气田开发的案例和经验,展望了低渗透油气田的开发技术发展趋势,旨在不断提高我国油气资源的勘探开发水平。
关键词:低渗透油气田;开发技术
1引言
目前,中国石油低渗透油藏储量近六十亿吨,年产量近四千万吨,几乎占中国石油原油总产量的一半,给我国石油原油生产持续稳定发展带来了很大的空间。低渗透油气田的低丰度、低压以及低产的三大特点使得低渗透油气田的开发难度较大。另外,由于开发的地质条件复杂,裂缝发育和地质条件相对活跃,这些外在因素都加大了低渗透油气田开发的困难。本文结合从业经验,谈一下低渗透油气田的开发技术,希望给业内人士一些参考和启发。
2低渗透油气田的开发技术难题
目前,低渗透油气的开发主要面临三方面的技术难题:
一是在传统水驱渗流理论不能很好地适用于低渗透油气田多尺度裂缝、基质微尺度渗流的情况,需要研究和实践出有效的高含水期水驱规律和渗流理论。传统的双重介质模型及软件对于低渗透油气田多尺度裂缝和基质微尺度效应所导致的的应力场变化,以及油水流动规律适应性差,需要研究和实践出有效的数值算法和模拟软件。
二是低渗透油气田普遍需要压裂改造,基质砂体和裂缝系统叠置关系复杂,水驱波及体积小,全油气田难以有效驱替,有效的表征储层非均质是一大难点。
三是已开发老油区缝网配置不合理,缺乏高效合理的注水技术和工艺,需要尽快针对不同类型的油气田建立井网加密调整优化模式,制定出合理的注水技术,实现低渗透油气田持续性有效驱替以及波及体积的最大化。
3低渗透油田开发技术与应用
目前,我国在扩大水驱波及体积、形成持续有效驱替技术方面取得了重大的技術成果,不仅在低渗透油气田动态裂缝、缝网合理匹配关系技术上有了突破,同时在非均质性与水驱波及方面也取得了显著的成绩。这些低渗透油田开发技术实现了开发理念的全新升级,由基础井网走向合理井网,由常规水驱走向精细化水驱,由建立驱替走向持续性驱替,逐步转变成具有国际领先水平的油田开发技术。
(一)动态缝识别与表征技术。针对低渗透油藏,提出了动态缝的概念,建立了动态缝识别图版,明确了其成因机理和控制因素,提出了基于岩相和多重分形的天然裂缝识别方法,探索建立了岩石力学、地应力、相控基质非均质性等多属性约束的离散裂缝网络地质建模方法,为动态缝的准确预测和定量表征提供了技术支撑。
(二)低渗透油藏动态缝数值模拟技术。建立了基于流动的基质、动态离散裂缝的多重介质流动模型,形成了动态非结构网格技术,发展了基于流动的自适应精细化网格技术,大幅度节约了模拟时间,建立了渗流场和应力场的强耦合模型和动态离散全三维裂缝模型,研发了自主知识产权的低渗透动态离散裂缝数值模拟软件,实现了动态裂缝延伸扩展过程的精细模拟,大幅度提高了剩余油量化和开发方案指标预测的精度和可靠性,降低了井网调整的风险。
(三)发展建立了不同类型油藏井网加密调整模式。深化了低渗透油藏水驱规律的认识,明确了低渗透油藏剩余油分布的三大类型和六种规律;提出了以提高河道砂体控制程度和多向水驱受效比例,实现动态裂缝与井网合理匹配,利用动态裂缝侧向驱替扩大水驱波及体积为核心目标的井网加密调整思路,发展并建立了低渗透油藏不同缝网匹配的井网加密调整模式,为低渗透油藏水驱开发调整典型了坚实的基础。
(四)合理注水技术。基于低渗透油藏储层非均质特征和水驱动用状况的深化认识,提出了“三分一控制”的精细分注原则,明确了低渗透油藏的分注类型,建立了精细分注标准;提出了“强化注水”向“有效高效注水”转变、“避缝”向“合理利用和控缝”转变的优化研究思路,建立了低渗透油藏注水政策优化图版,制定了合理注水技术政策界限。
目前,这些低渗透油气田开发技术已经与油田的生产实际相结合并成功落地。如长南梁、庆安塞、吐哈鄯善、冀东南堡等油田在应用这些技术后产量和效率都得到了明显的提升,水驱采收率提高3%~8%,可采储量新增两千万吨,新增利润近20亿元。如果将技术成果在全国范围内推广,可覆盖油气田储量30亿吨,可采储量将增加近2亿吨,不仅为我国低渗透油气田的开发起到了重要作用,同时也为我国石油原油的持续性稳定发展提供了更多技术上的保障,大大推动了我国低渗透油气田开发理论和技术的发展。
4低渗透油气田的开发技术的发展趋势
低渗透油气田埋藏深、储层横向变化快、物性差的特点决定了,在开放技术发展方向上,必须大力发展密井网、油层保护、水平井、小井眼、多分支井、低密度钻井液、欠平衡钻井及大型水力压裂技术等新技术和相关应用。此外,开发技术的主要关键内容,涉及到以下几点:①向丰度相对较高的区带聚集,结合沉积变化,搭建最匹配的稀井网模式;②采取大规模压裂,构建与之相匹配的立体缝网体系;③结合砂体规模和储层物性特征,明确调整潜力,攻关形成复杂断块低渗油藏真三维非均质应力场建模;④对复杂断块低渗油藏天然裂缝的描述;⑤低渗油藏整体压裂后人工裂缝预测与建模三项关键技术;⑥深层油藏储层物性下限评价技术;⑦低渗储层分类评价技术;⑧建立低渗难采储层压裂优化设计数学模型和方法;⑨开发低渗难采储量压裂裂缝参数优化设计软件;⑩形成低渗油藏Ⅰ类油藏定向井压裂注水开发、Ⅱ类油藏大斜度水平井多级压裂开发、Ⅲ类油藏多靶点大斜度井吞吐开发相结合的高效开发模式。
5结语
近年来低渗透油气田的开发利用使得在实践过程中技术得到不断发展和创新,开采过程中形成一系列有效提高低渗透油气田开采效率的新技术。但地渗透油气田在开发过程中仍存在着较多的技术难点,不断提高低渗透油气田的有效储层识别精度及相对富集区带筛选,降低开发成本,同时不断简化并优化注采工艺和地面采集及运输流程才是有效的解决之道。
参考文献:
[1]压力衰竭储层中定向井井壁稳定性分析,谭强,何辉,陈永浩,等,《石油天然气学报》,2010,(2)
[2]低渗透油藏小水量防堵塞水嘴设计与试验,于九政,申晓莉,刘保彻,等,《石油矿场机械》,2011(11)
[3]测调联动测试分层注水工艺及在青海油田的应用,唐建代,杨宏,陈伟,等,《石油地质与工程》,2013(1)
关键词:低渗透油气田;开发技术
1引言
目前,中国石油低渗透油藏储量近六十亿吨,年产量近四千万吨,几乎占中国石油原油总产量的一半,给我国石油原油生产持续稳定发展带来了很大的空间。低渗透油气田的低丰度、低压以及低产的三大特点使得低渗透油气田的开发难度较大。另外,由于开发的地质条件复杂,裂缝发育和地质条件相对活跃,这些外在因素都加大了低渗透油气田开发的困难。本文结合从业经验,谈一下低渗透油气田的开发技术,希望给业内人士一些参考和启发。
2低渗透油气田的开发技术难题
目前,低渗透油气的开发主要面临三方面的技术难题:
一是在传统水驱渗流理论不能很好地适用于低渗透油气田多尺度裂缝、基质微尺度渗流的情况,需要研究和实践出有效的高含水期水驱规律和渗流理论。传统的双重介质模型及软件对于低渗透油气田多尺度裂缝和基质微尺度效应所导致的的应力场变化,以及油水流动规律适应性差,需要研究和实践出有效的数值算法和模拟软件。
二是低渗透油气田普遍需要压裂改造,基质砂体和裂缝系统叠置关系复杂,水驱波及体积小,全油气田难以有效驱替,有效的表征储层非均质是一大难点。
三是已开发老油区缝网配置不合理,缺乏高效合理的注水技术和工艺,需要尽快针对不同类型的油气田建立井网加密调整优化模式,制定出合理的注水技术,实现低渗透油气田持续性有效驱替以及波及体积的最大化。
3低渗透油田开发技术与应用
目前,我国在扩大水驱波及体积、形成持续有效驱替技术方面取得了重大的技術成果,不仅在低渗透油气田动态裂缝、缝网合理匹配关系技术上有了突破,同时在非均质性与水驱波及方面也取得了显著的成绩。这些低渗透油田开发技术实现了开发理念的全新升级,由基础井网走向合理井网,由常规水驱走向精细化水驱,由建立驱替走向持续性驱替,逐步转变成具有国际领先水平的油田开发技术。
(一)动态缝识别与表征技术。针对低渗透油藏,提出了动态缝的概念,建立了动态缝识别图版,明确了其成因机理和控制因素,提出了基于岩相和多重分形的天然裂缝识别方法,探索建立了岩石力学、地应力、相控基质非均质性等多属性约束的离散裂缝网络地质建模方法,为动态缝的准确预测和定量表征提供了技术支撑。
(二)低渗透油藏动态缝数值模拟技术。建立了基于流动的基质、动态离散裂缝的多重介质流动模型,形成了动态非结构网格技术,发展了基于流动的自适应精细化网格技术,大幅度节约了模拟时间,建立了渗流场和应力场的强耦合模型和动态离散全三维裂缝模型,研发了自主知识产权的低渗透动态离散裂缝数值模拟软件,实现了动态裂缝延伸扩展过程的精细模拟,大幅度提高了剩余油量化和开发方案指标预测的精度和可靠性,降低了井网调整的风险。
(三)发展建立了不同类型油藏井网加密调整模式。深化了低渗透油藏水驱规律的认识,明确了低渗透油藏剩余油分布的三大类型和六种规律;提出了以提高河道砂体控制程度和多向水驱受效比例,实现动态裂缝与井网合理匹配,利用动态裂缝侧向驱替扩大水驱波及体积为核心目标的井网加密调整思路,发展并建立了低渗透油藏不同缝网匹配的井网加密调整模式,为低渗透油藏水驱开发调整典型了坚实的基础。
(四)合理注水技术。基于低渗透油藏储层非均质特征和水驱动用状况的深化认识,提出了“三分一控制”的精细分注原则,明确了低渗透油藏的分注类型,建立了精细分注标准;提出了“强化注水”向“有效高效注水”转变、“避缝”向“合理利用和控缝”转变的优化研究思路,建立了低渗透油藏注水政策优化图版,制定了合理注水技术政策界限。
目前,这些低渗透油气田开发技术已经与油田的生产实际相结合并成功落地。如长南梁、庆安塞、吐哈鄯善、冀东南堡等油田在应用这些技术后产量和效率都得到了明显的提升,水驱采收率提高3%~8%,可采储量新增两千万吨,新增利润近20亿元。如果将技术成果在全国范围内推广,可覆盖油气田储量30亿吨,可采储量将增加近2亿吨,不仅为我国低渗透油气田的开发起到了重要作用,同时也为我国石油原油的持续性稳定发展提供了更多技术上的保障,大大推动了我国低渗透油气田开发理论和技术的发展。
4低渗透油气田的开发技术的发展趋势
低渗透油气田埋藏深、储层横向变化快、物性差的特点决定了,在开放技术发展方向上,必须大力发展密井网、油层保护、水平井、小井眼、多分支井、低密度钻井液、欠平衡钻井及大型水力压裂技术等新技术和相关应用。此外,开发技术的主要关键内容,涉及到以下几点:①向丰度相对较高的区带聚集,结合沉积变化,搭建最匹配的稀井网模式;②采取大规模压裂,构建与之相匹配的立体缝网体系;③结合砂体规模和储层物性特征,明确调整潜力,攻关形成复杂断块低渗油藏真三维非均质应力场建模;④对复杂断块低渗油藏天然裂缝的描述;⑤低渗油藏整体压裂后人工裂缝预测与建模三项关键技术;⑥深层油藏储层物性下限评价技术;⑦低渗储层分类评价技术;⑧建立低渗难采储层压裂优化设计数学模型和方法;⑨开发低渗难采储量压裂裂缝参数优化设计软件;⑩形成低渗油藏Ⅰ类油藏定向井压裂注水开发、Ⅱ类油藏大斜度水平井多级压裂开发、Ⅲ类油藏多靶点大斜度井吞吐开发相结合的高效开发模式。
5结语
近年来低渗透油气田的开发利用使得在实践过程中技术得到不断发展和创新,开采过程中形成一系列有效提高低渗透油气田开采效率的新技术。但地渗透油气田在开发过程中仍存在着较多的技术难点,不断提高低渗透油气田的有效储层识别精度及相对富集区带筛选,降低开发成本,同时不断简化并优化注采工艺和地面采集及运输流程才是有效的解决之道。
参考文献:
[1]压力衰竭储层中定向井井壁稳定性分析,谭强,何辉,陈永浩,等,《石油天然气学报》,2010,(2)
[2]低渗透油藏小水量防堵塞水嘴设计与试验,于九政,申晓莉,刘保彻,等,《石油矿场机械》,2011(11)
[3]测调联动测试分层注水工艺及在青海油田的应用,唐建代,杨宏,陈伟,等,《石油地质与工程》,2013(1)