【文章內容簡介】 極限井距與技術極限井距的差。例如工藝水平很難解決，那么此油藏就沒有辦法經濟有效活動。在經濟極限井距大于技術極限井距時，按照經濟極限井距的部署井網，而且又沒有采取合適的增注等一切工藝設施，那么就會出現(xiàn)注水井注入壓力不斷增加，直到儲層不在吸水，出現(xiàn)無法正常注采的現(xiàn)象。 取當原油銷售價位為 3000 元/t時，通過對經濟井距與技術井距的計算，總結得出的表 27。以經濟最優(yōu)井距來開采，滲透率為 1103μm2~6103μm2的油藏沒有辦法建立更有效的驅替系統(tǒng)；滲透率 7103μm2~10103μm2的油藏能夠建立有效的驅替系統(tǒng)。 第3章 特低滲透油藏注采井網研究 特低滲透油藏合理井距確定了以后，準確布置注采井網也是一個特別重要的問題所在。特低滲透油層傳導能力較差，生產能力特低，行列注水方式注水井與中間排生產井距離較大，一般并不適應，很多常規(guī)特低滲透油田一般都采用面積注水的方式。因為對面積注水中的無數問題進行一些有必要的探討。 面積注水井網合理布置的方法和依據 眾所周知，部分注水方式的井網布置形式有 4 點法、5 點法、7 點法、9 點法、直線排狀等，各種布井方式主要特征有見表 31。 表 31 面積注水井網特征參數表不同面積注水井網在不同流度比的條件下生產井見水時的掃油面積系數祥見表 32。表 32 面積注水井網波及系數表 從表 32 看出，單方面從掃油的面積系數來講，反七點較高較好，反九點較低較差。在油田的開發(fā)實際過程中，不僅要考慮不相同的面積注水井網的掃油面積的系數，更加要考慮到油水井最后的利用效率，還有原油開采的速度，注采平衡情況與開發(fā)過程中的注采系統(tǒng)調整的機動可等性。 注采井網的選擇應該使用油田具備足夠的注水能力，來滿足采油速度的要求 ，并以合理的注采井數比，一定的注采比，來滿足注采平衡的要求，在注采壓差大多穩(wěn)定條件下，根據注采平衡的原理可以知道油田合理的油水井數比為：式中：R —合理油水井數比； qi—注水井的最大吸水能力，m/d3 ； qo—采油井的合理采油能力，m3/d （采出地下體積）； ΔP注—受設備和底層破裂壓力所限的最大注水壓差，MPa； ΔP采—合理生產壓差，MPa； J i—采油指數，m3/(d?MPa)； J o—采油能力，m3/ (d?MPa)（油藏含水后須采用采液能力代替采油能力）。 井網形式確定了，那么合理油水井數比也就確定了，油水井數比在 1 左右就可以選用五點法，2 左右就可選用反七點法，3 左右就可以選用反九點法。 在油田的生產即實踐中，特別是在一個新的油田開發(fā)前，總是面臨這樣，那樣的具體情況：對油層的特征、油井生產的能力、油田開采的速度、特別是注對水井吸水的能力認識還不夠準確，不適合把注采井網一次就確定死，以免犯不好改正的錯誤，而渴望用一種比較機靈的注采井網，給以后的調整留有很大的空間。 在我國油藏開發(fā)的初期很多選擇注采井數比為 1:3 的反九點面積注水井網，一是認為反九點井網容易調整；二是反九點井網初期油田產量較高（特別是對低滲透油田更是如此）。對于中高滲透油藏這是特別合適的。因為在開發(fā)最初期或最低含水期，產油量、產液量不是很大，注采井數比是 1:3 可以滿足注采平衡的需要；在油藏開發(fā)進入中高含水期以后，隨著油井含水的不斷上升，產油量就會逐漸減少，為了保持有必要的原油產量提高，應不斷提高油井的產液量，原來有注水井的注水量，或許達不到要求，那就必須調整注采系統(tǒng)，來增加注水井，注采井數比值可以從 1:3 達到 1:1。 注采系統(tǒng)調整是，通過增加注水井點，來改變井網中流體的滲流方向，因而增加了油層的注水波及面積。 以反九點注水方式為例，注采系統(tǒng)的調整主要有以下幾種方式： （1）轉注原井網中的角井，將反九點轉化為直線排狀注水方式，此時注采井數比由 1:3 提高到 1:1； （2）沿同一方向轉注水井排上的邊井，將反九點轉化為五點注水方式，將注采井數比由 1:3提高到 1:1； （3）間隔轉注角井，構成兩排注水井 3 排生產井，中間井網水驅控制程度低的井排間注間采的行列注水方式，注水井數比由 1:3 提高到 1:； （4）以反九點為基礎，對注采系統(tǒng)不完善、井區(qū)進行局部調整，將注采井數比逐漸調整到 1:2 以上。第4章 特低滲透油藏注水開發(fā)方式研究國內，國外的大量研究和實踐證明，現(xiàn)在低滲透、特低滲透油田的開發(fā)期間，注水是被大家應用并取得較高經濟效益的主要技術。 早期注水、晚期注水是注水的分布。早期注水分為油田經過試采，鑒定了油藏主要驅動機理后，就開始注水。保持了地層壓力需要早期注水，可以獲得更長時期的較高產穩(wěn)產，因而減少開采的年限。晚期注水首先要利用天然的能量開采，當地層壓力下降到飽和壓力附近的時候就開始注水。晚期注水的投資少，又利潤高，資金回收較快，對地下油層特征的認識比較清楚，開發(fā)較為主動。 我國天然能量較小的是特低滲透油田，彈性采收率和溶解氣驅采收率也是非常低的，所以就需要采用早期注水，開發(fā)方式需要保持地層壓力，才可能獲得比較高的開采速度和最終的采收率。對于彈性能量較大與異常高壓的油田，可以適當的推遲注水的時間，盡量來提高無水采油量，來改變油田最終的開發(fā)效果。 特低滲透油藏注水開采特征 特低滲透油藏滲流環(huán)境特征 小喉道連通的孔隙體積比例大 表 41 某油田各類孔隙體積占總孔隙體積的份額滲透率孔道體積的份額%1μm10001816131000~50018~2116~1813~14500~20021~2518~2114~17200~10025~3021~2517~20100~5030~3525~2920~2450~2035~4329~3524~3020~1043~5035~4030~3310~550~6040~4733~375~360~7047~5337~433~170~8853~7043~571887057 利用不相同滲透率巖樣的毛管壓力曲線[8]，整理后算出各類不同大的，小的孔道體積占巖樣最終孔隙體積的份額，定性計算出各類不同大的小的孔隙體積占總孔隙體積的比例。 從表 41 中可以看出，比例隨滲透率的減小而增大的條件是小孔道的孔隙體積占巖樣總孔隙體積，而且滲透率要越低，該比例提高的幅度就會越大。 對于高滲透油層來說，假如滲透率為1000 ，的話，該孔隙半徑小于 13210 μm?μm 的小孔隙所占孔隙體積的比例定不能超過 20%，而且，這 20%的孔隙體積或許還小于油層束縛水所占用的數值。對于高滲透的油層來說，我們更要采出的油主要是來自于較大的孔隙?？墒菍τ诘蜐B透的油層來說，情況就不一定了，小孔隙所占用的比例就大的多了，假如滲透率設為 3 ，孔隙半徑就小于 13210 μm?μ m小孔隙所占孔隙體積的 70%。因此對于特低滲透的油層來說，我們就要采出的油主要是來自小孔隙。 （2）比表面積大 宏量巖石顆粒分散程度的物理量事巖石的比表面積，一般的巖石顆粒越細，它的比表面積就越大。根據理論來計算，比表面積與滲透率的關系如圖41。 吸附理論認為，其吸附能力越強，那么它的物質的比表面積就越大，吸附的物質就越多。油層的束縛水一般較高，那么它的特低滲透油層的比表面積就越大，水驅油效率較為低。 （3）巖石表面油膜量大 原油化合物組成的復雜混合物有烴類和非烴類，包含大量的極性物質。當他們與巖石顆粒表層接觸的時候，就會表現(xiàn)出明顯的互相作用，這樣，在巖石顆粒表層就會變成一個聚有極性物質的特殊液體層。重質組分和膠質瀝青質是這個層多為原油，粘度與密度較大，體相原油的相應值小于它們的數值特明顯。我們把這個層稱為原油邊界層。與多孔介質的結構和原油的性質有關是邊界層的厚度。小孔道的多孔介質，原油膠質瀝青含量就會越高，密度粘度也會較大，并且原油邊界層就越厚。邊界層中原油的儲存量份額也會隨著多孔介質與原油性質不同而改變，油層的滲透率低，原油粘度就會越大，則邊界內的原油占儲存油量的比例就會越大。 （4）毛細管力的影響顯著 無數微小的孔隙組成的儲層，當多相流體在這些毛細管當中流動時，可以把它們相似的看成是很多直徑不相同的毛細管。由于各項流體對毛細管壁潤濕性的不相同，在不同流體間的界面上產生毛細管力。毛細管力用下式表示： 式中：δ —界面張力； θ —三相接觸角，即潤濕角；R—毛管半徑。 在界面張力與潤濕角相同的情況下，毛管力的大小和毛管半徑成不成正比，毛管半徑越小，毛細管力就會越大。特低滲透油層喉道的半徑較小，此毛管力特別大，對滲流的影響相當明顯。 （5）賈敏效應顯著 當液珠在任意一驅動壓力梯度下開始克服以上阻力產生運動時，液珠就會發(fā)生形變，進而又產生第二種毛細管力。式中：c2p—第二種毛細管力； R39。 — cosθ39。 /r； R39。39。— cosθ39。39。/r。 從以上毛管力公式可以看出，毛細管半徑越小，毛細管力就會越大，它們之間不是正比的關系。特低滲透油層的孔道半徑較小，等同于中高滲透率油層孔道半徑的幾十分之一，這種特點就會顯著地反映出在兩相滲流的規(guī)律當，低滲透油層中的兩相流動的規(guī)律，將會明顯地區(qū)分于中高滲透率油層中的流動規(guī)律。 上述毛管力隙系統(tǒng)是不同大小是發(fā)生在等徑毛細管中，但是，油層的孔的孔隙與連通的喉道所組成的液珠流動到孔道窄口時一個復雜的孔隙網絡。因此，當就遇到阻擋，則需要克服液珠遇阻變形所發(fā)生的要使液珠通過窄口，第三種毛細管力就是所謂的賈敏，特低滲透油藏注水開發(fā)方式的研究效應。 特低滲透油藏中孔喉變化的頻繁程度要比中高滲透率油藏的更多，孔喉比更大，賈敏效應會更加顯著。 特低滲透油藏注水開采特征 （1）油藏動用狀況與滲透率的關系 由滲流的理論可得知，注采壓差穩(wěn)定時、注采平衡，注采井主流線上任何一點的壓力梯度為 ：式中：r—主流線上的點距油井的距離，m。 可以得出給定注采井距和注采壓差條件下的不相同滲透率油層的有效驅動半徑，有效驅動半徑與滲透率的關系為： 當油井和水井多向對應時，動用程度可用下式近似計算：圖 42 注采井距 200m 條件下滲透率與動用程度的關系取注采井距為 200m，注采壓差可分為 120MPa 時，不相同油層的動用程度如圖 42。 從圖 42 中可以看出：當注采井距和滲透率一定時，儲層動用程度會隨注采壓差的增大而增大。所以，在特低滲透油層的注水開發(fā)中，要增加生產壓差，可生產壓差過大時，也會使地層壓裂，進而損壞套管。當注采壓差和注采井距穩(wěn)定時，儲層動用程度會隨著滲透率的增大而增大，所以，應該對特低滲透油層來進行儲層的改造。 （2）油井見水時間與滲透率的關系 低滲透油藏的滲流規(guī)律可以用下式表示：式中 為啟動壓力梯度?？梢缘贸龇€(wěn)定生產時徑向流的壓力分布和產量公式：圖 43 見水時間與滲透率的關系利用穩(wěn)態(tài)逐次替換法可以求得彈性不穩(wěn)定滲流過程中壓力的近似分布。任一時刻的壓力分布和井底壓力可表示為： 可以推導出下列注水見效時間公式： 式中，Jws為吸水指數，Ct為綜合壓縮系數，pinj為注水壓力。 特低滲透油藏的見水時間主要受啟動壓力梯度的影響，滲透率越低，見時間越長。 （3）采油速度與滲透率的關系 在特低滲透油層的開發(fā)過程當中，采用注水井解決層間矛盾，必須已在確定的采油速度下進行高效開采，這就是受到油田地質條件與油田注采系統(tǒng)的能力及其水驅油波的情況等多種因素的影響。 全國 13 個低滲透油田采油速度的研究對比，把采油速度與地層流動系數和井網密度綜合考慮，得到下列統(tǒng)計公式，作圖如圖 44。由圖 44 可以看出來，在特低滲透油藏的開發(fā)過程當中，采油速度一般會在 1%~2%之間，要想提高采油的速度，必須要進行井網調整。圖 44 采油速度與滲透率的關系 注水開發(fā)存在問題及其影響因素 注水開發(fā)存在的問題 我國特低滲透油藏一般天然能量較小，大多數都會采用注水方式來進行開發(fā)。周期注水通過周期性的不穩(wěn)定的壓力、注水井吸水能力低，開發(fā)過程中普