淺談裂縫性低滲透油藏開(kāi)發(fā)

朱蘇茵

摘 要：本文首先闡述了低滲透油藏在我國(guó)石油工業(yè)中的重要地位以及關(guān)于裂縫性低滲透油藏研究的重要意義；說(shuō)明了對(duì)低滲透油藏界限的界定標(biāo)準(zhǔn)，并列舉了裂縫性低滲透油藏的特點(diǎn)；介紹了裂縫性低滲透儲(chǔ)層的分類(lèi)，并描述了不同類(lèi)型儲(chǔ)層的流體滲流特征；詳細(xì)分析了關(guān)于低滲透油藏中裂縫的研究.最后重點(diǎn)闡述了關(guān)于裂縫性低滲介質(zhì)中滲流理論的研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：裂縫；低滲透油藏；特征；儲(chǔ)層類(lèi)型；水力壓裂；滲流

1.1 低滲透油藏的概念

低滲透是一個(gè)相對(duì)的概念，近20年來(lái)，我國(guó)低滲透油田的勘探開(kāi)發(fā)取得了很大的進(jìn)展，對(duì)于低滲透儲(chǔ)層范圍和界限已有了比較一致的認(rèn)識(shí)，我國(guó)一般采用李道品（1997）的定義，即50×10-3μm2，因?yàn)闈B透率低于50×10-3μm2的儲(chǔ)層必須經(jīng)過(guò)壓裂施工改造才能有效地投入正常開(kāi)發(fā)。

低滲透的內(nèi)在原因是孔隙喉道小。低滲透儲(chǔ)層按地質(zhì)成因分為3種類(lèi)型：即原生低滲儲(chǔ)層（沉積型低滲透儲(chǔ)層）、次生低滲透儲(chǔ)層（成巖型低滲透儲(chǔ)層）和裂縫性低滲透儲(chǔ)層（構(gòu)造型低滲透儲(chǔ)層）。按滲透率大小及開(kāi)采方式亦可分為3類(lèi)：一類(lèi)儲(chǔ)層滲透率50×10-3～10×10-3μm2；二類(lèi)儲(chǔ)層滲透率10×10-3～1×10-3μm2；三類(lèi)儲(chǔ)層滲透率1×10-3～0.1×10-3μm2。

1.2 低滲透油藏的特征

裂縫性低滲透油藏具有以下特點(diǎn)：①埋藏深，一般大于2000m；②儲(chǔ)層滲透性差，小于50×10-3μm2，非均質(zhì)性嚴(yán)重，油層更易污染，產(chǎn)能低而且遞減速度快；③能量不足，提液難度較大，存在啟動(dòng)生產(chǎn)壓差現(xiàn)象，滲流阻力和壓力消耗特別大；④儲(chǔ)集空間變化大、油層頂面深度難以預(yù)測(cè)準(zhǔn)確；⑤油藏的產(chǎn)能受裂縫發(fā)育程度控制；⑥裂縫多以大于70°的垂直縫為主；⑦裂縫發(fā)育在平面和縱向上非均質(zhì)性嚴(yán)重等等。

基于以上特征，在分支水平井開(kāi)采裂縫性低滲透油藏時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)儲(chǔ)層研究，尋找相對(duì)高滲儲(chǔ)層；加強(qiáng)應(yīng)力和裂縫分布研究，水平井延伸方向應(yīng)盡量與裂縫方向垂直，優(yōu)化水平段設(shè)計(jì)；采用欠平衡鉆井，加強(qiáng)油層保護(hù)，減少油層污染。

2.1 低滲透油藏裂縫研究

儲(chǔ)層裂縫既是滲流通道，又可作為儲(chǔ)集空間，控制著油氣的滲流和分布。因此深入研究?jī)?chǔ)層裂縫，對(duì)于提高低滲透油藏的采收率具有重要意義。

對(duì)裂縫的預(yù)測(cè)主要有以下4 種方法：裂縫地質(zhì)建模與隨機(jī)模擬方法、構(gòu)造方法、地震方法和綜合分析方法。

在描述裂縫時(shí)，通常用裂縫密度來(lái)評(píng)價(jià)裂縫的發(fā)育程度。裂縫密度有3種表示方法：①體積密度，單位體積內(nèi)裂縫壁表面積的一半；②面密度，單位面積內(nèi)裂縫的長(zhǎng)度；③線(xiàn)密度，微裂縫與垂直于該組裂縫的單位測(cè)線(xiàn)上的交點(diǎn)數(shù)。但是這種方法存在以下缺陷：一是在裂縫發(fā)育段取心收獲率一般很低，巖心多破裂成小的碎塊，歸位和裂縫統(tǒng)計(jì)都十分困難；二是由于巖心直徑有限，高角度、大間距的裂縫密度統(tǒng)計(jì)無(wú)法進(jìn)行。人們進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)：儲(chǔ)層構(gòu)造裂縫的復(fù)雜形態(tài)及分布可概括為具有隨機(jī)表象的多重尺度問(wèn)題，具有明顯的分形特征。于是便開(kāi)始采用分形方法研究和評(píng)價(jià)儲(chǔ)層構(gòu)造裂縫，并由此進(jìn)一步定量預(yù)測(cè)其三維分布。

3.1 低滲透油藏的開(kāi)發(fā)基本做法

（1）儲(chǔ)層保護(hù)

水敏、水鎖、速敏、酸敏損害是低滲、特低滲油藏儲(chǔ)層的主要損害因素，并且都隨滲透率的降低損害程度增加，所以低滲、特低滲儲(chǔ)層更需要加強(qiáng)儲(chǔ)層保護(hù)工作。水敏、水鎖損害的主要原因是外來(lái)液體水的入侵，為減輕這方面的損害，我們采取高速近平衡鉆井技術(shù)，縮短建井周期，3500米井深的建井周期平均為63天，從而減少鉆井液對(duì)儲(chǔ)層的侵入程度和浸泡時(shí)間，減輕了對(duì)儲(chǔ)層損害程度。油井作業(yè)采取儲(chǔ)層無(wú)污染或輕微污染方案施工，同時(shí)最近新打的井采用負(fù)壓射孔和避射技術(shù)，以此保護(hù)儲(chǔ)層。

（2）早期高壓注水，高壓分注

根據(jù)大慶油田早期注水高效開(kāi)發(fā)的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合濮67塊沙三中6-10低滲油藏的特性，實(shí)施早期高壓注水，注水地面井口壓力為25-30MPa ，同時(shí)實(shí)施高壓分注，解決層間矛盾，注夠水，注好水，保持地層壓力。

3.2 低滲透油藏注水開(kāi)發(fā)的不利影響因素

（1）孔吼半徑太小

若油層滲透率k=0.74×10-3μm2，孔隙度？=0.129，由公式r=8k/？得r=0.21（μm）孔喉比一般為1/5～1/10，則喉道半徑為0.042～0. 021μm，而經(jīng)水處理后的水中顆粒半徑最大為2μm（裂縫注水例外）。

（2）水敏

油氣層水敏性的基本原因是儲(chǔ)集層中含有可水化膨脹或分散運(yùn)移的水敏性粘土礦物。從美國(guó)學(xué)者提出的不同粘土礦物對(duì)地層的損害指數(shù)及其與產(chǎn)狀分布的相關(guān)系數(shù)，可知水敏性大小與其含量、類(lèi)型及分布有關(guān)，其中蒙脫石的影響最大。濮67塊沙三中6-10油藏的粘土礦物有高嶺石、伊利石、綠泥石及伊一蒙混層，含量約8%，分布類(lèi)型以孔隙內(nèi)襯、孔隙充填為主，加上孔喉半徑小，采用注水開(kāi)發(fā)易產(chǎn)生水敏損害。

（3）伴生氣的存在，導(dǎo)致氣液兩相流動(dòng)，液流阻力大為增加，當(dāng)存在氣液兩相流動(dòng)時(shí)，賈敏效應(yīng)阻力不容忽視。

3.3 低滲透油藏采收率的探討

濮67塊沙三中6-10油藏埋藏深，儲(chǔ)層物性差，滲透率低，邊水不活躍，天然能量主要為液體和儲(chǔ)層巖石的彈性能量、溶解氣驅(qū)能量。

根據(jù)彈性可采儲(chǔ)量公式見(jiàn)式（3-1）

Nn=Ce·V·△P·D0/B0 （3-1）

其中：Ce=Cl·+Cf

式中：Ce—綜合彈性壓縮系數(shù)（1/MPa）；

—孔隙度（小數(shù)），取0.129；

Cl—液體壓縮系數(shù)（1/MPa），取13.0×104；

Cf—儲(chǔ)層巖石壓縮系數(shù)（1/MPa），取1.5×104；

V—地層體積（km2·m），取69.36×106；

△P—地飽壓差（MPa），取12.2；

D0—地面原油密度（t/m3），取0.850；

B0—原油體積系數(shù)，取1.38。

計(jì)算得Nn=16.66×104t

由此可以看出，低滲油藏完全靠天然能量開(kāi)采，最終采收率僅為15.93%，只有采取早期注水方式加強(qiáng)地層能量補(bǔ)充和油層改造才能取得較好的開(kāi)發(fā)效果。

認(rèn)識(shí)與建議：

油田低滲透油藏動(dòng)用儲(chǔ)量0.92×108t，占油田的62%，可采儲(chǔ)量0.28×108t，年產(chǎn)油85×104t，占油田的77.6%，采收率為13.1%，每年新增生產(chǎn)能力1.9×104t。因此，開(kāi)發(fā)好低滲透油藏具有重大意義。

結(jié) 論

根據(jù)深埋藏低孔低滲透油藏的特性，下面總結(jié)幾條建議：

（1）壓裂、重復(fù)壓裂穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)。壓裂、重復(fù)壓裂技術(shù)是改善儲(chǔ)集層滲流特性，發(fā)揮低滲油藏潛力的重要手段，為保證壓裂的成功實(shí)施，要求固井質(zhì)量完好，但如何控制其在油層部位造縫和造縫尺寸是個(gè)仍待解決的至關(guān)重要的問(wèn)題；

（2）采取鉆井和鉆井流體最新勘探開(kāi)發(fā)低滲、特低滲儲(chǔ)集層，如應(yīng)用水平井、分枝井、大位移井、水平井、欠平衡鉆進(jìn)等新型鉆井方法及氣體、泡沫、氣化液體、低濾失量鉆井完井流體等技術(shù)；

參考文獻(xiàn)：

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