【正文】 ................................................................... 34 仿水平井開發(fā)技術(shù)概念 ....................................................................... 34 核心關(guān)鍵技術(shù) ....................................................................................... 35 第 4 章 結(jié)束語 ........................................................................................................................ 36 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 37 致 謝 ...................................................................................................................................... 38 中國石油大學(xué)勝利學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1章 概論 低滲透油藏概述 低滲透油藏的概念 低滲透油田是指 油層 儲層 滲透率 低、 豐度 低、單井 產(chǎn)能 低的 油田 。 低滲透油氣田在我國油氣開發(fā)中有著重要意義，我國低滲透油氣資源分布具有含油氣多、油氣藏類型多、分布區(qū)域廣以及 “上氣下油、海相含氣為主、陸相油氣兼有的特點(diǎn)，在已探明的儲量中，低滲透油藏儲量的比例很高，約占全國儲量的 2/3 以上，開發(fā)潛力巨大。 低滲透油藏的分類標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)低滲透油層上限和下限的分類，把滲透率為（ ～ 50） 103 μm2的儲層通稱為低滲透油層。 影響低滲透油藏開發(fā)效果的 主要因素中 [1]，滲透率是最重要的因素，其次是天然能量（油藏原始壓力系統(tǒng)往往能反映出油藏天然能量久第三是油藏埋藏深度映定其開發(fā)效益）。綜合上述 3 方面因素，選擇滲透率、油藏原始壓力和油藏埋藏深度3 個(gè)指標(biāo)，將低滲透油藏初步細(xì)分為 10 種（表 11）。 表 11 低滲透油藏精細(xì)分類指標(biāo) 指標(biāo) 類型 分類指標(biāo)值 滲透率 一般低滲透 10103～ 50103 μm 特低滲透 1103～ 10103 μm 超低滲透 103～ 1103 μm 油藏原始壓力系數(shù) 低壓 壓力系數(shù)少于 常壓 壓力系數(shù)為 ～ 高壓 壓力系數(shù)為 ～ 埋藏深度 淺層 小于 2 000 m 中深層 2 000～ 3 000 m 深層 3 000～ 4 000 m 超深層 大于 4 000 m 中國石油大學(xué)勝利學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 依據(jù) 286 個(gè)低滲透油藏開發(fā)單元的滲透率、油藏原始壓力和埋藏深度，參考上述低滲透油藏精細(xì)分類指標(biāo)并進(jìn)行組合，認(rèn)為低滲透油藏主要存在深層高壓特低滲透、中深層常壓特低滲透、淺層低壓特低滲透、深層高壓低滲透、中深層常壓低滲透和淺層常壓低滲透 6 種類型。從 286 個(gè)開發(fā)單元中統(tǒng)計(jì)出斷中類型油 藏參數(shù)特征其共同特點(diǎn)是儲量豐度較低，原油性質(zhì)較好，采收率較低。不同特點(diǎn)是油藏為高壓時(shí)，地飽壓差較大，原始?xì)庥捅容^高；此外，深層高壓低滲透、中深層常壓低滲透和淺層常壓低滲透油藏的滲透率為 103～ 103 μm2，孔隙度為 %～ %。一般有工業(yè)性自然產(chǎn)能，開采方式與常規(guī)儲層相似，但在鉆井和完井中極易造成污染，壓裂可進(jìn)一步提高產(chǎn)能 。深層高壓特低滲透、中深層常壓特低滲透和淺層低壓特低滲透油藏滲透率為 103～ 103 μm2，孔隙度為 %～ %，儲層束縛 水飽和度較高，且變化較大，部分為低電阻率油層，自然產(chǎn)能僅部分達(dá)到工業(yè)性標(biāo)準(zhǔn)，大部分須壓裂投產(chǎn)。 低滲透油藏開發(fā)中普遍存在的問題 天然能量不足且消耗快 絕大部分低滲透油藏天然能量不足且消耗快。該類油藏依靠彈性能量開發(fā)的采收率一般低于 5%，油井自然產(chǎn)能很低，一般只有 1～ 8 t/d 甚至沒有自然產(chǎn)能。經(jīng)壓裂后，平均單井產(chǎn)油量可達(dá)到 ～ t/d。 例如東淮凹陷文東油田多數(shù)油井沒有自然產(chǎn)能，壓裂后日產(chǎn)量可達(dá)百噸以上。深層高壓特殊滲透油藏壓裂有效期較短，據(jù)中原油田統(tǒng)計(jì)， 2 000 年以來老井有效期為 86～ 1 164 d，新井有效期為 140～ 1 874 d， 平均約為 125 d。 注水效果差 注水井吸水能力低，注水效果差。低滲透油層一般吸水能力低，油層中粘土礦物遇水膨脹和注入水的水質(zhì)與油層不配伍等因素導(dǎo)致油層傷害，油層吸水能力不斷降低，注水壓力不斷上升，致使注水井附近形成高壓區(qū)，降低了有效注水壓差，造成注水量迅速遞減。例如東營凹陷牛 20 塊注水井在 1991 年轉(zhuǎn)注時(shí)的井口注入壓力為 6 MPa，至 2021 年上升至 35 MPa，在低滲透油藏井距為 250～ 300 m的條件下，油井一般在注水后約 6 個(gè)月才開始見到效果，但效果不明顯，多數(shù)油井保持產(chǎn)量穩(wěn)定甚至緩慢遞減，見效好的井只是壓力和產(chǎn)量略有回升，即使注水效果最好的階段，油井產(chǎn)量和地層壓力也恢復(fù)不到初期水平。 中國石油大學(xué)勝利學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 油井見水后產(chǎn)量遞減快 低滲透油藏的油水粘度比一般小于 5 見水后，采油指數(shù)連續(xù)大幅度下降，采液指數(shù)急劇下降，雖然在高含水期采液指數(shù)慢慢回升，但最終也不能恢復(fù)到原始采液指數(shù)。此外，由于低滲透油層滲流阻力大，通常采用較大的生產(chǎn)壓差投產(chǎn)，見水后通過加大生產(chǎn)壓差來提高產(chǎn)量的可能性較小。 裂縫性低滲透砂巖油藏注水水竄嚴(yán)重 低滲透砂巖油藏往往有天然裂縫，由于壓裂投產(chǎn)，還存在人工壓裂裂縫。這類油藏一旦注水壓力超過破裂壓力或裂縫開啟壓力，即裂縫處于開啟狀況，將導(dǎo)致注水井的吸水能力急劇增大。當(dāng)井網(wǎng)形式與裂縫分布規(guī)律及方向不相適應(yīng)時(shí)（如胡狀集油田胡 63 塊 ES3 等），沿注入水主流線方向的油井水竄嚴(yán)重，有的甚至注水幾天就使油井暴性水淹。 改善低滲透油藏開發(fā)狀況的思路 加強(qiáng)低滲透油藏的儲層精細(xì)研究及其滲流機(jī)理研究 低滲透油藏與其他類型油藏的主要差異是儲層特征，包括沉積、物性、 含油性、非均質(zhì)性和敏感性等特征，因此，要實(shí)現(xiàn)高效開發(fā)低滲透油藏，必須加強(qiáng)低滲透油藏的儲層精細(xì)研究和滲流機(jī)理研究。 低滲透儲層不同沉積微相帶的滲透率差異較大，油田開發(fā)實(shí)踐證明，砂體核部相對高滲透帶注水，砂體邊部低滲透帶采油，開發(fā)效果明顯。加強(qiáng)儲層非均質(zhì)性和沉積微相的研究，為注水開發(fā)井網(wǎng)部署提供決策依據(jù)。 對低滲透油藏的裂縫方位、密度、規(guī)模及開啟程度等進(jìn)行精細(xì)研究 [2]，是合理劃分層系、部署井網(wǎng)、保證注水效果和改善開發(fā)效果的關(guān)鍵。應(yīng)采用地震測井、陣列聲波測井和地應(yīng)力測量與分析等技術(shù)，深化對低滲透油藏的裂 縫描述，建立定量化和可視化的低滲透油藏三維地質(zhì)模型。人工壓裂縫的導(dǎo)流能力大大高于天然裂縫，合理控制壓裂縫的長、寬、高對改善注水波及效率極其重要，研究壓裂規(guī)模以及井網(wǎng)與壓裂裂縫的適應(yīng)性，控制初期生產(chǎn)壓差，控制合理采油速度和注水強(qiáng)度，盡量延長無水和低含水采油期。 低滲透儲層多存在敏感性問題，在開發(fā)中必須重視敏感性，否則將嚴(yán)重影響油井中國石油大學(xué)勝利學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 產(chǎn)量。儲層保護(hù)工作要貫穿于低滲透油藏開發(fā)的全過程。 重視低滲透油藏滲流機(jī)理研究，重點(diǎn)研究天然裂縫、人工裂縫和基巖系統(tǒng)組合模型的驅(qū)替特征、驅(qū)替規(guī)律和驅(qū)替效率，為合理評價(jià)低滲透油藏水驅(qū)開 發(fā)效果奠定基礎(chǔ)。改善非線性滲流特征油藏?cái)?shù)值模擬算法的收斂性和穩(wěn)定性，建立能反映多重介質(zhì)內(nèi)流體滲流的油藏?cái)?shù)值模型，為低滲透油藏開發(fā)方案設(shè)計(jì)及開發(fā)動(dòng)態(tài)分析提供有效手段。 合理加密井網(wǎng) 合理加密井網(wǎng)是改善已開發(fā)低滲透油藏開發(fā)效果的重要途徑之一。油田開發(fā)實(shí)踐證明，要實(shí)現(xiàn)有效注水開發(fā)，必須達(dá)到一定的井網(wǎng)密度，井網(wǎng)密度加大到一個(gè)界限值后，低滲透油藏開發(fā)效果大幅度改善。例如五號樁油田樁 74 北塊 Es 為深層高壓特低滲透油藏，埋藏深度為 3 550 m，原始地層壓力系數(shù)為 ，初期采用天然能量開發(fā)，1996 年采用 350 m井距注采井網(wǎng)，由于滲透率僅為 103 μm2，注不進(jìn)水，地層壓力下降快， 2021 年 2 月采油速度下降 %，單井產(chǎn)液量為 t/d，單井產(chǎn)油量為 t/d；后期注采井網(wǎng)加密至 180 m井距，地層壓力由加密前的 MPa 回升為 MPa 注水量穩(wěn)定在 40～ 50 m3/d油井采用壓裂投產(chǎn)，單井產(chǎn)液量為 t/d，單井產(chǎn)油量為 t/d，并且后期產(chǎn)量基本保持穩(wěn)定。 精細(xì)注水 精細(xì)注水是改善低滲透油藏開發(fā)效果的重要保證。如果多數(shù)開發(fā)單元合 注合采，層間吸水能力差異大，則只有極少數(shù)油層吸水，水驅(qū)動(dòng)用儲量程度低。根據(jù)低滲透油藏的地質(zhì)特征和油水運(yùn)動(dòng)規(guī)律，細(xì)分開發(fā)層系，調(diào)整好注采井網(wǎng)的匹配關(guān)系和單井注采強(qiáng)度，做到“多向、細(xì)分、適壓、平衡”注水，確保油井多向受效，力求平面動(dòng)用的均衡性是提高儲量動(dòng)用程度和油井產(chǎn)能的重要保證。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)完善發(fā)展高壓分注技術(shù)，尤其要提高分注有效期，使高壓注水井層間注水量可控可調(diào)，從而提高注入水波及體積。同時(shí)強(qiáng)化提高注入水水質(zhì)，保證注水站、管線、井口和井底水質(zhì)一致。注水站要安裝精細(xì)過濾裝置，并控制化學(xué)添加劑質(zhì)量，改善水質(zhì) 。注水管線要進(jìn)行防腐處理，井口裝精細(xì)過濾裝置，定期洗井，特別是轉(zhuǎn)注井要嚴(yán)格洗井。 采用整體壓裂改造和井筒提升技術(shù) 采用整體壓裂改造和井筒提升技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效開發(fā)。在油藏現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場研究基礎(chǔ)上，優(yōu)化整體壓裂規(guī)模及參數(shù)，對壓裂施工程序、壓裂縫支撐劑、現(xiàn)場監(jiān)督以及生中國石油大學(xué)勝利學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇有注水井對應(yīng)且地層壓力保持較高的井層優(yōu)先進(jìn)行壓裂引效，通過整體壓裂改造低滲透儲層的效果明顯。例如東營凹陷牛莊油田史深 100 塊先后有 52 口油井實(shí)施了 76 井次壓裂改造，壓裂前平均單井產(chǎn)液量為 t/d，產(chǎn)油量為 t/d，含水率為 %，壓裂后平均單井產(chǎn)液量為 t/d，產(chǎn)油量為 15 t/d，含水率為7. 9%，平均有效期達(dá) 400 d 以上。 目前發(fā)展的有桿泵深抽工藝配套技術(shù)、小排量電泵采油技術(shù)和氣舉采油技術(shù)等，基本能夠滿足低滲透油藏不同能量抽油井提液的需要。中原油區(qū) 2 244 口抽油井采用有針對性的井筒提升技術(shù)，目前平均單井的產(chǎn)液量為 t/d，平均泵掛深度為 1 936 m，平均泵效為 %，檢泵周期為 454 d。 做好二氧化碳驅(qū)和天然氣驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn) 繼續(xù)做好二氧化碳驅(qū)和天然氣 驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)。蘇北盆地草舍油田泰洲組油藏為典型的中深層常壓低滲透油藏，儲層非均質(zhì)性嚴(yán)重。開發(fā)中存在的主要問題是：①儲量平面動(dòng)用不均衡，注水井網(wǎng)有待完善；②縱向塊砂巖中部油層因滲透率低而儲量動(dòng)用程度較低；③注水井井口壓力偏高。針對草舍油田情況，開展了二氧化碳驅(qū)提高低滲透油藏采收率的先導(dǎo)試驗(yàn)，研究結(jié)果表明，在相同井網(wǎng)條件下，推薦實(shí)施方案的采收率將提高 7%，目前現(xiàn)場實(shí)施已取得初步效果。中深層常壓低滲透油藏占中國石化低滲透油藏動(dòng)用儲量的 %，這一先導(dǎo)試驗(yàn)的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展展示了該類油藏的挖潛前景。 東濮凹陷文南油田文 88 塊為典型深層高壓特低滲透油藏，從 2 001 年開始開展天然氣驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)方案研究，目前已完成室內(nèi)試驗(yàn)和油藏注氣方案優(yōu)化研究，選擇的試驗(yàn)區(qū)含油面積為 km2，地質(zhì)儲量采出程度為 %，方案預(yù)測天然氣驅(qū)采收率將達(dá)%，投資回收期為 a 下一步將完成地面配套技術(shù)研究并進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)施。該項(xiàng)先導(dǎo)試驗(yàn)將為中國石化深層高壓特低滲透油藏的挖潛提供有力的技術(shù)儲備。 中國石油大學(xué)勝利學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第 2 章 低滲透油藏的主要開發(fā)技術(shù)概述 氣驅(qū)技術(shù) CO2混相驅(qū)、烴類氣體混相驅(qū)及氮?dú)怛?qū)是提高低滲透油藏采收率的有效手 段，采收率可以提高 25%。針對目前低滲透油田采收率較低的狀況，應(yīng)積極開展混相驅(qū)提高采收率的研究和現(xiàn)場試驗(yàn)。 （ 1）注入烴類混相驅(qū)。在高壓下，使注入的天然氣與油層的油發(fā)生混相，形成混相帶，隨著注入壓力的提高，混相前緣不斷向前驅(qū)掃，從而把油采出來。實(shí)踐證實(shí)該方法提高采收率效果良好。 在澳大利亞的締拉瓦拉油田和美國的布里杰湖油田注入烴類混相驅(qū)后，取得明顯的良好效果。 （ 2）注 CO2。高壓下將 CO2注入油層溶解于原油中，使原油粘度降低、體積膨脹、流動(dòng)性變好，如果形成混相或局部混相帶，則可降低 界而張力，大幅度提高原油采收率。 美國，從五十年代至今，已成功地進(jìn)行了大量的注 CO2混相及非混相驅(qū)提高采收率技術(shù)，最終采收率高于原來預(yù)測值，室內(nèi)機(jī)理研究也比較深入，近幾年來又提出混相水氣交替注入以及近混相驅(qū)等，使混相驅(qū)效果進(jìn)一步提高。如美國的小溪油田和東北帕迪斯林格油地質(zhì)儲量。在我國，大慶油田于 1965 年開辟小井距提高采收率試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行先導(dǎo)性試驗(yàn)。目