曹 偉,田振茂,馬歲贊
(長慶油田分公司第七采油廠,陜西西安 710000)
隨著油氣勘探作業的進一步發展,我國發現的低滲透油田數量也在不斷增加,為了推動我國油氣產業的進一步發展,必須對我國的低滲透油田進行有效的開發,但是與其它類型的油田相比,低滲透油田的開發難度相對較大,開發效果也相對較差,這對于我國油田產業的發展而言十分不利[1]。針對低滲透油田的開發問題,本次研究結合國內外低滲透油田的開發情況,對影響低滲透油田開發效果的相關因素進行全面分析,并提出有效的開發對策,為推動我國油氣產業的進一步發展奠定基礎。
對于低滲透油田而言,其開發效果相對較差的主要原因在于儲層中的孔喉直徑相對較小,一般情況下,低滲透油田中的孔喉直徑的平均值僅為26~43μm,部分更小的孔喉直徑僅有0.2~2.0μm,同時,油層中的比表面積相對較大,可以達到2~20m2/g,受到孔喉直徑相對較小以及比表面積相對較大的影響,使得低滲透油田的滲透率嚴重下降,進行原油開發的難度增加。
對于低滲透油田而言,其滲流規律具有一定的啟動壓力梯度,從本質上分析,滲流規律并不滿足達西定律,具有明顯的非達西定律特征,即儲層中的表面分子力表現十分強烈,賈敏效應表現也十分強烈,孔喉的直徑相對較小,原油邊界層的厚度相對較大。一般情況下,滲流直線的延長線與壓力梯度線的交點可以看作是啟動壓力梯度,滲流直線與壓力梯度線相交的過程中并沒有經過坐標原點,受到儲層中滲透率相對較小的影響,其啟動壓力梯度相對較大[2]。
除了部分高壓低滲透油田以外,其它類型的低滲透油田在彈性階段,其采收率相對較低,僅有1%-2%,地層中的彈性能量相對較小,出現該種現象的主要原因在于底邊水不活躍,儲層的連通性相對較差,在消耗天然能量進行原油開采的過程中,地層中的壓力下降速度相對較快,因此,油田的產量會迅速降低,對低滲透油田進行有效管理的難度相對較大。
在對低滲透油田進行開發的過程中,一般情況下會采用注水開發方式,在注水的過程中,對注水效果進行觀察十分關鍵。對于井距達到280m的油田而言,一般需要注水作業半年以上的時間,才能對注水后的效果進行觀察,此時油田的產量將相對較為穩定,但是產量并不會出現明顯升高的趨勢。對于部分低滲透油田而言,由于向地層內注不進水,因此,工作人員會將注水方式調整為間歇注水方式,此時會對低滲透油田的開發效果產生一定的影響。在另一方面,由于低滲透油田開發過程中的啟動壓力相對較高,地層具有很高的滲流阻力,地層的吸水效果也相對較差,因此,在注水井周圍會消耗大量的能量,注水井周圍地層的壓力升高相對較快。
在對低滲透油田進行注水以后,油田還可能會出現產液指數嚴重下降問題,這主要是因為地層中的巖石具有很強的濕潤性,同時,地層中的油水粘度比也會對產液指數產生嚴重的影響,當地層中的含水率達到55%時,此時的產液指數相對較低,僅有0.4,采油指數僅有0.15,油田實現穩產和提高產量目標的難度相對較大[3]。
地應力也會對低滲透油田產生嚴重的影響,地應力的影響主要可以分為地應力大小影響和地應力方向影響,因此,在對低滲透油田進行開發作業的過程中,需要充分考慮地應力因素。對于低滲透油田而言,一般會采用壓裂開發的方式進行開發,壓裂作業產生的裂縫方向以及形狀會受到地應力的嚴重影響。
目前,經過國內外學者的研究,已經建立起低滲透油田中采收率與井網密度之間的經驗方法,在對低滲透油田進行開發的過程中,首先需要對井網進行合理的布置,井網的密度需要做到適當,不能密度太大,井網布置的過程中還需要考慮低滲透油田的復雜性,可以采用線性注水、加大井距、 減小排距以及平行裂縫的方式進行井網布置。目前,很多低滲透油田已經具有了井網布置的相關經驗,在新低滲透油田開發的過程中,需要汲取國內外低滲透油田的相關經驗。
對于我國的大多數低滲透油田而言,盡管油田的面積相對較大,但是單位面積中的原油儲量相對較低,油層的厚度也相對較少,因此,在進行低滲透油田開發的過程中,需要選擇儲量豐富的區域進行開發。區塊的優選需要在早期階段就介入,根據對油藏的描述,利用三維地震技術,對儲量進行合理的預測,了解地層中的油水變化情況,一般情況下,勘探工作和開發工作需要結合進行,在對儲量豐富的區域進行有效開發以后,再將油田的規模擴大。
在對低滲透油田進行開發的過程中,工作人員也可以采取分層開發方案,盡可能將特征比較相近的層系組合,進行組合式的開發,但是在進行分層開發的過程中,工作人員需要充分考慮目前的開發工藝,保證目前的開發工藝可以解決分層開發中遇到的問題,同時不要過細的將油藏分層,以此降低原油開發的工作量。在進行分層開發的過程中,還需要將相近的油層組合,以此保證注水開發具有很強的適應性,避免層系之間出現嚴重的矛盾問題,這是實現經濟性開發的良好方法。
在低滲透油田開發的過程中還需要引入高效射孔技術,高效射孔技術具有高強度以及油管傳輸的基本特點,在引入該項技術以后,可以使得地層中的壓裂效果得到明顯的提升,地層的破裂壓力會得到降低,進而使得低滲透油田的生產能力可以得到一定的提升。在另一方面,也可以引入深抽工藝,進而使得低滲透油田開發過程中的泵效可以得到有效的提高,在低滲透油田見水以后,產量會出現大幅度降低問題,因此,油田企業需要提高生產壓差,增加抽油深度,進而保障原油的產量處于穩定狀態。
對于我國的低滲透油田而言,單井的產量相對較低,彈性能量也相對較小,在開發的初期階段,對于注水的要求相對較低,因此,開發初期可以減小注水量,進而使得地層壓力可以保持在相對較低的狀態。隨著油田開發的繼續進行,采液指數會產生明顯的變化,此時注采井的比例需要提高,在地層中的微裂縫中注水,進而使得地層的壓力可以保持在原始壓力附近,對于壓力相對較高的低滲透油田或者彈性能量相對較大的油田而言,工作人員可以首先利用天然的能量進行原油開采,在地層中的壓力降低到飽和壓力附近時,工作人員再采取注水開采的方案。
通過本次研究可以發現,對于低滲透油田而言,受到各種因素的影響,進行低滲透油田開發的難度相對較大,開發效果相對較差,但是為了推動我國石油產業的進一步發展,油田企業需要從合理加密井網、合理優選區塊、合理開發層系、高效射孔作業以及重視注水工作等方面出發,采取多種有效措施,全面提高低滲透油田的開發效果。