低滲透油藏改善開發效果技術對策研究

雷傳玲

（中國石油大港油田分公司第一采油廠，天津300280）

近年來，低滲透油氣藏開發已經成為我國油氣開發的主體，在油氣產量構成中其比例逐年上升，地位越來越重要。隨著低滲油田開發，出現“低采油速度、低采出程度”的“雙低”開采現狀，針對典型區塊，落實“雙低”油田開采現狀及造成“雙低”現狀的瓶頸技術問題，開展低滲透油藏儲層研究，制定現實有效的開發方式，不斷完善注采井網，形成一套低滲透“雙低”油藏經濟有效開發動用、提高最終采收率的技術方法，指導并完低速低效典型區塊開發方案的編制，為類似的低滲透儲層有效開發提供借鑒。

1 六間房低滲透油藏基本地質特征

六間房油田位于黃驊坳陷北大港構造帶西部，為一大型鼻狀構造。主力油層為沙河街組沙一下段和沙三段，油藏埋深2863.2-3756.0m。沉積層序主要受北大港構造帶控制，區內具有緊鄰活躍物源區、邊界斷層活動強烈、湖岸坡短而陡、且快速下陷的地質背景，因而導致各種碎屑物質直接搬運入湖，形成各種重力流沉積。儲層為泥質膠結的細砂巖，巖性致密，整體為泥包砂沉積特征，在垂向上隨著埋深的增加，孔隙度和滲透率降低的趨勢明顯，油層孔隙度15%～18%，滲透率6～25×10-3μm2。儲層類型隨深度增加從中孔低滲變為低孔特低滲。

2 低滲透油藏開發效果影響因素

2.1 儲層因素

六間房低滲油藏儲集層主要為重力流沉積。沙一段發育的重力流水道是一種事件性沉積，多期陣發性的濁流，可以形成疊置連片的復合砂體，也可以形成孤立的砂體，這種沉積特征使得該類儲層非均質性較強。重力流水道在平面上呈條帶狀分布，整體以北東-南西向為主，規模不等，研究區內多見水道分叉、合并現象，形成復合水道體，這種水道復合體規模較大，儲集砂體發育，通常也是重力流水道儲層物性較好的砂體。沙三段發育的深水濁積扇砂體呈扇狀或透鏡狀，多孤立分布，大小不等，巖性主要為中細砂巖、含泥礫細砂巖、粉砂巖和泥質砂巖，其在平面上分布呈規模不等的扇體，整體上呈北南向延伸。這種扇體的分布缺乏規律性，彼此相關性不大，給儲層預測帶來較大困難。

2.2 滲流因素

利用恒速壓汞實驗研究了六間房油田F24-27 井的微觀孔隙結構，以微細吼和細吼為主，滲流阻力大。

利用掃描電鏡對F24-27 井27 塊巖心的孔隙結構進行了分析，滲透率范圍為0.06-2.38mD，深度范圍為3794.62-3806.22米。在高放大倍率下可以觀察到巖心中的敏感性礦物，F24-27井巖心中主要存在三種敏感新礦物，分別是伊蒙混層、伊利石為水敏礦物，粒間鐵白云石為酸敏礦物，鉀、鈉長石為堿敏礦物，敏感礦物造成儲層滲透率降低。

對F24-27 井巖心進行水敏性分析，結果顯示F24-27 井水敏測試結果為中等偏強- 強水敏儲層，平均水敏強度為74.44%。注水開發時，注入水礦化度易引起粘土礦物膨脹、分散、遷移、堵塞，從而導致儲層滲透率下降的現象[1]。

2.3 開發因素

六間房油田1973 年投入開發，1999 年注水開發后，初期增油效果明顯，受益井壓裂后更是獲得了高產穩產，隨著低滲油藏注水開發的難度加大，受益井呈現水淹和低能兩級分化，表現出采油速度低、采出程度低、標定采收率低。六間房F2025 斷塊主力層沙三2-3-1 砂體開發效果差，地層原始壓力系統屬于異常高壓系統，注水開發困難。共有11 口井鉆遇，目前僅有3 口井生產，無注水井未形成系統的開發井網，因此目前的開發模式已不適應低滲透油藏的有效開發。

3 低滲透油藏儲層甜點認識

3.1 低滲透油藏五元綜合儲層分級評價方法

由于低滲透油藏儲層特征和滲流特征明顯不同于中高滲透油藏，因而以往以滲透率為主要評價參數的中高滲透油藏儲層分級評價方法不適合評價低滲透油藏，需要新的儲層分級評價方法來評價低滲透油藏。

研究結果表明：平均喉道半徑和可動流體百分數與區塊的開發效果成正相關關系，即平均喉道半徑越大或者可動流體百分數越高，開發效果越好；啟動壓力梯度、原油粘度和粘土礦物成分與區塊的開發效果成負相關，即啟動壓力梯度越高、原油粘度越高或者粘土礦物含量越高，區塊開發效果越差。為此，提出了“五元綜合分類系數”概念，它是在單因素分析的基礎上，對各參數進行歸一化處理得到的。其表達式為：

式中，S0為可動流體百分數，%；Sostad為四類參數標準可動流體百分數，%；rm為平均喉道半徑，μm；rmstad為四類參數標準平均喉道半徑，μm；λ 為擬啟動壓力梯度，MPa/m；λstad為四類參數標準擬啟動壓力梯度，MPa/m；m 為粘土礦物含量，%；mstad為四類參數標準粘土礦物含量，%；μ 為原油粘度，mPa·s；μstad為四類參數標準原油粘度，mPa·s。

綜合分類標準為：

I 類：Feci>8； Ⅱ類：5

Ⅲ類：2

利用該方法，對港2025 斷塊儲層進行綜合分類，見表1。

3.2 低滲透儲層甜點篩選

所謂低滲透儲層甜點篩選，就是針對某一特定低滲透儲層（原油粘度為定值），對該儲層內任一點進行五元綜合評價（平均喉道半徑、可動流體百分數、啟動壓力梯度、粘土礦物含量及油層厚度），計算得到該點的綜合評價系數，由點及面，得到該儲層的五元分類系數圖，從而找到有利開發的油氣聚集區。

通過對F24-27 井巖心的室內研究與分析，分別得到了平均喉道半徑、可動流體百分數、啟動壓力梯度與滲透率的關系曲線，進而得到它們與滲透率的關系式。G2025 斷塊內任一處的平均喉道半徑、可動流體百分數及啟動壓力梯度均可根據相關公式由該處的滲透率計算得到。以井點測井解釋結果為基礎，通過插值方法得到儲層各處的粘土含量與油層厚度。

通過以上方法，得到G2025 斷塊內任一處的平均喉道半徑、可動流體百分數、啟動壓力梯度、粘土含量及油層厚度，即可計算出該處的五元綜合分類系數，由點及面，形成了G2025 斷塊五元分類系數圖，即甜點篩選圖，在儲層物性較好的區域完善井網，提高區塊開發效果。

4 低滲透油藏改善開發效果技術對策

4.1 合理注采井網論證

注采井網部署形式是否合理，是裂縫性砂巖油田注水開發成敗的關鍵環節，在總結國內外實踐經驗和理論研究的基礎上，提出低滲透裂縫性砂巖油田注水開發井網布署的基本原則是“沿裂縫方向靈活井排距布井”，采用“小井排、大井距”的井網部署。

根據相關公式并結合室內實驗研究得到真實啟動壓力梯度（以F24-27 井為例）為0.063MPa/m，裂縫半長取120m，即可計算出不同啟動壓差對應的極限井距。

4.2 井型論證

水平井（大斜度井）與直井相比具有接觸油層多、泄油面積大的特點，利用水平井（大斜度井）有效開發低滲透油藏是眾多專家推薦井型的首選。但研究工區油層發育情況不盡相同，既有單層又有多層、既有薄層又有厚層，為了優選出更加合適的井型，建立不同機理模型分別研究直井、大斜度井及水平井的適應性。

分別建立了不同油層厚度（2m、5m、8m、10m、15m）、不同滲透性（0.1mD、0.5mD、2mD、5mD、10mD、20mD、50mD）的單層油藏模型進行井型優選。在模型中分別布置一口直井、一口大斜度井、一口水平井，定井底流壓生產，優選各類型油藏適合井型。針對單層不同厚度油藏對比水平井（大斜度井）和直井開發效果，以增產倍數（水平井累產（大斜度井）/直井累產)作為評價指標，計算得到不同滲透性儲層單井增產倍數(水平井/直井)對比圖、不同厚度儲層單井增產倍數(水平井/直井)對比圖、不同滲透性儲層單井增產倍數(水平井/大斜度井)對比圖，從圖中可以看出，滲透率越低、油層厚度越小，水平井的開發優勢越明顯。而同一厚度不同滲透率時，增產倍數（水平井/大斜度井）略大于1，即水平井的開發效果略好于大斜度井。

表1 F24-27 井儲層綜合評價

5 結論

5.1 針對典型區塊開展儲層和滲流特征研究，創新低滲透油藏儲層分類評價及儲層甜點篩選研究與實踐，并在G2025 斷塊進行成功嘗試。

5.2 論證了低滲透油藏合理井網、井距及井型。繪制了在克服啟動壓力梯度前提下注采壓差、裂縫半長與注采井距、排距關系圖版。為了提高單井控制面積，水平井（大斜度井）最好與最大主應力方向夾角在60 度～120 度之間；注采方向控制在與裂縫夾角15 度～45 度之間較好。

5.3 注采井距、注采壓差和驅替方式是造成低滲透儲層動用程度低動用難度大的主要原因。建立合理的驅替方式和注采井網是改變低滲透儲層注水困難，有效改善開發效果的關鍵。