【正文】 150441801803121021023有裂縫不發(fā)育井、排距(mm)井密（口/km2）12024035300150223601801542021011裂縫發(fā)育井、排距(mm)井密（口/km2）1203602345015015540180106302108 不穩(wěn)定注水開發(fā)機(jī)理 不穩(wěn)定注水的微觀驅(qū)油機(jī)理不穩(wěn)定注水（亦稱周期注水、脈沖注水）是針對非均質(zhì)性油藏的裂縫—孔隙性油藏提出的一種改善注水的方式。至驅(qū)油結(jié)束時，大孔道中的含油飽和度已很低。由此可看出，非均質(zhì)油藏在常規(guī)注水條件下，盡管高滲透層水洗程度高，具有較高的驅(qū)油效率。當(dāng)周期性地改變注入壓力時，由于高滲層壓力傳導(dǎo)快，低滲層壓力傳導(dǎo)慢，因而，在高滲層和低滲層之間存在一個不穩(wěn)定壓力梯度場。原來從高滲層流到低滲層的水有一部分返回到高滲層，另一部分水則滯留在低滲層。從上述不穩(wěn)定注水過程中的油水運(yùn)動特征可以看出，從高滲層進(jìn)入低滲層的水有多少被滯留在低滲層是不穩(wěn)定注水效果的重要影響因素。 油水交滲流動的微觀機(jī)制在不穩(wěn)定注水條件下，之所以能夠出現(xiàn)高、低滲透層之間的油水交滲流動，其物理機(jī)制主要是彈性力和毛管力的綜合作用。當(dāng)毛管力和上升水柱重力相等時，油水界面的移動停止，存在一毛管滲吸的平衡高度。當(dāng)提高注水壓力時，高滲層的壓力高于低滲層的壓力，高滲層中的水向低滲層運(yùn)移，使低滲層的壓力升高，油、水和巖石都受到壓縮。從彈性力作用的角度看，彈性系數(shù)較大的儲層往往可得到較好的不穩(wěn)定注水效果。不可恢復(fù)量的存在可能是不穩(wěn)定注水過程中隨著周期的延續(xù)注水效果遞減的原因之一。在整個注水過程中連續(xù)測定含水率，產(chǎn)能和采收率。表52 不穩(wěn)定注水和常規(guī)注水采收率對比表采收率對比項(xiàng)目常規(guī)注水不穩(wěn)定注水0%40%60%80%90%96%采收率，%采收率之差，%采收率之比如果把采收率提高幅度和注水時機(jī)（含水率）做成曲線圖（如圖54所示）。含水率80%開始不穩(wěn)定注水，%，含水率96%開始的不穩(wěn)定注水，%。圖54 不穩(wěn)定注水采收率提高幅度與開始時機(jī)關(guān)系 注空氣開發(fā)目前我國注水開發(fā)油田綜合含水已在81%以上，在低滲透油田注水開發(fā)中，反映出注水壓力高，注水成本高，滲透率降低嚴(yán)重，產(chǎn)能低等一系列問題。注空氣采油技術(shù)按照氧化反應(yīng)產(chǎn)生的溫度高低可分為兩類：一類是高溫氧化，適用于稠油油藏被稱之為火燒油層工程，簡稱火驅(qū)；另一類是低溫氧化，適用于輕質(zhì)油藏和中等重度油藏，被稱之為低溫氧化反應(yīng)采油技術(shù)，簡稱空氣驅(qū)。輕質(zhì)油藏注空氣過程根據(jù)原油與氧氣發(fā)生低溫氧化的不同反應(yīng)階段，可以劃分為3個區(qū)域（如圖55），不同區(qū)域具有不同的特征：（1） 氧化反應(yīng)后緣區(qū)。稠油油藏注空氣是借助原油燃燒產(chǎn)生大量的熱，使稠油降黏而流動。由于空氣驅(qū)評價資料極少，故本文在分析中采用CO2驅(qū)統(tǒng)計(jì)資料來代替，以分析各大油區(qū)注空氣驅(qū)應(yīng)用潛力。此外，由于氧化反應(yīng)的熱效應(yīng)可以產(chǎn)生原油降黏、熱膨脹等附加結(jié)果，使得注空氣驅(qū)比單純的CO2和N2驅(qū)更具吸引力。盡管如此，聚合物驅(qū)后油層中仍剩有50%左右的原油未被采出，因此，如何繼續(xù)提高采收率，仍是一個很值得研究的問題，而進(jìn)一步提高采收率技術(shù)措施的選擇又極大地依賴于聚合物驅(qū)后剩余油的分布特征。正韻律上(低滲透)、中(中滲透)、下(高滲透)三層平均油相飽和度依次減小，層間差異較大。因此，本文提出了穩(wěn)定、環(huán)保的空氣驅(qū)方法，為聚合物驅(qū)后進(jìn)一步提高采收率提供一種解決思路。此外，由于高滲透層已被高分子聚合物占據(jù)，所以注入空氣不會發(fā)生氣竄。在我國，很多低滲透油藏都有裂縫（如大慶朝陽溝油田等），如何開展裂縫性油藏注空氣，防止氣竄，是一個技術(shù)難題。在注空氣過程中，尤其是在高含蠟及瀝青質(zhì)油藏，由于CO2和N2的抽提作用，易產(chǎn)生固相沉積問題，對低滲油藏開發(fā)將會產(chǎn)生影響。 微生物提高石油采收率方法MEOR是指利用微生物提高石油采收率的各種技術(shù)總稱，凡是與微生物有關(guān)的采油技術(shù)均屬于MEOR。微生物提高石油采收率并不是一種單一的方法。其中有機(jī)酸類能使碳酸鹽地層溶蝕而增加其滲透性，醇類、酮類可降低表面張力和油水界面張力，促進(jìn)原油的乳化；（3） 微生物在地下發(fā)酵過程中能產(chǎn)生生物聚合物，這些生物聚合物能調(diào)整注水油層的吸水剖面，控制高滲地帶的流度比，改善地層滲透率；（4） 微生物在地下發(fā)酵過程中能降解重質(zhì)烴類和石蠟組分，從而降低原油黏度，改善原油在地層中的流動性能；石蠟組分降解后，可減少石蠟在井眼附近的沉積，從而降低地層原油的流動阻力；（5） 微生物在地下發(fā)酵過程中產(chǎn)生生物表面活性劑，它能降低油水界面張力并乳化原油，從而提高石油采收率。 菌種選擇常用于MEOR的微生物及其代謝產(chǎn)物見表54。（1） 溫度。PH值為7的環(huán)境最適合微生物生長，PH值一般在4～9，一般油層都具備這一條件。因此，當(dāng)油田含水礦化度高時，在進(jìn)行微生物采油前應(yīng)注意使油層淡化。其他需要考慮的地層條件還有地層水化學(xué)組分等。6個區(qū)塊的12口油井均取得了降黏效果，%。 微生物應(yīng)用技術(shù)（1） 微生物水驅(qū)。該技術(shù)是將微生物發(fā)酵液及營養(yǎng)液注入生產(chǎn)井內(nèi)，關(guān)井一段時間（從數(shù)天到數(shù)周不等），讓微生物進(jìn)行發(fā)酵，然后再開井生產(chǎn)，周而復(fù)始。（4） 微生物清蠟和降低重油黏度。微生物代謝產(chǎn)生的溶劑等對近井區(qū)域能起到很好的清洗作用。本文的具體工作有：①分析我國低滲透的界限、分類及其儲量分布，并對我國低滲透油藏成因類型、地質(zhì)特征進(jìn)行描述；②描述了低滲透油田開發(fā)特征；分析了影響低滲透油田開發(fā)效果的主要因素；并論述了有效開發(fā)低滲透油田的主要技術(shù)措施；③分析了裂縫性砂巖、碳酸鹽巖、異常高壓深層等低滲透油藏的開發(fā)技術(shù)，并對實(shí)施了有效開發(fā)技術(shù)后的開發(fā)效果進(jìn)行評價；④介紹和分析了井網(wǎng)優(yōu)化、不穩(wěn)定注水開發(fā)、注空氣開發(fā)、微生物采油等有發(fā)展?jié)摿Φ拈_發(fā)技術(shù)。裂縫發(fā)育的低滲砂巖油藏注水不宜過早，適時掌握注水時機(jī)，以達(dá)到效益最大化。（4） 井網(wǎng)密度的大小決定著采收率的大小。（3） 依據(jù)碳酸鹽巖低滲透油藏開發(fā)動態(tài)和巖溶發(fā)育特征劃分層系，由裂縫分布來確定井網(wǎng)開發(fā)。（2） 裂縫發(fā)育的低滲砂巖油藏應(yīng)立足于注水開發(fā)。微生物采油技術(shù)存在的不足也使微生物采油方法受到限制，這主要表現(xiàn)在：（1） 某些細(xì)菌能產(chǎn)生粘性滲出液即菌團(tuán)，堵塞地層；（2） 鋼套管、油管及泵受到硫酸鹽還原菌產(chǎn)生的腐蝕性化學(xué)物質(zhì)的浸蝕，能使低硫原油性能變壞；（3） 由于硫酸鹽還原產(chǎn)生的H2S在地層中與鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵黑色沉淀，經(jīng)常堵塞污染生產(chǎn)管線；（4） 有些微生物能導(dǎo)致用于EOR工藝的化學(xué)劑降解。微生物清蠟和降黏機(jī)理在于微生物對石蠟和重油的代謝作用。把能夠生產(chǎn)聚合物的微生物注入地層，使其在高滲透層內(nèi)大量繁殖，從而可以起到封堵高滲透帶的作用。代謝產(chǎn)物通過物理、化學(xué)作用將巖石表面黏附的原油和巖石孔隙中的原油釋放出來，使原來不能流動的原油以油水乳狀液的形式被注入到水驅(qū)生產(chǎn)井中，在生產(chǎn)井中被采出。%，；增產(chǎn)1～%，；增產(chǎn)0～%，；%。 開發(fā)效果低滲透朝陽溝油田的10個區(qū)塊55口采油井上進(jìn)行了微生物吞吐試驗(yàn)，取得了較好效果。；（6） 殘余油飽和度。油層的鹽水總礦化度應(yīng)小于100000mg/L，油層的礦化度應(yīng)在合適的范圍內(nèi)，礦化度過高對微生物生長不利。～。 油藏篩選微生物的生長繁殖需要一定的環(huán)境，利用微生物采油時必須選擇適宜的油藏條件。表面活性劑除了能降低油水界面張力和乳化原油，還能通過改變油層巖石界面的潤濕性來改變巖石對原油的相對滲透性，有些表面活性劑還能降低重油的黏度。應(yīng)用微生物采油法的地區(qū)、采油條件以及微生物培養(yǎng)基的不同，所增加的采油量也不同。微生物地下發(fā)酵（油層法）是把油層作為巨大的生物反應(yīng)器，將經(jīng)過篩選的配伍性較好的微生物注入其中，利用微生物及其代謝產(chǎn)物的綜合作用提高石油采收率。與其他三次采油技術(shù)相比，微生物采油技術(shù)具有適用范圍廣、工藝簡單、經(jīng)濟(jì)效益好、無污染等特點(diǎn)，因而越來越受到人們的重視。低滲透油藏注水困難，取出巖心后恢復(fù)原始地層條件非常困難；如果帶有裂縫，又很難取得有代表性的巖心，如何進(jìn)行基質(zhì)造縫，并能代表地層實(shí)際情況也是非常困難的。 低滲透油藏注空氣面臨的問題我國低滲透油藏開發(fā)面臨的問題從總體上講屬“注不進(jìn)、采不出”，在注空氣方面面臨的問題主要是：（1） 低滲透油藏注空氣壓力高，注入能力低。而注空氣驅(qū)，在于降低注入溶劑及原油的界面張力，提高驅(qū)替效率。針對聚合物驅(qū)后剩余油分布規(guī)律，國內(nèi)主要應(yīng)用微生物驅(qū)進(jìn)一步提高采收率，如大港油田聚合物驅(qū)后的微生物驅(qū)，取得一定效果。（2） 由于聚合物沿高滲帶竄流，聚合物驅(qū)結(jié)束時油相飽和度兩翼遠(yuǎn)高于主流線。它可以提高采出程度8%～12%，僅大慶油田就有約23108t的地質(zhì)儲量適合聚合物驅(qū)。在所統(tǒng)計(jì)的油區(qū)中，108t，%，與水驅(qū)相比，%，108t。圖55 注空氣低溫氧化過程示意圖 注空氣技術(shù)應(yīng)用潛力表53 全國主要油區(qū)CO2混相驅(qū)潛力預(yù)測統(tǒng)計(jì)油區(qū)地質(zhì)儲量/104t提高采收率/%增加可采儲量/104tCO2用量/108m3遼河新疆長慶大港華北中原江漢江蘇合計(jì)注空氣驅(qū)替過程，本質(zhì)上為間接的煙道氣驅(qū)過程，因此其驅(qū)油機(jī)理與CO2和N2相似，為蒸發(fā)氣驅(qū)。該區(qū)是一個較大的氧化帶，在這里氧氣與原油發(fā)生反應(yīng)而被消耗，氧氣的濃度從21%逐漸降至0；（3） 氧氣未波及區(qū)。 注空氣提高采收率技術(shù)基本原理空氣注入輕質(zhì)油藏后，氧氣與原油發(fā)生低溫氧化反應(yīng)，氧氣被消耗，生成碳的氧化物，并且反應(yīng)產(chǎn)生的熱量使油層溫度有所升高，促使輕質(zhì)組分蒸發(fā)。注空氣低溫氧化技術(shù)不但可以解決我國儲量豐富的低滲透油藏所面臨的開發(fā)難題，而且可以進(jìn)一步提高聚合物驅(qū)后油藏的采收率。注入水突破后開始的不穩(wěn)定注水效果變差。雖然隨含水率的增大采收率提高幅度有所降低，但是，從總體看采收率提高幅度仍較大。0%實(shí)際上是沒有常規(guī)注水階段，從開始即采用不穩(wěn)定注水。本文采用含水率來劃分開始時機(jī)。隨著周期的增多，巖石骨架的變形量也在逐漸減小，即每個周期以后都存在一個不可恢復(fù)量。當(dāng)降低注水壓力時，低滲透層壓力高于高滲層壓力，這時，低滲層積累的彈性能開始向高滲層釋放，油水體積膨脹，由于孔隙壓力降低，孔隙體積也減小，這都促使低滲透中的油和水向高滲透層遷移。另外，在一些親油油藏中，不穩(wěn)定注水方法也取得較好的效果。如在親水地層中，高含水的高滲透層中的水在毛管力的作用下會自行向高含油的低滲透層中運(yùn)移，增加低滲透層的含水飽和度，將低滲層中的原油驅(qū)到高滲層中。反之，則不穩(wěn)定注水效果不明顯。圖53 升壓階段和降壓階段儲層中油水運(yùn)動示意圖圖53是升壓階段和降壓階段儲層中油、水運(yùn)動的示意圖。在降低注水壓力的半個周期內(nèi)，高滲層壓力迅速降低，而低滲層壓力降低慢。在不穩(wěn)定注水條件下，模型中的油、水運(yùn)動方式與常規(guī)注水有所不同。同時，沿大孔道向前迅速推進(jìn)的驅(qū)替水也很少波及到低滲小孔道。在常規(guī)注水時，注入水主要沿高滲大孔道迅速向前推進(jìn)，將大孔道中的油驅(qū)至生產(chǎn)井采出。生產(chǎn)井井距初期可以和注水井距一樣，相錯布置；到中后期根據(jù)情況，可在生產(chǎn)井排補(bǔ)打加密調(diào)整井，以延長油田穩(wěn)產(chǎn)年限，擴(kuò)大注入水波及體積，提高原油最終采收率。因此，裂縫性低滲透油田在投人開發(fā)前一定要把裂縫發(fā)育狀況（如：規(guī)模、密度、性質(zhì)等），尤其是主裂縫發(fā)育方向研究清楚，進(jìn)而為合理布署注采井網(wǎng)提供依據(jù)。而其它面積注采井網(wǎng)（如：三角形的四點(diǎn)法面積注采系統(tǒng)）則缺少上述兩方面的優(yōu)勢。綜上所述，低滲透油田開發(fā)過程中，在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件允許的情況下，追求最大的井網(wǎng)密度是十分必要的。根據(jù)前蘇聯(lián)全蘇石油研究院和我國北京勘探開發(fā)科學(xué)研究院給出的不同流動系數(shù)下采收率與井網(wǎng)密度的關(guān)系曲線中可以看出，對于不同滲流條件下的油田，井網(wǎng)密度的大小決定著采收率的大小，對于低滲透油田，要達(dá)到較高的最終采收率，必須采用較大的井網(wǎng)密度。當(dāng)?shù)貙訅毫咏o水柱壓力時，轉(zhuǎn)入注水開發(fā)試驗(yàn)。 開發(fā)效果在異常高壓深層低滲油藏開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)上，選擇構(gòu)造簡單、面積小、相對獨(dú)立、油層厚度大、儲量豐富的文東13128塊開展了逐層上返開發(fā)先導(dǎo)性試驗(yàn)。統(tǒng)計(jì)4口有流壓、靜壓資料對比的油井，()()。文東油田投產(chǎn)后，隨著地層壓力下降，或油井注水見效后，由于含水上升井底流壓升高，生產(chǎn)壓差變小。高壓注水后首先是滲透率大于150103μm2的油層和部分滲透率為50103～15103μm2的厚油層見到注水效果，由于這部分油層滲透性較好且經(jīng)過水驅(qū)，油層中大量的結(jié)晶鹽和部分礦物溶解，注水壓力略有下降，對這部分油層采用中壓注水(井口注水壓力25MPa左右)就能滿足注水開發(fā)需要。油田油層層間差異大，含油井段長，從歷年吸水剖面資料看，油層吸水程度僅45%左右，3個主力層的厚度僅占總注水厚度的20%，但吸水量占全井注水量的70%左右，大部分注水井存在單層突進(jìn)現(xiàn)象，%，水驅(qū)動用程度僅38%。油井見效到見水3個月左右的時間產(chǎn)量基本保持穩(wěn)定。（3） 注水見效后油層壓力有所恢復(fù)。生產(chǎn)壓差大，壓力下降快，產(chǎn)量遞減快，初期生產(chǎn)壓差可達(dá)25～45MPa，平均月遞減20%左右。 異常高壓深層低滲透油田異常高壓特低滲透油藏的開發(fā)具有許多難點(diǎn)和特殊性，國內(nèi)外對此類油藏的開發(fā)尚未有成功的經(jīng)驗(yàn)，該類油藏在開發(fā)過程中壓敏現(xiàn)象嚴(yán)重，初期注水、注氣補(bǔ)充能量難以實(shí)現(xiàn)，為了合理有效地開發(fā)該類油藏，需對開發(fā)方案深入研究、合理優(yōu)選，以期取得較好的油田開發(fā)效益。 單井合理產(chǎn)量與合理采油速度塔河碳酸鹽巖油藏縫洞分布極為復(fù)雜，不存在統(tǒng)一的合理產(chǎn)量，由于各井區(qū)儲集體結(jié)構(gòu)的不同，合理產(chǎn)量可以相差很大。但由于塔河油田地質(zhì)情況復(fù)雜，多數(shù)油井含水上升快，甚至暴性水淹，因而保持地層壓力，可避免裂縫閉合或地層骨架塌陷。（3） 天然能量開發(fā)