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摘要:低渗透油田的开发较为困难,原因在于这类油田虽然有丰富的石油储备,但是由于一些客观因素的存在,导致石油的渗出率较低,导致单井的产能较低。我国的低渗透油田占所有油田数量的60%以上,有很高的开发前景和开发需求,为了能够提高单井产能,需要对油田开发中的压敏效应进行分析,实现对这类油田的合理开采和应用。
关键词:低渗透;油田开发;特征;对策
随着全球经济的不断发展,石油已成为不可或缺的能源。低渗透油藏在我国分布较为广泛,只有对低渗透油田进行有效开发,才能提高石油的开采效率,增加我国的石油储备量。低渗透油田开发技术日渐成熟,应当合理使用,将采油和注水工作相互结合,以此获得更大的采收率,促进石油开采的可持续性发展。
1.低渗透油藏注水开发特征因素分析
1.1地质因素
(1)孔隙结构。孔隙结构是指岩石内的孔隙和喉道类型、大小、分布及其相互连通关系,孔喉半径是影响渗透率大小的直接因素。在低渗透油藏中,其储层孔径与喉道、孔隙壁上流体吸附滞留层的厚度处于同一个数量级,因此吸附滞留层的流体会渗入孔隙当中。该流体一般为静止状态,只有存在压力梯度时,低渗透储层流体才会发生流动。如果压力梯度没有达到储层流体流动所需的压力梯度值,则该压力无法驱动流体。一般来说,孔隙的非均匀性随着孔隙的复杂程度而增加,因此孔隙结构越复杂,开发效果越差。在数量级越小的孔径与孔喉中,流体流动所需的压力梯度越大,开发效果也不尽人意。
(2)夹层频率。储存在夹层中的中高渗油层易开采,对于低渗透储层来说,若夹层适量,为了提高油气的采收率,可增加油层水洗厚度;若夹层过量,厚砂体被分为多个薄砂体,储层流动特性受到阻碍,尤其是低渗透砂岩,进行水淹时不能有效控制流体的运动,很难达到预期的效果。
(3)砂体内部的结构。物性对低渗透油藏中的渗流起着决定性作用,哪怕是一个微小的变化,都能使其受到严重影响。在低渗透油藏中,相对于中高渗储层而言,河道砂体切割界面及内部非渗透层对流体运动的阻碍更大。在同一小层内,砂体在纵向上因存在不渗透隔层,使得部分砂体的注采关系出现不匹配现象。河道切割界面产生泥层,导致界面处渗透率下降,低渗透储层两侧砂体受到影响,连通性随之下降,甚至可以导致两者失去联通性,而中高渗储层砂岩的连通性受到的影响则小得多。除此之外,相同砂体中沉积相带的改变会降低储层间的连通性,严重者可致使两者不连通。
1.2开发因素
(1)渗流特性。达西渗流定律不适用于低渗透油藏,低渗透油藏的渗流特征曲线以临界点为分界点,可分为拟线性段和非线性段。在非线性段,压力梯度处于较低水平时,只有较大孔隙中的流体才会发生流动,在压力梯度不断上升的过程中,较小孔隙中的流体一旦获得了足够的压力,也会发生流动。压力梯度越大,能驱动越多的孔隙流体,获得的油气产量也越多。压力梯度达到临界点时,可流动孔隙流体全部参与其中,若压力梯度继续上升,获得的油气产量仍会增加。
(2)贾敏效应。低渗透油藏的孔径与孔喉半径都较小,当油滴或气泡通过孔喉窄口时,会产生附加阻力,部分油或水经过时,会停留在孔喉中,形成贾敏效应。该效应会导致油井的产液量、产油量下降,降低油气的采收率。
(3)压敏效应。压敏效应是低渗透油藏储层中常见的一种现象,压力过大时,储层孔隙的形状会发生改变,孔喉会被拉长、变细,而孔隙度保持不变。此时渗透率会迅速下降,压敏效应造成孔隙结构的改变是永久性的。在油田開发过程中,随着开发过程的进行,地层压力逐渐下降,从而造成岩石有效压力增加,此时岩层受到压缩,引起储层渗透率的下降,进而影响油井的产能。
2低渗透油藏注水开发效果改善措施分析
2.1采用单砂体合注合采
以小层为基本单位,以单砂体为基本单元,对单砂体逐个进行合注合采,在纵向上充分提高各单砂体的利用率,提高油气的采收率。
2.2加强对水平井开发的力度
水平井在低渗透油藏开发过程中,有着不可忽视的开发潜力。其作用是增加单井的控制面积,在互相切割的河道砂体处,对不渗透夹层进行钻探,以改善河道切割界面及非渗透夹层的不利影响。
2.3适当放大生产压差
适当放大生产压差,增加压力梯度,启动压力较高的流体得以开始参与流动。放大压差的方法较多,常用方式是增加注水压力、压裂及降低井底的流压等。
2.4缩减注采井距
注采井距过大时,控制面积和流动孔隙的数量都处于较低水平,缩减注采井距可以有效提高产量。井距需要根据启动压力梯度、生产成本及储层采收率等因素决定,在控制生产成本的同时,达到最佳效果。
2.5早期分层注水
低渗透油田可开采的油层数量较少,且层间渗透性差异较大。油水井在产油吸水的过程中,层间问题较为突出。在注井的早期,应当进行合理的分层注水,加速含水的速度,并投入新的注井,改善井的分层情况,降各层间不利的影响因素,确保低渗透油田的开发效果。新投注井分层这一环节最重要的是根据砂体的分布范围、连通性好坏,设置合适的注水量。
考虑到初期砂岩的吸水速率较快,因此要加大注水强度。其次,细分层注水也要合理,否则原有层间的矛盾依然存在。密切观察周围的动态变化情况,如油井的层段、层段内吸水、厚度等,为注水细分工作做好准备。若注水井的套管受损,由于实际使用面积不大,可承压较高的封隔器,密封效果不受影响。分层注水这一措施可以减缓含水速度,降低油层的开采难度。针对新投井的实际需求,决定采用分层注水方案或直接注水方案。检查套管受损的严重程度,按照套管封闭要求,规范使用封隔器进行封隔处理。
分层注水最大的优点在于,对各个细层实施更加精确的注水方案,深入了解差油层的状况,降低了原有层间的矛盾。油井分层完成后,做好油井动态的观察工作,并记录其特征,对层段较少、厚度较大、层段吸水效果不佳的油井加以细分注水操作。分层注水的同时,应增加新投井进行合理分层,有效降低层间矛盾。
2.6高水质注水的方法
低渗透油田的储层孔隙结构复杂多变,流体的渗透效果较差,因此注水时需要根据实际情况,对水质做精细化的处理,确保水站的水质符合要求。对水质的严格保护也是必不可少的,做好地面管线、井下管柱和下井工具的检查和保养工作,防止腐蚀情况发生,并保证水质不受污染。
2.7周期注水的方法
储层发生裂缝时,裂缝的形态和方向性都是不一致的,直接影响到储层的非均质性。注水操作中,顺着高深头层、裂缝方向注水,会导致油层数和吸水减少,出现层间不良线性等问题。为了避免上述问题,应该采用周期性注水的方式。对注水量、采储量进行周期性调整,油层中的压力会变得不稳定,此时底层中的流体会根据层间情况重新分布,毛细管渗吸的速率加快,加强注水波及系数、吸油效果,提高油气产量。
3.结论与认识
近年来,随着经济增长速率加快,人们对石油的需求量与日俱增。值得一提的是,开采量与需求量之间始终存在矛盾。在实际开采过程中,分层注水开发技术的使用,可以提高油田的开发效果。低渗透油田的开采过程中,应根据其实际情况,采取合理的注水采油方式,对平面注水结构进行针对性调整,扩大水驱波及体积,分层注水的同时投入新的注井,有效降低层间矛盾,提高油田的采收率和经济效益。
参考文献:
[1]葛兆龙;低渗气藏脉冲磨料射流射孔增产机理及实验研究[D];重庆大学;2011年
[2]佟斯琴;大庆油田低渗透储层渗流规律及数值模拟技术研究[D];中国地质大学(北京);2012年
[3]王冕冕;低渗透油藏井网井距及有效动用方式研究[D];西南石油大学;2011年
关键词:低渗透;油田开发;特征;对策
随着全球经济的不断发展,石油已成为不可或缺的能源。低渗透油藏在我国分布较为广泛,只有对低渗透油田进行有效开发,才能提高石油的开采效率,增加我国的石油储备量。低渗透油田开发技术日渐成熟,应当合理使用,将采油和注水工作相互结合,以此获得更大的采收率,促进石油开采的可持续性发展。
1.低渗透油藏注水开发特征因素分析
1.1地质因素
(1)孔隙结构。孔隙结构是指岩石内的孔隙和喉道类型、大小、分布及其相互连通关系,孔喉半径是影响渗透率大小的直接因素。在低渗透油藏中,其储层孔径与喉道、孔隙壁上流体吸附滞留层的厚度处于同一个数量级,因此吸附滞留层的流体会渗入孔隙当中。该流体一般为静止状态,只有存在压力梯度时,低渗透储层流体才会发生流动。如果压力梯度没有达到储层流体流动所需的压力梯度值,则该压力无法驱动流体。一般来说,孔隙的非均匀性随着孔隙的复杂程度而增加,因此孔隙结构越复杂,开发效果越差。在数量级越小的孔径与孔喉中,流体流动所需的压力梯度越大,开发效果也不尽人意。
(2)夹层频率。储存在夹层中的中高渗油层易开采,对于低渗透储层来说,若夹层适量,为了提高油气的采收率,可增加油层水洗厚度;若夹层过量,厚砂体被分为多个薄砂体,储层流动特性受到阻碍,尤其是低渗透砂岩,进行水淹时不能有效控制流体的运动,很难达到预期的效果。
(3)砂体内部的结构。物性对低渗透油藏中的渗流起着决定性作用,哪怕是一个微小的变化,都能使其受到严重影响。在低渗透油藏中,相对于中高渗储层而言,河道砂体切割界面及内部非渗透层对流体运动的阻碍更大。在同一小层内,砂体在纵向上因存在不渗透隔层,使得部分砂体的注采关系出现不匹配现象。河道切割界面产生泥层,导致界面处渗透率下降,低渗透储层两侧砂体受到影响,连通性随之下降,甚至可以导致两者失去联通性,而中高渗储层砂岩的连通性受到的影响则小得多。除此之外,相同砂体中沉积相带的改变会降低储层间的连通性,严重者可致使两者不连通。
1.2开发因素
(1)渗流特性。达西渗流定律不适用于低渗透油藏,低渗透油藏的渗流特征曲线以临界点为分界点,可分为拟线性段和非线性段。在非线性段,压力梯度处于较低水平时,只有较大孔隙中的流体才会发生流动,在压力梯度不断上升的过程中,较小孔隙中的流体一旦获得了足够的压力,也会发生流动。压力梯度越大,能驱动越多的孔隙流体,获得的油气产量也越多。压力梯度达到临界点时,可流动孔隙流体全部参与其中,若压力梯度继续上升,获得的油气产量仍会增加。
(2)贾敏效应。低渗透油藏的孔径与孔喉半径都较小,当油滴或气泡通过孔喉窄口时,会产生附加阻力,部分油或水经过时,会停留在孔喉中,形成贾敏效应。该效应会导致油井的产液量、产油量下降,降低油气的采收率。
(3)压敏效应。压敏效应是低渗透油藏储层中常见的一种现象,压力过大时,储层孔隙的形状会发生改变,孔喉会被拉长、变细,而孔隙度保持不变。此时渗透率会迅速下降,压敏效应造成孔隙结构的改变是永久性的。在油田開发过程中,随着开发过程的进行,地层压力逐渐下降,从而造成岩石有效压力增加,此时岩层受到压缩,引起储层渗透率的下降,进而影响油井的产能。
2低渗透油藏注水开发效果改善措施分析
2.1采用单砂体合注合采
以小层为基本单位,以单砂体为基本单元,对单砂体逐个进行合注合采,在纵向上充分提高各单砂体的利用率,提高油气的采收率。
2.2加强对水平井开发的力度
水平井在低渗透油藏开发过程中,有着不可忽视的开发潜力。其作用是增加单井的控制面积,在互相切割的河道砂体处,对不渗透夹层进行钻探,以改善河道切割界面及非渗透夹层的不利影响。
2.3适当放大生产压差
适当放大生产压差,增加压力梯度,启动压力较高的流体得以开始参与流动。放大压差的方法较多,常用方式是增加注水压力、压裂及降低井底的流压等。
2.4缩减注采井距
注采井距过大时,控制面积和流动孔隙的数量都处于较低水平,缩减注采井距可以有效提高产量。井距需要根据启动压力梯度、生产成本及储层采收率等因素决定,在控制生产成本的同时,达到最佳效果。
2.5早期分层注水
低渗透油田可开采的油层数量较少,且层间渗透性差异较大。油水井在产油吸水的过程中,层间问题较为突出。在注井的早期,应当进行合理的分层注水,加速含水的速度,并投入新的注井,改善井的分层情况,降各层间不利的影响因素,确保低渗透油田的开发效果。新投注井分层这一环节最重要的是根据砂体的分布范围、连通性好坏,设置合适的注水量。
考虑到初期砂岩的吸水速率较快,因此要加大注水强度。其次,细分层注水也要合理,否则原有层间的矛盾依然存在。密切观察周围的动态变化情况,如油井的层段、层段内吸水、厚度等,为注水细分工作做好准备。若注水井的套管受损,由于实际使用面积不大,可承压较高的封隔器,密封效果不受影响。分层注水这一措施可以减缓含水速度,降低油层的开采难度。针对新投井的实际需求,决定采用分层注水方案或直接注水方案。检查套管受损的严重程度,按照套管封闭要求,规范使用封隔器进行封隔处理。
分层注水最大的优点在于,对各个细层实施更加精确的注水方案,深入了解差油层的状况,降低了原有层间的矛盾。油井分层完成后,做好油井动态的观察工作,并记录其特征,对层段较少、厚度较大、层段吸水效果不佳的油井加以细分注水操作。分层注水的同时,应增加新投井进行合理分层,有效降低层间矛盾。
2.6高水质注水的方法
低渗透油田的储层孔隙结构复杂多变,流体的渗透效果较差,因此注水时需要根据实际情况,对水质做精细化的处理,确保水站的水质符合要求。对水质的严格保护也是必不可少的,做好地面管线、井下管柱和下井工具的检查和保养工作,防止腐蚀情况发生,并保证水质不受污染。
2.7周期注水的方法
储层发生裂缝时,裂缝的形态和方向性都是不一致的,直接影响到储层的非均质性。注水操作中,顺着高深头层、裂缝方向注水,会导致油层数和吸水减少,出现层间不良线性等问题。为了避免上述问题,应该采用周期性注水的方式。对注水量、采储量进行周期性调整,油层中的压力会变得不稳定,此时底层中的流体会根据层间情况重新分布,毛细管渗吸的速率加快,加强注水波及系数、吸油效果,提高油气产量。
3.结论与认识
近年来,随着经济增长速率加快,人们对石油的需求量与日俱增。值得一提的是,开采量与需求量之间始终存在矛盾。在实际开采过程中,分层注水开发技术的使用,可以提高油田的开发效果。低渗透油田的开采过程中,应根据其实际情况,采取合理的注水采油方式,对平面注水结构进行针对性调整,扩大水驱波及体积,分层注水的同时投入新的注井,有效降低层间矛盾,提高油田的采收率和经济效益。
参考文献:
[1]葛兆龙;低渗气藏脉冲磨料射流射孔增产机理及实验研究[D];重庆大学;2011年
[2]佟斯琴;大庆油田低渗透储层渗流规律及数值模拟技术研究[D];中国地质大学(北京);2012年
[3]王冕冕;低渗透油藏井网井距及有效动用方式研究[D];西南石油大学;2011年