低滲油藏滲流特征分析與調整對策

謝雪瑩+劉偉+萬洪波+耿鵬鵬+李國強

摘要：近年來低滲透油氣藏已成為增儲的基礎資源，然而低滲透油藏的非線性滲流的影響因素、滲流規律的研究是目前低滲油藏的開發的關鍵。低滲透油藏由于滲透率低，孔隙結構復雜，滲流環境復雜，因而其油、水滲流特點、規律要比中高滲透儲層復雜得多。油田開發實踐表明：與中高滲油田相比，低滲透油田在開發效果上存在很大差異。其原因在于低滲透油氣藏滲流規律有著不同于中高滲油氣藏滲流規律的特殊性，二者在油田開發效果上存在的差異正是這種滲流規律的特殊性引起的。因此，必須加快特低滲油氣藏滲流機理研究，為低滲油氣藏穩產增產奠定基礎。

關鍵詞：非線性滲流；低滲透油藏；耦合作用；穩產增產

低滲透油藏由于滲透率低，孔隙結構復雜，滲流環境復雜，因而其油、水滲流特點、規律要比中高滲透儲層復雜得多。油田開發實踐表明：與中高滲油田相比，低滲透油田在開發效果上存在很大差異。因此，必須加快特低滲油氣藏滲流機理研究，為低滲油氣藏穩產增奠定基礎。由于低滲透油藏的特異性，使得低滲油藏的開發具有一定的難度，因此許多專家和研究人員對低滲的滲流機理和開發做了大量的實驗和實際研究。油藏巖石和流體的物性參數是油藏開發研究的基礎，對于特低滲油藏具有物性復雜、滲流規律異常的特點，且低滲油氣藏的開發沒有同一固定的標準，使得實驗數據的可靠性得不到保證，且大量低滲油藏開發的疑難問題尚未解決。本文通過文獻的調研，總結國內外近年來開發實驗室對低滲和特低滲巖心樣品的測量方法和技術，歸納了實驗測試結果，并提出了一些解決方案。

1低滲油氣藏非線性滲流的影響因素

①低滲透的非達西滲流現象，不僅是巖石孔隙結構的影響，而且也與巖石各相間的表面性質、有效壓應力、儲層比表面積作用、流體本身的流變性質及巖石流體的耦合作用有關。②低滲油藏彈性能量小、油層孔喉細小、產油能力低、油井見注水效果緩慢、具有啟動壓力梯度等特點，對此特征我國各個油田研究出了相應的合理開采方案（控時注水、精布井網、注氣開采、合理壓裂）使得低滲油藏的開發得到進一步發展。達西定律作為一個基本定律一直被廣泛的應用于油藏工程計算中，然而在生產實踐中很多情況下涉及非達西滲流問題。當流體滲流速度很低或很高時，流體滲流規律會偏離達西線性滲流規律。在低滲透油氣田開發中，流體滲流會出現低速非達西滲流，典型的非達西滲流曲線如圖1所示。這種非達西滲流的特征是：當壓力梯度小于某一個值時，流體不會流動，這樣就會存在一個小于最小啟動壓力梯度A的靜止區、大于最大啟動壓力梯度C的線性滲流區和二者之間的非線性區。

曲線中，A點對應的壓力梯度為最小啟動壓力梯度，壓力梯度小于此點對應的值，流體不流動；C點對應的壓力梯度為最大啟動壓力梯度，壓力梯度大于此點對應的值，滲流呈現線性滲流（EF段）；B點為直線段 EF 的延長線與壓力梯度軸的交點，稱為擬啟動壓力梯度。

綜合前人的研究成果，對低滲透砂巖儲層的滲流特點總結如下：（1）滲流時存在啟動壓力梯度；（2）在一定驅替壓力梯度范圍內，滲流規律呈非線性特征、巖石的滲透率不是常數，隨壓力梯度變化；（3）當驅替壓力梯度大于一定值后，滲流規律呈擬線性滲流特征，并且線性段的延長線不過坐標原點；（4）低滲透砂巖儲層中流體流動的橫截面積是可變的。

2 低滲油藏開發對策研究現狀

2.1 合理井距。由于低滲透油田壓力波傳播時間與壓力梯度密切相關，注水見效時間與啟動壓力梯度成正比與井距的立方成正比。目前低滲油田普遍存在著注水井注不進水，形成高壓區；采油井降為低壓區，采不出油，油田生產形勢被動。解決這一矛盾的重點是適當縮小井距，合理增大井網密度。研究表明，影響低滲儲層驅替壓力系統建立的最主要因素是啟動壓力梯度。因此在GGY油田低滲透油藏的開發中應適當縮小注采井距提高驅替壓力梯度，采取整體壓裂措施減小啟動壓力梯度。

2.2 合理注入壓力。對于一般低滲油田為了恢復地層壓力提高油井產量和改善油田開發效果，注水壓力可以適當提高，但注入壓力不能高于能夠誘發導管能夠變形或者斷挫的臨界壓力，以防止大量生產套管損壞和油井暴性水淹等嚴重問題。劉露等針對低滲透油藏特殊的滲流規律，通過巖心驅替實驗，研究低滲透儲層的啟動壓力梯度及注水壓力變化規律，結果表明：啟動壓力梯度過高，注水困難，隨巖心滲透率的增大，注水壓力梯度與油層突破壓力梯度降低，而注水壓力梯度隨注入量的增加而增大，因此降壓增注是高效開發低滲油田的重要方法。

2.3 壓裂開發技術研究。目前針對低滲油藏的壓裂工藝技術有：限流法完井壓裂工藝技術、投球發法多層壓裂技術、封隔器多層分層壓力技術，CO2壓裂工藝技術、高能氣體壓裂、復合壓裂工藝技術等。李忠興通過深入研究超低滲透油藏滲流特征，定量描述了動壓力梯度和壓力敏感系數的非線性變化規律，研究并試驗了以前置酸加砂壓裂、多級加砂壓裂、水力射孔射流壓裂為主體的開發技術，有效地改善了平面和剖面滲流條件，為規模開發超低滲透油藏提供了新途徑。研究發現，破膠液的濾失是造成儲層水鎖傷害的主要原因。提出：優化壓裂液配方，提高破膠液返排性能和質量是降低儲層水鎖傷害程度的關鍵措施。

3 結論

國內學者從微觀角度出發描述滲流規律，建立數學模型。此外，人們根據低滲油藏滲流特征，對注水時機、合理井距、壓裂技術、氣驅技術等低滲油藏的開發進行了研究。油田開發實踐表明：與中高滲油田相比，低滲透油田在開發效果上存在很大差異：（1）絕大部分低滲油藏天然能量不足，產量下降快，注水井吸水能力差；（2）注水壓力高，而采油（氣）井難以見到注水效果；（3）見水后含水上升快，采液指數和采油（氣）指數急劇下降；（4）油田最終采收率低等特征。其原因在于低滲透油氣藏滲流規律有著不同于中高滲油氣藏滲流規律的特殊性，二者在油田開發效果上存在的差異正是這種滲流規律的特殊性引起的。因此，必須加快特低滲油氣藏滲流機理研究，為低滲油氣藏穩產增產奠定基礎。

參考文獻：

[1]楊赤宸.低滲透油藏高含水期縱向水驅優化技術研究[D].中國石油大學（華東）2014

[2]王靜.長慶鐮刀灣低滲透油藏多功能化學降壓增注體系研究[D]. 中國石油大學（華東）2016

[3]湯曉威.低滲油藏仿水平井注采井網滲流規律及優化研究[D]. 中國石油大學（華東）2014endprint