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【摘 要】为了高效开发低渗透油藏,应该结合油田实际,采取最为有效的方式方法,同时我们应该积极借鉴国外在低渗透油藏开发方面的先进技术,不断开发新技术,进一步提高油藏的开发效果,提高经济效益。
【关键词】低渗透;油藏;现状;特征;开发效果
低渗透油藏的高效开发,对于提高我国石油产量,促进经济的发展具有重要的意义。低渗透油藏储层物性差,渗透率低,流体流动阻力大,因此低渗透油藏的开发难度大,需要科学合理的油藏开发技术,才能更好的开发低渗透油藏。文章分析了低渗透油藏储层致密、地层能量下降快、注水难度大、采收率低等开发特征,研究了低渗透油藏高效开发的措施,例如高效射孔、合理布置井网、整体压裂、注气开采等。室内实验结果表明,二氧化碳驱的采收率最高,氮气驱的采收率次之,水驱的采收率最低。随着渗透率的变化,水驱驱油的效率变化较小,气体驱油的效率变化较大。通过研究为低渗透油藏的高效开发奠定了基础。
一、低渗透油田开发现状
1.低渗透油田的划分
世界上对低渗透油田并无统一固定的标准和界限,只是一个相对的概念。不同国家根据不同时期石油资源状况和技术经济条件而制定。根据我国的实际情况和生产特征,按照油层平均渗透率把低渗透油田分为三类。
第一类为一般低渗透油田,油层平均渗透率为10.1~50×10-3μm2,油井一般能够达到工业油流标准,但产量太低,需采取压裂措施提高生产能力,才能取得较好的开发效果和经济效益。
第二类为特低渗透油田,油层平均渗透率为1.1~10.0×10-3μm2,一般束缚水饱和度较高,必须采取较大型的压裂改造和其他相应措施,才能有效地投入工业开发。
第三类为超低渗透油田,油层平均渗透率为0.1~1.0×10-3μm2,油层非常致密,束缚水饱和度很高,基本没有自然产能,一般不具备工业开发价值。
2.低渗透油田储量动用情况
2010年,我国探明低渗透油层的石油地质储量为78.3×108t,动用的低渗透油田地质储量约37.0×108t,动用程度为47.2%。从我国每年提交的探明石油地质储量看,低渗透油田地质储量所占的比例越来越大,1995年探明低渗透油层的石油地质储量为30796×104t,占当年总探明储量72.7%,年探明的石油地质储量中大约三分之二为低渗透油层储量,2005年探明低渗透油层的石油地质储量为58262×104t,占当年总探明储量83.5%。可见,今后低渗透难采储量的开发所占的比重逐年加大,如何经济有效做好难采储量的评价、动用和开发理论技术的研究是我们攻关的主要目标和方向。
从我国近些年来对低渗透油田的研究和开发水平看,有了较大的进展和提高,但与中高渗透油田相比仍有较大的差距。我国低渗透油田平均采收率只有21.4%,比中高渗透油田(34%)低12.6个百分点。目前有五十多个油田(区块)年开采速度小于0.5%,这些低速低效油田(区块)的地质储量约3.2×108t,其平均采油速度仅0.27%,预测最终采收率只有15.5%。
二、对低渗透油田地质、开发特征的认识
国内外低渗透油田的开发已有近百年的历史,其中美国早在1871年发现并开发了世界著名的勃莱德福低渗透砂岩大油田(平均渗透率7.510.05×10-3μm2、平均孔隙度15%)。在我国低渗透油田开发也有着悠久的历史,1907年9月10日,我国陆上钻成第一口油井―延长油田1号井,其产层就是举世闻名的特低渗透层―三叠系延长统油层[1]。从国内外有关报道情况来看,对低渗透油田基本的地质特征和开发特征有如下认识:
1.储层物性差,渗透率低。由于颗粒细,分选差,胶结物含量高,经压实和后生成岩作用使储层变得十分致密,渗透率一般小于100×10-3μm2,少数低于1.0×10-3μm2;
2.储层孔隙度一般偏低,变化幅度大。大部分在7%~20%分布,个别高达25%(美国巴罗岛油田),多数低渗透油田的有效厚度有限,所以储量丰度普遍偏低;
3.原始含水饱和度较高,原油物性较好。一般含水饱和度在30%一40%,个别高达60%(美国的东堪顿油田),原油密度多数小于0.85,地层原油粘度多数小于3 mPaqS。这就决定了低渗透油田虽能注水,但水淹速度偏快;
4.油层砂泥交互,非均质性严重。由于沉积环境不稳定,砂层的厚度变化大,层内渗透率变化大。有的砂岩泥质含量高,地层水电阻率低,给油水层的划分带来很大困难;
5.油层受岩性控制,水动力联系差,边底水推动不明显,自然能量補给差。多数采用弹性和溶解气驱采油时,油层产能递减快,一次采收率低,一般只在8%~14%之间。采用注水保持能量后,二次采收率可控制到25%~30%;
三、低渗透油藏开发措施及不同注气效果研究
现阶段低渗透油藏的开发措施主要有合理布置井网、总体压裂、高效射孔等开发措施。高效射孔技术可以减小地层流体流向井筒的阻力,使地层流体最大程度的流向井筒中。复合射孔技术高效完成了射孔、造缝、扩展过程,该技术可以有效的降低地层的破裂压力,为后续成功压裂提供了保障。低渗透油藏的开发首先要选择储层发育最好、剩余油富集的区域开发,通过先进的勘探方式,获取到准确的储层分布资料,根据低渗透油藏的开发理念,采用先进的技术手段,完成油藏的评价工作,优选出低渗透油藏中原油的富集区域,易于开采的区域。首先成功的开发这些区域后,根据已取得的开发经验,进而全面的开展全油藏的开发工作。通过合理布置的井网部署,可以提高油藏驱动的压力梯度,提高油藏的产能。如果经济条件可以的前提下,可以适当的提高低渗透油藏的井网密度,既可以提高油藏的最终采收率;也可以通过增补充油藏能量的方式,提高油藏的采油效率。
限制低渗透油藏高效开发主要因素的就是储层渗透率过低,储层流体的流动阻力大,通过对地层压裂的方法,可以有效的提高储层的渗透率,减小储层流体的流动阻力。低渗透油藏整体压裂的方法,将整个油藏作为压裂的对象,通过详细的分析油藏地质勘探资料,研究低渗透油藏储层的非均质性及地应力方向等资料,得到水力压裂对于油藏的开发和油藏渗透率影响的规律,而且可以实现油藏和水力压裂方式的优化组合,为低渗透油藏的压裂设计提供指导。
低渗透油藏早期注水开发方式可以有效的维持油藏的地层压力,提高低渗透油藏的产能。在低渗透油藏开发时,打生产井的同时也要打注水井,生产井开始生产的同时,注入井开始注水补充地层能量,维持地层的压力处在较高的水平。在弹性能量较大的低渗透油藏,也可以先利用天然的弹性能开采一段时间,当天然能量降低到一定程度后,开始注水措施。对于裂缝较少的低渗透油藏,可以适当的提高注水井的注入压力和注入量,来提高低渗透油藏的产能。
注气开采是提高低渗透油藏产量和采收率的有效途径之一,自从上个世纪初,国外就开展油藏注气开采的研究,经过不断的发展,注气开采已经得到的广泛的应用。其中油藏注气开采技术处于领先位置的是美国和加拿大。近年来我国我开展了一些小规模的油藏注气开采试验。通过开展不同驱替流体对洗油效率的影响室内实验,得到了注二氧化碳、氮气和注水对洗油效率的影响规律。在实验过程中,将一定速率的驱替流体注入到驱替实验装置中,设定注入的流体速度,没间隔一定的时间测量岩心的前后两端的压力,当岩心前后两端的压力差较大时,说明流体已经不再驱替了,对不同渗透率的岩心进行多次实验,减小实验的误差。实验的结果表明,在水驱、二氧化碳驱和氮气驱三种驱替方式下,分析最高的洗油效率得到,注入二氧化碳的采收率最高,氮气驱的采收率次之,水驱的采收率最低。通过不同渗透率岩心的驱替实验结果表明,随着渗透率的变化,水驱驱油的效率变化较小,而气体驱油的效率则随着渗透率变化较大。
四、结语
在中国特有的以陆相沉积为主的含油气盆地中,普遍具有储层物性较差的特点,相应发育了丰富的低渗透油气资源。经过长期不懈的探索,中国低渗透油藏的勘探开发取得了很大的突破。通过持续不断的开发技术攻关和创新,中国的低渗透资源实现了规模有效开发,形成了国际一流的低渗透开发配套技术系列。在中国油气产量构成中低渗透产量的比例逐步上升,地位越来越重要。
参考文献:
[1] 李道品.低渗透油田开发[M].北京:石油工业出版社,1999
[2] 袁旭军,叶晓端,鲍为,等.低渗透油田开发难点和主要对策[J].钻采工艺,2006
(作者单位:大庆油田有限责任公司第九采油厂敖南采油作业区)
【关键词】低渗透;油藏;现状;特征;开发效果
低渗透油藏的高效开发,对于提高我国石油产量,促进经济的发展具有重要的意义。低渗透油藏储层物性差,渗透率低,流体流动阻力大,因此低渗透油藏的开发难度大,需要科学合理的油藏开发技术,才能更好的开发低渗透油藏。文章分析了低渗透油藏储层致密、地层能量下降快、注水难度大、采收率低等开发特征,研究了低渗透油藏高效开发的措施,例如高效射孔、合理布置井网、整体压裂、注气开采等。室内实验结果表明,二氧化碳驱的采收率最高,氮气驱的采收率次之,水驱的采收率最低。随着渗透率的变化,水驱驱油的效率变化较小,气体驱油的效率变化较大。通过研究为低渗透油藏的高效开发奠定了基础。
一、低渗透油田开发现状
1.低渗透油田的划分
世界上对低渗透油田并无统一固定的标准和界限,只是一个相对的概念。不同国家根据不同时期石油资源状况和技术经济条件而制定。根据我国的实际情况和生产特征,按照油层平均渗透率把低渗透油田分为三类。
第一类为一般低渗透油田,油层平均渗透率为10.1~50×10-3μm2,油井一般能够达到工业油流标准,但产量太低,需采取压裂措施提高生产能力,才能取得较好的开发效果和经济效益。
第二类为特低渗透油田,油层平均渗透率为1.1~10.0×10-3μm2,一般束缚水饱和度较高,必须采取较大型的压裂改造和其他相应措施,才能有效地投入工业开发。
第三类为超低渗透油田,油层平均渗透率为0.1~1.0×10-3μm2,油层非常致密,束缚水饱和度很高,基本没有自然产能,一般不具备工业开发价值。
2.低渗透油田储量动用情况
2010年,我国探明低渗透油层的石油地质储量为78.3×108t,动用的低渗透油田地质储量约37.0×108t,动用程度为47.2%。从我国每年提交的探明石油地质储量看,低渗透油田地质储量所占的比例越来越大,1995年探明低渗透油层的石油地质储量为30796×104t,占当年总探明储量72.7%,年探明的石油地质储量中大约三分之二为低渗透油层储量,2005年探明低渗透油层的石油地质储量为58262×104t,占当年总探明储量83.5%。可见,今后低渗透难采储量的开发所占的比重逐年加大,如何经济有效做好难采储量的评价、动用和开发理论技术的研究是我们攻关的主要目标和方向。
从我国近些年来对低渗透油田的研究和开发水平看,有了较大的进展和提高,但与中高渗透油田相比仍有较大的差距。我国低渗透油田平均采收率只有21.4%,比中高渗透油田(34%)低12.6个百分点。目前有五十多个油田(区块)年开采速度小于0.5%,这些低速低效油田(区块)的地质储量约3.2×108t,其平均采油速度仅0.27%,预测最终采收率只有15.5%。
二、对低渗透油田地质、开发特征的认识
国内外低渗透油田的开发已有近百年的历史,其中美国早在1871年发现并开发了世界著名的勃莱德福低渗透砂岩大油田(平均渗透率7.510.05×10-3μm2、平均孔隙度15%)。在我国低渗透油田开发也有着悠久的历史,1907年9月10日,我国陆上钻成第一口油井―延长油田1号井,其产层就是举世闻名的特低渗透层―三叠系延长统油层[1]。从国内外有关报道情况来看,对低渗透油田基本的地质特征和开发特征有如下认识:
1.储层物性差,渗透率低。由于颗粒细,分选差,胶结物含量高,经压实和后生成岩作用使储层变得十分致密,渗透率一般小于100×10-3μm2,少数低于1.0×10-3μm2;
2.储层孔隙度一般偏低,变化幅度大。大部分在7%~20%分布,个别高达25%(美国巴罗岛油田),多数低渗透油田的有效厚度有限,所以储量丰度普遍偏低;
3.原始含水饱和度较高,原油物性较好。一般含水饱和度在30%一40%,个别高达60%(美国的东堪顿油田),原油密度多数小于0.85,地层原油粘度多数小于3 mPaqS。这就决定了低渗透油田虽能注水,但水淹速度偏快;
4.油层砂泥交互,非均质性严重。由于沉积环境不稳定,砂层的厚度变化大,层内渗透率变化大。有的砂岩泥质含量高,地层水电阻率低,给油水层的划分带来很大困难;
5.油层受岩性控制,水动力联系差,边底水推动不明显,自然能量補给差。多数采用弹性和溶解气驱采油时,油层产能递减快,一次采收率低,一般只在8%~14%之间。采用注水保持能量后,二次采收率可控制到25%~30%;
三、低渗透油藏开发措施及不同注气效果研究
现阶段低渗透油藏的开发措施主要有合理布置井网、总体压裂、高效射孔等开发措施。高效射孔技术可以减小地层流体流向井筒的阻力,使地层流体最大程度的流向井筒中。复合射孔技术高效完成了射孔、造缝、扩展过程,该技术可以有效的降低地层的破裂压力,为后续成功压裂提供了保障。低渗透油藏的开发首先要选择储层发育最好、剩余油富集的区域开发,通过先进的勘探方式,获取到准确的储层分布资料,根据低渗透油藏的开发理念,采用先进的技术手段,完成油藏的评价工作,优选出低渗透油藏中原油的富集区域,易于开采的区域。首先成功的开发这些区域后,根据已取得的开发经验,进而全面的开展全油藏的开发工作。通过合理布置的井网部署,可以提高油藏驱动的压力梯度,提高油藏的产能。如果经济条件可以的前提下,可以适当的提高低渗透油藏的井网密度,既可以提高油藏的最终采收率;也可以通过增补充油藏能量的方式,提高油藏的采油效率。
限制低渗透油藏高效开发主要因素的就是储层渗透率过低,储层流体的流动阻力大,通过对地层压裂的方法,可以有效的提高储层的渗透率,减小储层流体的流动阻力。低渗透油藏整体压裂的方法,将整个油藏作为压裂的对象,通过详细的分析油藏地质勘探资料,研究低渗透油藏储层的非均质性及地应力方向等资料,得到水力压裂对于油藏的开发和油藏渗透率影响的规律,而且可以实现油藏和水力压裂方式的优化组合,为低渗透油藏的压裂设计提供指导。
低渗透油藏早期注水开发方式可以有效的维持油藏的地层压力,提高低渗透油藏的产能。在低渗透油藏开发时,打生产井的同时也要打注水井,生产井开始生产的同时,注入井开始注水补充地层能量,维持地层的压力处在较高的水平。在弹性能量较大的低渗透油藏,也可以先利用天然的弹性能开采一段时间,当天然能量降低到一定程度后,开始注水措施。对于裂缝较少的低渗透油藏,可以适当的提高注水井的注入压力和注入量,来提高低渗透油藏的产能。
注气开采是提高低渗透油藏产量和采收率的有效途径之一,自从上个世纪初,国外就开展油藏注气开采的研究,经过不断的发展,注气开采已经得到的广泛的应用。其中油藏注气开采技术处于领先位置的是美国和加拿大。近年来我国我开展了一些小规模的油藏注气开采试验。通过开展不同驱替流体对洗油效率的影响室内实验,得到了注二氧化碳、氮气和注水对洗油效率的影响规律。在实验过程中,将一定速率的驱替流体注入到驱替实验装置中,设定注入的流体速度,没间隔一定的时间测量岩心的前后两端的压力,当岩心前后两端的压力差较大时,说明流体已经不再驱替了,对不同渗透率的岩心进行多次实验,减小实验的误差。实验的结果表明,在水驱、二氧化碳驱和氮气驱三种驱替方式下,分析最高的洗油效率得到,注入二氧化碳的采收率最高,氮气驱的采收率次之,水驱的采收率最低。通过不同渗透率岩心的驱替实验结果表明,随着渗透率的变化,水驱驱油的效率变化较小,而气体驱油的效率则随着渗透率变化较大。
四、结语
在中国特有的以陆相沉积为主的含油气盆地中,普遍具有储层物性较差的特点,相应发育了丰富的低渗透油气资源。经过长期不懈的探索,中国低渗透油藏的勘探开发取得了很大的突破。通过持续不断的开发技术攻关和创新,中国的低渗透资源实现了规模有效开发,形成了国际一流的低渗透开发配套技术系列。在中国油气产量构成中低渗透产量的比例逐步上升,地位越来越重要。
参考文献:
[1] 李道品.低渗透油田开发[M].北京:石油工业出版社,1999
[2] 袁旭军,叶晓端,鲍为,等.低渗透油田开发难点和主要对策[J].钻采工艺,2006
(作者单位:大庆油田有限责任公司第九采油厂敖南采油作业区)