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[摘 要]随着经济的不断发展,石油资源的需求量也在逐年增加,常规油藏不断的被开发殆尽,石油工作者开始亲睐对非常规油气藏的开发,其中低渗透油藏就是目前研究的主要方向之一。低渗透油藏具有渗透率低、原油流动性差、开采难度大、开发成本高等特点,因此,研究低渗透油藏开发技术具有重要的现实意义。本文主要对低渗透油藏开发过程中存在的难点问题进行了分析,并提出了有效的开发对策。
[关键词]低渗透油藏 开发难点 特征 对策
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)09-0035-01
随着石油行业的迅速发展,石油开发难度逐年加大,低渗透油藏是现阶段我国石油行业的关注重点。但低渗透油藏的开发特征十分复杂,且砂体内部结构、渗流特性、压敏、贾敏、夹层频率、孔隙结构等因素均会对低渗透油藏开发产生一定的影响,这就给低渗透油藏开发增加了很大的难度。为了实现低渗透油藏开发效率与开采量的提升,必须明确低渗透油藏的开发特征,并要使用科学合理、有针对性的开发技术。针对上述问题,笔者主要对低渗透油藏开发难点及对策进行了研究,期望可以为实现低渗透油藏开发效果的提高提供一定的帮助。
1、低渗透油田概述
低渗透油田主要是指储层渗透率低,含油丰度也比较低的一类油田类型,并且低渗透油田的单井产能也比较低。根据我国的实际情况和开采特征,可以将其分为一般低渗透油田、特低渗透油田和超低渗透油田三种类型。
1.1一般低渗透油田
油层的平均渗透率为10.1~50×10-3μm2,油井一般能够达到工业油流标准,但产量太低,需采取压裂措施提高生产能力,才能取得较好的开发效果和经济效益。
1.2特低渗透油田
油层平均渗透率为1.1~10.0×10-3μm2,一般束缚水饱和度较高,必须采取較大型的压裂改造和其他相应措施,才能有效地投入工业开发。
1.3超低渗透油田
油层平均渗透率为0.1~1.0×10-3μm2,油层非常致密,束缚水饱和度很高,基本没有自然产能,一般不具备工业开发价值。
2、低渗透油藏开发特征
2.1自然产量低,压裂后初期产量较高
油井自然产能和储层物性与原油性质有着直接的关系,低渗透油层以小-微孔隙和细-微细喉道为主,平均孔隙直径为26~43μm,喉道半径中值0.1~2.0μm,比表面积2~20 m2/g。
低渗透储层由于孔喉细小、比表面积和原油边界层厚度大、贾敏效应和表面分子力作用强烈,其渗流规律不遵循达西定律,具有非达西型渗流特征。油藏的启动压力高,而且油藏的渗透率越低,油藏的启动压力就越高。低渗透油田由于储层连通性差、渗流阻力大,一般边、底水都不活跃,弹性能量很小。除少数异常高压油田外,弹性阶段采收率只有1%~2%。在消耗天然能量方式开采条件下,地层压力大幅度下降,油田产量急剧递减。
压裂改造储层渗透性主要通过压裂造缝机理在油层中形成各种类型的裂缝,且在井底储集层形成一些具有一定长度和宽度的填砂裂缝。储集层被打开,改善了渗透性,改变了储集流体的压力和方向,完善井网注采关系,使油气井产量得以大幅度提高。
2.2低渗透油田注水井吸水能力低,油井见注水效果缓慢
低渗透油层一般吸水能力比较低,加之油层中粘土矿物遇水会膨胀或者注人水的水质与油层不配伍等因素所导致的油层受到一定程度的损坏,造成油层的吸水能力会变得越来越低。此外,由于启动时压力越来越高,也会造成注水井附近的地层压力会发生明显的上升,使得水井附近出现高压区域,井口附近的实际压力与泵压逐渐呈现出平衡的态势,使得有效注水压差显著下降,最终出现吸水停止的现象。因此,部分油田井因为吸水停止,而最终导致被迫关闭开采停止注水,或者只能采取间歇性注水方式,油井开采效率大为下降。因为低渗透层渗流较为困难,阻力比较大,导致大多数能量均消耗在注水井附近,油井注水效果会变得非常差,这些都会影响低渗透油田的高效开发。
2.3低渗透油藏油井投产就带水生产
投产就见水这种现象在低渗透油藏生产中是比较普遍的,分析其原因主要是低渗透油藏由于岩石孔喉比较细小,毛管压力比较大,在岩石孔隙空间中,较小的孔隙中存在的是束缚水,在常规的生产压差下,这部分水不发生流动,但由于低渗透油藏生产井周围压力下降比较大,岩石受到压缩,存在于小孔隙中的束缚水受到挤压后被排出,因此地层中的水很容易在生产过程中伴随压力的下降而流动,造成低渗透油藏油井开井初期含水率比较高。
2.4裂缝性低渗透砂岩油藏容易出现注水水窜现象
低渗透砂岩油藏一般都会有天然的裂缝,在生产时往往会进行压裂投产,就会出现人压裂裂缝。如果当出现注水压力大于破裂压力,或者大于裂缝开启压力时,裂缝就会出现开启,造成注水井的吸水能力明显提高。如果井网与裂缝的分布规律和方向出现不适应的现象时,就会出现油井水窜现象,严重的甚至会出现油井暴性水淹的恶劣后果。这样对低渗透油田的开发产生很大的不良影响。
3、低渗透油田开发的主要措施
3.1优选富集区块
我国不少低渗透油田含油面积很大,但油层有效厚度较小,单位面积的储量较少。利用三维地震和钻探试油资料,进行早期的油藏描述,预测岩石发育区带,掌握油水变化规律,优选油层比较发育、储量丰度较高的有利区块首先投入开发,取得成功经验和经济效益后再逐步滚动、扩大开发规模。
3.2确定合理井网部署方案
合理井网部署方案是开发好低渗透油田的基础和关键。油田开发最重要的工作是要建立起有效的驱动体系和较大的驱动压力梯度。为此应该合理缩小井距,加大井网密度。这样不仅大大加快开采速度,而且还大幅度地提高采收率。裂缝性低渗透油田井网部署的基本原则是:平行裂缝主要方向布井,采用线状注水方式,井距可以加大,排距应该减小。
3.3早期注水保持地层压力
我国大多数低渗透油田弹性能量很小,一般都采取早期注水、保持地层压力的开发方式。,开发一个油田时,先钻注水井,进行排液,在生产井投产的同时,注水井全面转注,做到同步注水采油。对于没有裂缝的低渗透油田,可以在地层微裂缝条件下注水,适当提高注采比,以保持地层压力在原始压力附近。对异常高压和弹性能量大的油田,开始可利用天然能量开采,待地层压力降到静水注压力或饱和压力附近时再注水。这样既有利于注水工程的实施,又可以采出较多的弹性无水原油。
3.4采用总体压裂优化设计和实施技术
我国低渗透油藏的开采量难以得到有效提升的一个主要原因便是储层渗透率过低,其也会在一定程度上增加流体流动阻力。面对这样的现象,可以在低渗透油藏开发过程中应用压裂技术,提高储层的渗透率,减少流体流动阻力。压裂改造是开发低渗透油田最根本的工艺技术,应采用总体优化设计和实施技术。总体压裂优化设计是以油藏为一个单元优化设计水力裂缝(一定的缝长、缝宽、支撑缝渗透率及裂缝方位)与油层分布、注采井网和油水运动的合理配置,以达到最大限度地持续高产稳产、提高扫油效率和经济效益。在总体优化设计的基础上,再进行单井工程设计、施工参数优化、施工过程监测和压裂效果的分析评价。
结束语:
低渗透油藏的高效开发,对于提高我国石油产量,促进经济发展具有重要意义。因此,需要加强对低渗透油藏开发特征的研究,并以此为根据选择科学合理的开发技术,提高低渗透油藏的采油效率,增加低渗透油藏的采收量。
参考文献:
[1] 苟立平. 低渗透油藏开发技术研究[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2013 (05)
[2] 李雪. 特低渗储层开发过程中难点及应对探讨[J]. 石化技术.,2017 (11)
[3] 黄延章.低渗透油层非线性渗流特征[ J].特种油气藏,1997,(1).
作者简介:赵国柱(1982.6-),男,汉族,辽宁凌源人,毕业于长江大学矿产普查与勘探专业,高级工程师,现主要从事油田开发研究工作。
[关键词]低渗透油藏 开发难点 特征 对策
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)09-0035-01
随着石油行业的迅速发展,石油开发难度逐年加大,低渗透油藏是现阶段我国石油行业的关注重点。但低渗透油藏的开发特征十分复杂,且砂体内部结构、渗流特性、压敏、贾敏、夹层频率、孔隙结构等因素均会对低渗透油藏开发产生一定的影响,这就给低渗透油藏开发增加了很大的难度。为了实现低渗透油藏开发效率与开采量的提升,必须明确低渗透油藏的开发特征,并要使用科学合理、有针对性的开发技术。针对上述问题,笔者主要对低渗透油藏开发难点及对策进行了研究,期望可以为实现低渗透油藏开发效果的提高提供一定的帮助。
1、低渗透油田概述
低渗透油田主要是指储层渗透率低,含油丰度也比较低的一类油田类型,并且低渗透油田的单井产能也比较低。根据我国的实际情况和开采特征,可以将其分为一般低渗透油田、特低渗透油田和超低渗透油田三种类型。
1.1一般低渗透油田
油层的平均渗透率为10.1~50×10-3μm2,油井一般能够达到工业油流标准,但产量太低,需采取压裂措施提高生产能力,才能取得较好的开发效果和经济效益。
1.2特低渗透油田
油层平均渗透率为1.1~10.0×10-3μm2,一般束缚水饱和度较高,必须采取較大型的压裂改造和其他相应措施,才能有效地投入工业开发。
1.3超低渗透油田
油层平均渗透率为0.1~1.0×10-3μm2,油层非常致密,束缚水饱和度很高,基本没有自然产能,一般不具备工业开发价值。
2、低渗透油藏开发特征
2.1自然产量低,压裂后初期产量较高
油井自然产能和储层物性与原油性质有着直接的关系,低渗透油层以小-微孔隙和细-微细喉道为主,平均孔隙直径为26~43μm,喉道半径中值0.1~2.0μm,比表面积2~20 m2/g。
低渗透储层由于孔喉细小、比表面积和原油边界层厚度大、贾敏效应和表面分子力作用强烈,其渗流规律不遵循达西定律,具有非达西型渗流特征。油藏的启动压力高,而且油藏的渗透率越低,油藏的启动压力就越高。低渗透油田由于储层连通性差、渗流阻力大,一般边、底水都不活跃,弹性能量很小。除少数异常高压油田外,弹性阶段采收率只有1%~2%。在消耗天然能量方式开采条件下,地层压力大幅度下降,油田产量急剧递减。
压裂改造储层渗透性主要通过压裂造缝机理在油层中形成各种类型的裂缝,且在井底储集层形成一些具有一定长度和宽度的填砂裂缝。储集层被打开,改善了渗透性,改变了储集流体的压力和方向,完善井网注采关系,使油气井产量得以大幅度提高。
2.2低渗透油田注水井吸水能力低,油井见注水效果缓慢
低渗透油层一般吸水能力比较低,加之油层中粘土矿物遇水会膨胀或者注人水的水质与油层不配伍等因素所导致的油层受到一定程度的损坏,造成油层的吸水能力会变得越来越低。此外,由于启动时压力越来越高,也会造成注水井附近的地层压力会发生明显的上升,使得水井附近出现高压区域,井口附近的实际压力与泵压逐渐呈现出平衡的态势,使得有效注水压差显著下降,最终出现吸水停止的现象。因此,部分油田井因为吸水停止,而最终导致被迫关闭开采停止注水,或者只能采取间歇性注水方式,油井开采效率大为下降。因为低渗透层渗流较为困难,阻力比较大,导致大多数能量均消耗在注水井附近,油井注水效果会变得非常差,这些都会影响低渗透油田的高效开发。
2.3低渗透油藏油井投产就带水生产
投产就见水这种现象在低渗透油藏生产中是比较普遍的,分析其原因主要是低渗透油藏由于岩石孔喉比较细小,毛管压力比较大,在岩石孔隙空间中,较小的孔隙中存在的是束缚水,在常规的生产压差下,这部分水不发生流动,但由于低渗透油藏生产井周围压力下降比较大,岩石受到压缩,存在于小孔隙中的束缚水受到挤压后被排出,因此地层中的水很容易在生产过程中伴随压力的下降而流动,造成低渗透油藏油井开井初期含水率比较高。
2.4裂缝性低渗透砂岩油藏容易出现注水水窜现象
低渗透砂岩油藏一般都会有天然的裂缝,在生产时往往会进行压裂投产,就会出现人压裂裂缝。如果当出现注水压力大于破裂压力,或者大于裂缝开启压力时,裂缝就会出现开启,造成注水井的吸水能力明显提高。如果井网与裂缝的分布规律和方向出现不适应的现象时,就会出现油井水窜现象,严重的甚至会出现油井暴性水淹的恶劣后果。这样对低渗透油田的开发产生很大的不良影响。
3、低渗透油田开发的主要措施
3.1优选富集区块
我国不少低渗透油田含油面积很大,但油层有效厚度较小,单位面积的储量较少。利用三维地震和钻探试油资料,进行早期的油藏描述,预测岩石发育区带,掌握油水变化规律,优选油层比较发育、储量丰度较高的有利区块首先投入开发,取得成功经验和经济效益后再逐步滚动、扩大开发规模。
3.2确定合理井网部署方案
合理井网部署方案是开发好低渗透油田的基础和关键。油田开发最重要的工作是要建立起有效的驱动体系和较大的驱动压力梯度。为此应该合理缩小井距,加大井网密度。这样不仅大大加快开采速度,而且还大幅度地提高采收率。裂缝性低渗透油田井网部署的基本原则是:平行裂缝主要方向布井,采用线状注水方式,井距可以加大,排距应该减小。
3.3早期注水保持地层压力
我国大多数低渗透油田弹性能量很小,一般都采取早期注水、保持地层压力的开发方式。,开发一个油田时,先钻注水井,进行排液,在生产井投产的同时,注水井全面转注,做到同步注水采油。对于没有裂缝的低渗透油田,可以在地层微裂缝条件下注水,适当提高注采比,以保持地层压力在原始压力附近。对异常高压和弹性能量大的油田,开始可利用天然能量开采,待地层压力降到静水注压力或饱和压力附近时再注水。这样既有利于注水工程的实施,又可以采出较多的弹性无水原油。
3.4采用总体压裂优化设计和实施技术
我国低渗透油藏的开采量难以得到有效提升的一个主要原因便是储层渗透率过低,其也会在一定程度上增加流体流动阻力。面对这样的现象,可以在低渗透油藏开发过程中应用压裂技术,提高储层的渗透率,减少流体流动阻力。压裂改造是开发低渗透油田最根本的工艺技术,应采用总体优化设计和实施技术。总体压裂优化设计是以油藏为一个单元优化设计水力裂缝(一定的缝长、缝宽、支撑缝渗透率及裂缝方位)与油层分布、注采井网和油水运动的合理配置,以达到最大限度地持续高产稳产、提高扫油效率和经济效益。在总体优化设计的基础上,再进行单井工程设计、施工参数优化、施工过程监测和压裂效果的分析评价。
结束语:
低渗透油藏的高效开发,对于提高我国石油产量,促进经济发展具有重要意义。因此,需要加强对低渗透油藏开发特征的研究,并以此为根据选择科学合理的开发技术,提高低渗透油藏的采油效率,增加低渗透油藏的采收量。
参考文献:
[1] 苟立平. 低渗透油藏开发技术研究[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2013 (05)
[2] 李雪. 特低渗储层开发过程中难点及应对探讨[J]. 石化技术.,2017 (11)
[3] 黄延章.低渗透油层非线性渗流特征[ J].特种油气藏,1997,(1).
作者简介:赵国柱(1982.6-),男,汉族,辽宁凌源人,毕业于长江大学矿产普查与勘探专业,高级工程师,现主要从事油田开发研究工作。