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[摘 要]随着低渗透油藏储量较高,近年来已成为开发和研究的热点。本文在分析低渗透储层岩石物性的基础上,对低渗透油藏的开发特征进行了研究,并最终对比了应用较广的几种开采技术,为低渗透油田的开发提供理论基础。
[关键词]低渗透油藏;低孔隙度;开发特征;增产措施
中图分类号:TG109 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)17-0065-01
低渗透油气田在我国油气开发中有着重要意义。我国发现的低渗透油气田占到新发现油气藏的一半以上,而低渗透油气田产能建设的规模则占到油气田产能建设规模总量的70%以上,低渗透油气田已经成为油气开发建设的主战场。仅2008年,低渗透原油产量就占全国原油总产量的37.6%,低渗透天然气产量则占全国天然气总产量的42.1%。
1.低渗透油田的概念和界限
世界上对低渗透油田并无统一固定的标准和界限,只是一个相对的概念。不同国家根据不同时期石油资源状况和技术经济条件而制定,变化范围较大。根据实际生产特征,按照油层平均渗透率可以进一步把低渗透油田分为三类:
1.1 一般低渗透油田
油层平均渗透率为(10.1~50)×10-3μm2。这类油层接近正常油层,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。这类油层与正常油层差别比较明显,一般束缚水饱和度增高,测井电阻率降低,正常测试达不到工业油流标准,必须采取较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,例如长庆安塞油田、大庆榆树林油田、吉林新民油田等。
1.3 超低渗透油田
其油层平均渗透率为(0.1~1.0)×10-3μm2。这类油层非常致密,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。但如果其他方面条件有利,如油层较厚、埋藏较浅、原油性质比较好等,同时采取既能提高油井产量,又能减少投资、降低成本的有力措施,也可以进行工业开发,并取得了一定的经济效益,如延长油矿管理局所开发的大部分油田。
2.低渗透油田的开发特征
低渗透油层不仅因为物性差,影响油井产量低,而且由于孔隙结构复杂,渗流状态异常,导致其油田开发特征与中高渗透油田有很大的不同,甚至发生质的变化。
2.1 井自然产能低,压裂改造后才具有工业开采价值
大多数低渗透油田,由于岩性致密,孔喉半径小,渗流阻力大,导致油井自然产能低,生产压差大。一般边底水都不活跃,天然能量都不充足,再加渗流阻力大,能量消耗快,采用自然消耗方式开发,产量递减快,地层压力下降快,一次采收率很低。
2.2 注水井吸水能力低,启动压力和注水压力上升快
低渗透油田注水开发中存在一个比较普遍的矛盾,就是注水井吸水能力低,启动压力和注水压力高,而且随着注水时间的延长,矛盾加剧,甚至发展到注不进水的地步。
2.3 生产井见注水效果较差,低压、低产现象严重
低渗透油田注水效果与中高渗透油田有显著的不同,油井见效时间比较晚,压力、产量变化比较平缓,不如中高渗透油层敏感和明显。
2.4 见水后产液(油)指数急剧下降,稳产难度很大
低渗透油田,由于储层物性差,孔隙结构复杂,表面润湿性偏亲水,特别是原油粘度较低,因此其渗流生产特征与中高渗透油田有着明显的不同。
2.5 裂缝性砂岩油田吸水能力较强,水驱各向异性明显
我国许多低渗透油田储层裂缝都比较发育,构成裂缝性砂岩油藏。这类油藏的开发特征与单纯低渗油藏不同,其主要特点是注水井吸水能力较强,水驱和油井见效、见水状况,各向异性表现十分明显。
3.低渗透油藏开发主要技术
3.1 合理井网密度的概念和原则
合理井网密度应以经济效益为中心,同时要合理利用地下资源,达到较好的开发效果。具体要考虑以下一些基本原则:
(1)井网密度首先要适应油层的分布特征,每套开发井网要控制一定的水驱储量,水驱储量控制程度要达到80%以上,水驱动用程度达到70%以上。
(2)井网密度要充分考虑油层的特点,使注入水能够发挥有效的驱替作用、生产井能够见到较好的注水效果,保持较长的稳产时间。
(3)井网密度要有一定的灵活性,为以后油田发生新的情况和变化、需要调整时留有余地。
3.2 整体高效压裂
油层水力压裂工艺技术不仅应用在单井增产增注,而且通过采用油、水井对应压裂和分区块的整体压裂,国内外在开发低和特低渗透率油(气)田中,通过水力压裂使原来没有工业价值的油(气)田,成为具有相当可采储量的油(气)田。从这个意义上来说,油层水力压裂技术是低渗透油田开发的关键技术。
(1)限流法完井压裂工艺技术
采取低密度射孔,大排量施工,依靠压裂液通过射孔炮眼时产生的摩阻,大幅度提高井底压力,从而使压裂自动转向,以相继压开破裂压力相近的各个目的层。这项技术的关键是,根据目的油层的物性、砂岩厚度、纵向相邻油层情况及平面上的连通关系,制定合理的布孔方案,确定每个目的层所射炮眼数量及直径,以此来控制不同油层的处理强度,获得所需要的产液剖面。
(2)投球法多层压裂工艺技术
根据压开层位吸液能力高的特点,在一个压裂层段内压开第一个层后,在低压下挤入高强度暂堵剂将已压开层的炮眼堵住,提高泵压压开第二层,然后再堵第二层再压第三层,这样可在一个层段内形成多条裂缝,其工艺特点是单层处理强度低,有利于重复压裂。
(3)封隔器多层分层压裂工艺技术
该工艺使用“可反洗井多层压裂管柱”,压裂液经过导压喷砂封隔器内的节流嘴,在管柱内外造成节流压差,使上下封隔器坐封,隔离所要处理的层位进行压裂。第一层压裂完后,放掉油管压力,上下封隔器自动解封,即可上提管柱进行另一层段的压裂。
参考文献
[1] 王光付,廖荣凤,李江龙,等.中国石化低渗透油藏开发状况及前景[J].油气地质与采收率,2007,03:84-89.
[2] 张曙振.特低渗透油藏产能研究[D].中国石油大学,2008.
[3] 唐建东,刘同敬,姜汉桥,等.低渗透油藏超前注水合理时机理论研究[J].新疆地质,2007,02:192-195.
[4] 張仲宏,杨正明,刘先贵,等.低渗透油藏储层分级评价方法及应用[J].石油学报,2012,03:437-441.
[5] 曾保全,程林松,李春兰,等.特低渗透油藏压裂水平井开发效果评价[J].石油学报,2010,05:791-796.
[6] 敖科.低渗透油藏合理井网密度研究[D].西南石油大学,2006.
[7] 温庆志,蒲春生,曲占庆,等.低渗透、特低渗透油藏非达西渗流整体压裂优化设计[J].油气地质与采收率,2009,06:102-104,107.
[关键词]低渗透油藏;低孔隙度;开发特征;增产措施
中图分类号:TG109 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)17-0065-01
低渗透油气田在我国油气开发中有着重要意义。我国发现的低渗透油气田占到新发现油气藏的一半以上,而低渗透油气田产能建设的规模则占到油气田产能建设规模总量的70%以上,低渗透油气田已经成为油气开发建设的主战场。仅2008年,低渗透原油产量就占全国原油总产量的37.6%,低渗透天然气产量则占全国天然气总产量的42.1%。
1.低渗透油田的概念和界限
世界上对低渗透油田并无统一固定的标准和界限,只是一个相对的概念。不同国家根据不同时期石油资源状况和技术经济条件而制定,变化范围较大。根据实际生产特征,按照油层平均渗透率可以进一步把低渗透油田分为三类:
1.1 一般低渗透油田
油层平均渗透率为(10.1~50)×10-3μm2。这类油层接近正常油层,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。这类油层与正常油层差别比较明显,一般束缚水饱和度增高,测井电阻率降低,正常测试达不到工业油流标准,必须采取较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,例如长庆安塞油田、大庆榆树林油田、吉林新民油田等。
1.3 超低渗透油田
其油层平均渗透率为(0.1~1.0)×10-3μm2。这类油层非常致密,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。但如果其他方面条件有利,如油层较厚、埋藏较浅、原油性质比较好等,同时采取既能提高油井产量,又能减少投资、降低成本的有力措施,也可以进行工业开发,并取得了一定的经济效益,如延长油矿管理局所开发的大部分油田。
2.低渗透油田的开发特征
低渗透油层不仅因为物性差,影响油井产量低,而且由于孔隙结构复杂,渗流状态异常,导致其油田开发特征与中高渗透油田有很大的不同,甚至发生质的变化。
2.1 井自然产能低,压裂改造后才具有工业开采价值
大多数低渗透油田,由于岩性致密,孔喉半径小,渗流阻力大,导致油井自然产能低,生产压差大。一般边底水都不活跃,天然能量都不充足,再加渗流阻力大,能量消耗快,采用自然消耗方式开发,产量递减快,地层压力下降快,一次采收率很低。
2.2 注水井吸水能力低,启动压力和注水压力上升快
低渗透油田注水开发中存在一个比较普遍的矛盾,就是注水井吸水能力低,启动压力和注水压力高,而且随着注水时间的延长,矛盾加剧,甚至发展到注不进水的地步。
2.3 生产井见注水效果较差,低压、低产现象严重
低渗透油田注水效果与中高渗透油田有显著的不同,油井见效时间比较晚,压力、产量变化比较平缓,不如中高渗透油层敏感和明显。
2.4 见水后产液(油)指数急剧下降,稳产难度很大
低渗透油田,由于储层物性差,孔隙结构复杂,表面润湿性偏亲水,特别是原油粘度较低,因此其渗流生产特征与中高渗透油田有着明显的不同。
2.5 裂缝性砂岩油田吸水能力较强,水驱各向异性明显
我国许多低渗透油田储层裂缝都比较发育,构成裂缝性砂岩油藏。这类油藏的开发特征与单纯低渗油藏不同,其主要特点是注水井吸水能力较强,水驱和油井见效、见水状况,各向异性表现十分明显。
3.低渗透油藏开发主要技术
3.1 合理井网密度的概念和原则
合理井网密度应以经济效益为中心,同时要合理利用地下资源,达到较好的开发效果。具体要考虑以下一些基本原则:
(1)井网密度首先要适应油层的分布特征,每套开发井网要控制一定的水驱储量,水驱储量控制程度要达到80%以上,水驱动用程度达到70%以上。
(2)井网密度要充分考虑油层的特点,使注入水能够发挥有效的驱替作用、生产井能够见到较好的注水效果,保持较长的稳产时间。
(3)井网密度要有一定的灵活性,为以后油田发生新的情况和变化、需要调整时留有余地。
3.2 整体高效压裂
油层水力压裂工艺技术不仅应用在单井增产增注,而且通过采用油、水井对应压裂和分区块的整体压裂,国内外在开发低和特低渗透率油(气)田中,通过水力压裂使原来没有工业价值的油(气)田,成为具有相当可采储量的油(气)田。从这个意义上来说,油层水力压裂技术是低渗透油田开发的关键技术。
(1)限流法完井压裂工艺技术
采取低密度射孔,大排量施工,依靠压裂液通过射孔炮眼时产生的摩阻,大幅度提高井底压力,从而使压裂自动转向,以相继压开破裂压力相近的各个目的层。这项技术的关键是,根据目的油层的物性、砂岩厚度、纵向相邻油层情况及平面上的连通关系,制定合理的布孔方案,确定每个目的层所射炮眼数量及直径,以此来控制不同油层的处理强度,获得所需要的产液剖面。
(2)投球法多层压裂工艺技术
根据压开层位吸液能力高的特点,在一个压裂层段内压开第一个层后,在低压下挤入高强度暂堵剂将已压开层的炮眼堵住,提高泵压压开第二层,然后再堵第二层再压第三层,这样可在一个层段内形成多条裂缝,其工艺特点是单层处理强度低,有利于重复压裂。
(3)封隔器多层分层压裂工艺技术
该工艺使用“可反洗井多层压裂管柱”,压裂液经过导压喷砂封隔器内的节流嘴,在管柱内外造成节流压差,使上下封隔器坐封,隔离所要处理的层位进行压裂。第一层压裂完后,放掉油管压力,上下封隔器自动解封,即可上提管柱进行另一层段的压裂。
参考文献
[1] 王光付,廖荣凤,李江龙,等.中国石化低渗透油藏开发状况及前景[J].油气地质与采收率,2007,03:84-89.
[2] 张曙振.特低渗透油藏产能研究[D].中国石油大学,2008.
[3] 唐建东,刘同敬,姜汉桥,等.低渗透油藏超前注水合理时机理论研究[J].新疆地质,2007,02:192-195.
[4] 張仲宏,杨正明,刘先贵,等.低渗透油藏储层分级评价方法及应用[J].石油学报,2012,03:437-441.
[5] 曾保全,程林松,李春兰,等.特低渗透油藏压裂水平井开发效果评价[J].石油学报,2010,05:791-796.
[6] 敖科.低渗透油藏合理井网密度研究[D].西南石油大学,2006.
[7] 温庆志,蒲春生,曲占庆,等.低渗透、特低渗透油藏非达西渗流整体压裂优化设计[J].油气地质与采收率,2009,06:102-104,107.