注水開發對低滲透儲層結構的改變及油藏產量遞減的影響

摘要：低滲油藏特殊的孔隙結構、剪切應力、毛管壓力等導致其整體開發效果較差。選擇典型NM油藏來研究注水對低滲透油藏開發效果的影響，利用巖心毛管壓力曲線等分析方法，研究了低滲透油藏注水前后儲層結構變化規律。結果表明注水開發后，低滲透儲層大孔喉最容易受到傷害，導致孔喉半徑變小，排驅壓力增大;大部分儲層的分選程度變好，對于粘土含量較少的儲層，連通性變好;對于粘土含量較多的儲層，連通性變差。結合低滲透油藏注水前后儲層結構的變化規律，通過對孔隙度、滲透率、啟動壓力梯度、開發方式等因素對產量遞減進行了分析;采用灰色關聯分析法對多因素影響下的相對重要性進行了研究。

關鍵詞：低滲透油藏;注水開發;孔隙結構;遞減規律

油田的生產過程一般包括上產階段、穩產階段和遞減階段，低滲油田的開發上產階段和穩產階段較短，主要為遞減階段。而低滲油藏的注水開發，由于儲層的非均質嚴重，導致油層水驅突進和水竄、水淹，儲層的結構也會相應的發生改變。因此改善低滲非均質油層巖石的潤濕性，提高孔隙中流體的滲流能力，提高波及體積和驅油效率，將是提高低滲透油藏采收率的重要影響因素。

1 注水開發對低滲儲層孔隙結構變化規律

試驗取NM油田柱狀巖心，截取2.5cm長的巖心做毛管壓力曲線，研究注水前的孔隙結構特征;取6.0cm長的巖心做長期的注水流動試驗，試驗結束后，截取巖心前端2.5cm長巖心再做毛管壓力曲線，用于研究注水后的孔隙結構特征，然后進行注水前后的孔隙結構變化規律研究。

1.1注水前后孔隙大小變化特征

試驗結果表明非潤濕相開始進入巖石孔隙的啟動壓力即排驅壓力在驅替后，大部分模型都有所增大。例如，奈1井1號模型注水前的排驅壓力為0.301 MPa，注水后上升到0.513MPa，6塊巖心的最大孔喉半徑均變小，說明注水過程中，低滲儲層的主要流動通道易遭到堵塞損害。由于注水主要波及到的是相對較大的孔道，容易對儲層的最大孔喉半徑產生傷害，即一些小的固體顆粒容易進入大孔道內而滯留下來，從而破壞儲層，因此，注水后的大孔道將會變小。而水敏性礦物含量不同也直接影響著注水前后孔隙大小變化，奈1塊的平均伊蒙混層礦物為19.29%，其孔喉大小指標在注水前后變化甚微，表明水敏性粘土礦物含量的高低是制約低滲儲層注水開發的一個重要因素。

1.2注水前后孔喉分選變化特征

水驅時水中存在的固體雜質不能進入，而被過濾后的水流過小孔道時，帶走小孔道內的一些可溶物或固體雜質，從而小孔道不易受到傷害的緣故。試驗結果表明孔喉均勻程度的均質系數在注水后都有所增大，如注水前低滲塊均質系數平均為0.23，屬于不均勻型，注水后達到了0.30屬于較均勻型，這是由于最大孔喉受到傷害變小。

1.3注水前后孔喉連通變化特征

孔喉連通性及控制流體運動的退汞效率和特征結構參數值在注水后都普遍變差。例如，奈1塊巖心退汞效率由注水前的平均49.4%降低到注水后的40.0%;特征結構參數由注水前的平均1.51降低到注水后的0.48;注水開發后，由于粘土礦物的遷移，儲層中一些大孔道受到傷害，孔喉變小，有效孔隙被封堵，儲層變得比較致密，儲層變差;對于一些粘土含量較少，孔隙結構較好的儲層，注水后，整個儲層中的支撐顆粒結構變得清晰可見，磨圓度增強，顆粒的接觸由點線接觸變為點接觸為主，儲層中的一些死體積被水流沖開，儲層變好。

此外注水開發過程中，不同的水淹程度，儲層的結構也呈現明顯差異。流體在微觀孔喉中緩慢地滲流，經長期水洗后，填隙物的含量及產狀均發生了一定變化，其中以黏土礦物的變化最為明顯。儲層水淹之后，細小的黏土礦物在注入水的沖刷下易發生遷移導致的，其中高嶺石和伊利石下降最為明顯，且都呈現出水淹后含量下降，低水淹時含量較低，中水淹時含量最低，高水淹時含量升高的現象。例如奈1塊的低滲儲層，平均孔喉半徑小于2 μm，而黏土礦物（主要為高嶺石）粒徑主要為1～2 μm，儲層平均孔喉半徑與黏土礦物大小相近，水淹后黏土礦物易堵塞喉道，導致滲透率下降。由于在低水淹的情況下，微小的黏土礦物啟動的數量較少，形成穩定性較差的橋堵，在較小喉道處發生堵塞。中水淹時，流速增大，之前形成的不穩定橋堵很容易解體，黏土礦物隨之遷移出去，當達到高水淹，黏土礦物開始大量移動，可在喉道處形成較穩定的橋堵，導致滲透率再次下降，且大多數喉道此時都已經發生了堵塞。

2. 產量遞減率影響因素統計分析

結合低滲透油藏注水前后儲層結構的變化規律，對NM油田低滲透油藏產量遞減規律進行了計算研究，并以此為基礎對影響低滲油田產量遞減的主要因素進行了統計分析。通過對注水前后孔隙度、滲透率等因素以及實際的開發生產過程中的地層壓力，含水飽和度等各動態參數，對產量遞減進行了分析;統計分析得出影響低滲透油藏遞減規律的因素，判斷出各因素影響相對重要性。

儲層物性條件的差異，對遞減率的影響效果各不相同，遞減率隨著孔隙度和滲透率的增大呈下降趨勢，滲透率和孔隙度對遞減規律的影響變化趨勢基本保持一致。而開發方式對油井產量遞減影響也有很大的影響。以奈1塊為例，該塊于2008年1月開始注水，注水前月產油遞減規律符合指數遞減，遞減公式為 遞減率7.17%，注水后月產油變化規律仍符合指數遞減規律，遞減公式為 遞減率2.75%，說明注水后遞減率變慢。因此采用注水開發的開發方式比天然能量開采的開發方式遞減要緩慢。

采用了灰色關聯分析的分析方法，計算各個影響因素與遞減率的灰關聯度，判斷每個影響因素對遞減率的影響程度。從關聯序可以得出：區塊初始含油飽和度對月遞減率的影響最大，其次是井網密度，平均地層壓力，平均孔隙度影響程度，最小的是區塊平均滲透率。

參考文獻

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[3]王海濤，低滲透油藏產量遞減影響因素分析[J]，內蒙古石油化工，2008年，第6期，P141-143

作者簡介： 李琳琳，男，1982年10月出生，2009年7月畢業于中國石油大學（華東）礦產普查與勘探專業，現于中國石油遼河油田勘探開發研究院從事油氣田開發工作。