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[摘 要]低渗透油藏因储层物性较差,水驱开发过程中普遍存在注不进、采不出的问题,注采能力较低,水驱开发效果较差。为进一步提高低渗油藏水驱开发水平,以提高低渗透油藏注采能力为研究对象,通过综合研究分析,找准治理对策,改善低渗油藏水驱开发效果。
[关键词]低渗透,注采能力,压裂
中图分类号:TE324 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)39-0113-01
引言
随着石油与天然气勘探开发进程的不断深入,越来越多的低渗透油藏被探明和开发,分布区域逐渐变大,含油层系也越来越多,探明储量和动用储量也越来越大。低渗透油气产量的比率也逐年上升,地位越来越重。本文以滨南油田低渗透油藏为例,以油藏地质特点和水驱开发特点为出发点,以提高低渗透油藏注采能力为研究对象,通过研究,进一步提高低渗油藏的水驱开发效果,进而提高低渗油藏采收率。
1 基本概况
滨南油田总地质储量为0.98亿吨,其中低渗透油藏地质储量为0.77亿吨,占总储量的78.6%。开发方式主要为注水开发,水驱储量0.59亿吨,占总储量的60.2%。在注水开发过程中,普遍呈现出“低产出液量、低产出油量、低含水、低注入量”的四低现象。“注不进、采不出”是开发过程中最大的特点。
主要油藏地质特点有:(1)油藏类型较多。有浊积岩高压异常油藏、多薄层砂岩油藏、特低渗砂砾岩油藏等。(2)沉积类型多。有浅湖亚相砂岩沉积、扇三角洲砂岩沉积、滩坝砂沉积、浊积扇砂砾岩沉积和浊积扇砂岩沉积。(3)层多、层薄沙三下有18个小层,平均单层厚度2.2m;沙四段有12个小层,平均单层厚度2.9m。(4)储层物性差,非均质性较强。沙三段渗透率0.2-135.6毫达西,孔隙度6.9%-19.6%;沙四段渗透率0.1-59.8毫达西,孔隙度3.9-21%。
2 存在的主要问题
(1)储层渗透率低,具有压力敏感性
低渗透储层渗透率受地层压力变化影响较大,流体性质受压力影响较小,储层具有压力敏感性,导致储层渗透性变差,保持一定地层压力开发,可以降低对储层渗透率的伤害。因此要及时完善注采井网、精细注水,并保持合理地层压力水平。
(2)注采井距较大,需要压裂改造
部分区块技术极限井距为220m,经济合理井距为267m,技术极限井距小于经济合理井距,需要通过压裂进行弥补,同时控制压裂规模,合适压裂缝高缝长。
(3)薄互层大跨度,储层均衡改造难度大
部分区块投产井段跨度大、层系多,油层跨度60-220m,且储层多薄层,笼统压裂难以确保各个小层均衡改造。常规分层压裂技术管柱比较复杂,易砂卡,一般满足2段压裂需求,难以满足3-4段压裂需求。
(4)部分水井欠注,单井日注能力低
由于注入水质不稳定,部分水井地层后期堵塞,启动压力逐年升高。沙三段由14.1MPa上升至21.5MPa,沙四段由15.9MPa上升至25.1MPa。区块注水压力30MPa仍注入困难。水质标准与孔喉配伍性需要进一步提高,水质需细分分级。
3 提高注采能力的主要对策
3.1 开展水质配伍性研究,提高注水质量
通过注入水质配伍性研究表明:部分区块孔喉半径与井口注入水悬浮物粒径适配性较差或不适配。由于注入水悬浮物粒径较大,造成地层后期堵塞,孔吼受到伤害。通过对注入水质标准进行升级,满足油藏开发需求。如滨A区块水质配伍性研究表明:(1)孔喉小,水质不达标;(2)粘土矿物成份较高,具较强的水敏伤害;(3)注入水与储层流体配伍,不会发生结垢伤害。通过配套精细过滤装置、防膨工艺、酸化解堵工艺,区块启动压力下降7MPa,单井日增注12m3/d,区块单井日增油0.6t/d,取得了良好的效果。
3.2 精细油藏描述,指导水驱高效开发
针对沉积类型比较复杂的砂砾岩、浊积岩等低渗油藏,通过精细油藏描述、精细沉积期次划分、精细构造解释和地层对比、精细储层物性参数分析,深入认识油藏特点,指导后续注水开发。如滨C块,为浊积岩低渗,通过精细油藏描述,砂体细分为8個期次,明确了砂体注采连通关系,建立了有效驱替。单井日液由9.2吨提高至12.8吨,单井日油由2.3吨提高至6.8吨,单井日注水由8方提高至22方,年采油速度和年采出程度分别提高了0.2、0.15个百分点。
3.3 通过完善注采井网,提高储量控制程度
部分低渗透单元存在储层物性差异大、非均质性较强、储量动用不均衡,需要进行层系细分或层系重组;部分单元存在停产停注井多、注采井网不完善、井距较大、水驱见效慢等问题,需要通过整体注采井网完善、井网加密或适配等手段进行调整。通过层系和井网整体调整和适配性配伍,完善注采井网、协调注采关系、建立有效驱替,提高单元注采能力。针对高丰度的一般低渗透油藏,主要通过细分层系调整、小井距加密注水来提高储量控制和动用程度。针对中低丰度的一般低渗透油藏,主要通过井网适配注水、仿水平井开发来提高储量控制和动用程度。
3.3 通过优化配套工艺,提高注采能力
针对低渗透油藏“注不进、采不出”的开发难题,通过不断优化适应油藏特征的配套工艺,提升注采能力。
创新复合分层压裂工艺,均衡改造储层。针对长井段、大跨度低渗油藏,以实现层间均衡改造为目标,根据油层跨度、应力,兼顾隔层厚度、储层物性等因素,开展攻关试验,创新复合分层压裂工艺,满足了长井段井的储层均衡改造需求。针对井段长、分段多、并且存在较大应力差异的井,实施机械分层+投球分层工艺,最大实施了分三层压裂;针对井段长、分段多、应力差异较小的井,实施机械分层+限流分层工艺,最大实施了分五层压裂。
配套低伤害压裂液体系,减少低渗储层伤害。低渗透单元泥质、粘土矿物含量高,避免压裂液进入地层后,引起粘土矿物膨胀、分散、运移、堵塞,造成的渗透率伤害,优选复合防膨剂,提高防膨效果,加强储层保护。低渗透单元因储层水锁造成的伤害。优选防水锁剂,减小压裂液对储层的伤害。
3.4 集成完善解堵体系,提高有效注水
室内研究表明:滨南油田欠注的原因除储层物性差外,主要是近井地带残余油、及注入水中悬浮物和乳化油产生的堵塞。储层本身的低孔低渗是造成水井注水压力高、注水困难的关键因素,注水中的乳化油的堵塞是影响注水的主要因素;注水中悬浮物堵塞是影响欠注的另一因素。
针对不同欠注原因和堵塞特点,结合不同油藏的特点,配套了4种解堵体系,提高酸化解堵的针对性和有效性。针对因悬浮物、结垢堵塞、泥浆污染、作业污染等造成的近井地带堵塞,采用常规土酸酸化体系。针对因深部污染、结垢堵塞等造成的储层深部堵塞,采用深部缓速酸体系。针对因泥质含量较高(25-50%)造成的粘土膨胀堵塞,采用缩膨防膨体系。针对因残余油含量高、注水压力高造成的堵塞,采用降压增注体系。
3.5 强化注水系统管理,确保注入水质合格
注水系统实施节点预治理模式,保障源头、沿程、井口水质稳定、达标,水质不断满足油藏开发需求。根据污水站水性特点、工艺流程、沿程节点,制定水质检测节点,优化每个污水站的流程节点指标数据标准、药剂投加方案,及早在污水站内前端节点水质变化时,运行节点指标变化预案,在沿程水质未发生改变以前解决问题,确保外输水质稳定达标。
4 结论
低渗透油藏综合含水低、动用程度低、生产成本低,是低油价下提质增效的主阵地。注采能力较低,又制约着高效稳产开发。要提高低渗油藏注采能力,要从精细油藏描述、储层压裂改造、后期酸化解堵、注水系统压力和水质配伍等各个方面入手,涵盖了油藏、工程、工艺等多学科部门,是一项综合性的工程。
参考文献
[1] 杨华等主编.低渗透油气田研究与实践.北京:石油工业出版社,2003.
[2] 李道品.论低渗透油藏开发的主要矛盾和改善途径[J].世界石油工业,1998.
[3] 黄延章.低渗透油层渗流机理[M].北京:石油工业出版社,1998.
作者简介
任敏(1986-),男,现在胜利油田分公司滨南采油厂地质所从事油田开发和管理工作。
[关键词]低渗透,注采能力,压裂
中图分类号:TE324 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)39-0113-01
引言
随着石油与天然气勘探开发进程的不断深入,越来越多的低渗透油藏被探明和开发,分布区域逐渐变大,含油层系也越来越多,探明储量和动用储量也越来越大。低渗透油气产量的比率也逐年上升,地位越来越重。本文以滨南油田低渗透油藏为例,以油藏地质特点和水驱开发特点为出发点,以提高低渗透油藏注采能力为研究对象,通过研究,进一步提高低渗油藏的水驱开发效果,进而提高低渗油藏采收率。
1 基本概况
滨南油田总地质储量为0.98亿吨,其中低渗透油藏地质储量为0.77亿吨,占总储量的78.6%。开发方式主要为注水开发,水驱储量0.59亿吨,占总储量的60.2%。在注水开发过程中,普遍呈现出“低产出液量、低产出油量、低含水、低注入量”的四低现象。“注不进、采不出”是开发过程中最大的特点。
主要油藏地质特点有:(1)油藏类型较多。有浊积岩高压异常油藏、多薄层砂岩油藏、特低渗砂砾岩油藏等。(2)沉积类型多。有浅湖亚相砂岩沉积、扇三角洲砂岩沉积、滩坝砂沉积、浊积扇砂砾岩沉积和浊积扇砂岩沉积。(3)层多、层薄沙三下有18个小层,平均单层厚度2.2m;沙四段有12个小层,平均单层厚度2.9m。(4)储层物性差,非均质性较强。沙三段渗透率0.2-135.6毫达西,孔隙度6.9%-19.6%;沙四段渗透率0.1-59.8毫达西,孔隙度3.9-21%。
2 存在的主要问题
(1)储层渗透率低,具有压力敏感性
低渗透储层渗透率受地层压力变化影响较大,流体性质受压力影响较小,储层具有压力敏感性,导致储层渗透性变差,保持一定地层压力开发,可以降低对储层渗透率的伤害。因此要及时完善注采井网、精细注水,并保持合理地层压力水平。
(2)注采井距较大,需要压裂改造
部分区块技术极限井距为220m,经济合理井距为267m,技术极限井距小于经济合理井距,需要通过压裂进行弥补,同时控制压裂规模,合适压裂缝高缝长。
(3)薄互层大跨度,储层均衡改造难度大
部分区块投产井段跨度大、层系多,油层跨度60-220m,且储层多薄层,笼统压裂难以确保各个小层均衡改造。常规分层压裂技术管柱比较复杂,易砂卡,一般满足2段压裂需求,难以满足3-4段压裂需求。
(4)部分水井欠注,单井日注能力低
由于注入水质不稳定,部分水井地层后期堵塞,启动压力逐年升高。沙三段由14.1MPa上升至21.5MPa,沙四段由15.9MPa上升至25.1MPa。区块注水压力30MPa仍注入困难。水质标准与孔喉配伍性需要进一步提高,水质需细分分级。
3 提高注采能力的主要对策
3.1 开展水质配伍性研究,提高注水质量
通过注入水质配伍性研究表明:部分区块孔喉半径与井口注入水悬浮物粒径适配性较差或不适配。由于注入水悬浮物粒径较大,造成地层后期堵塞,孔吼受到伤害。通过对注入水质标准进行升级,满足油藏开发需求。如滨A区块水质配伍性研究表明:(1)孔喉小,水质不达标;(2)粘土矿物成份较高,具较强的水敏伤害;(3)注入水与储层流体配伍,不会发生结垢伤害。通过配套精细过滤装置、防膨工艺、酸化解堵工艺,区块启动压力下降7MPa,单井日增注12m3/d,区块单井日增油0.6t/d,取得了良好的效果。
3.2 精细油藏描述,指导水驱高效开发
针对沉积类型比较复杂的砂砾岩、浊积岩等低渗油藏,通过精细油藏描述、精细沉积期次划分、精细构造解释和地层对比、精细储层物性参数分析,深入认识油藏特点,指导后续注水开发。如滨C块,为浊积岩低渗,通过精细油藏描述,砂体细分为8個期次,明确了砂体注采连通关系,建立了有效驱替。单井日液由9.2吨提高至12.8吨,单井日油由2.3吨提高至6.8吨,单井日注水由8方提高至22方,年采油速度和年采出程度分别提高了0.2、0.15个百分点。
3.3 通过完善注采井网,提高储量控制程度
部分低渗透单元存在储层物性差异大、非均质性较强、储量动用不均衡,需要进行层系细分或层系重组;部分单元存在停产停注井多、注采井网不完善、井距较大、水驱见效慢等问题,需要通过整体注采井网完善、井网加密或适配等手段进行调整。通过层系和井网整体调整和适配性配伍,完善注采井网、协调注采关系、建立有效驱替,提高单元注采能力。针对高丰度的一般低渗透油藏,主要通过细分层系调整、小井距加密注水来提高储量控制和动用程度。针对中低丰度的一般低渗透油藏,主要通过井网适配注水、仿水平井开发来提高储量控制和动用程度。
3.3 通过优化配套工艺,提高注采能力
针对低渗透油藏“注不进、采不出”的开发难题,通过不断优化适应油藏特征的配套工艺,提升注采能力。
创新复合分层压裂工艺,均衡改造储层。针对长井段、大跨度低渗油藏,以实现层间均衡改造为目标,根据油层跨度、应力,兼顾隔层厚度、储层物性等因素,开展攻关试验,创新复合分层压裂工艺,满足了长井段井的储层均衡改造需求。针对井段长、分段多、并且存在较大应力差异的井,实施机械分层+投球分层工艺,最大实施了分三层压裂;针对井段长、分段多、应力差异较小的井,实施机械分层+限流分层工艺,最大实施了分五层压裂。
配套低伤害压裂液体系,减少低渗储层伤害。低渗透单元泥质、粘土矿物含量高,避免压裂液进入地层后,引起粘土矿物膨胀、分散、运移、堵塞,造成的渗透率伤害,优选复合防膨剂,提高防膨效果,加强储层保护。低渗透单元因储层水锁造成的伤害。优选防水锁剂,减小压裂液对储层的伤害。
3.4 集成完善解堵体系,提高有效注水
室内研究表明:滨南油田欠注的原因除储层物性差外,主要是近井地带残余油、及注入水中悬浮物和乳化油产生的堵塞。储层本身的低孔低渗是造成水井注水压力高、注水困难的关键因素,注水中的乳化油的堵塞是影响注水的主要因素;注水中悬浮物堵塞是影响欠注的另一因素。
针对不同欠注原因和堵塞特点,结合不同油藏的特点,配套了4种解堵体系,提高酸化解堵的针对性和有效性。针对因悬浮物、结垢堵塞、泥浆污染、作业污染等造成的近井地带堵塞,采用常规土酸酸化体系。针对因深部污染、结垢堵塞等造成的储层深部堵塞,采用深部缓速酸体系。针对因泥质含量较高(25-50%)造成的粘土膨胀堵塞,采用缩膨防膨体系。针对因残余油含量高、注水压力高造成的堵塞,采用降压增注体系。
3.5 强化注水系统管理,确保注入水质合格
注水系统实施节点预治理模式,保障源头、沿程、井口水质稳定、达标,水质不断满足油藏开发需求。根据污水站水性特点、工艺流程、沿程节点,制定水质检测节点,优化每个污水站的流程节点指标数据标准、药剂投加方案,及早在污水站内前端节点水质变化时,运行节点指标变化预案,在沿程水质未发生改变以前解决问题,确保外输水质稳定达标。
4 结论
低渗透油藏综合含水低、动用程度低、生产成本低,是低油价下提质增效的主阵地。注采能力较低,又制约着高效稳产开发。要提高低渗油藏注采能力,要从精细油藏描述、储层压裂改造、后期酸化解堵、注水系统压力和水质配伍等各个方面入手,涵盖了油藏、工程、工艺等多学科部门,是一项综合性的工程。
参考文献
[1] 杨华等主编.低渗透油气田研究与实践.北京:石油工业出版社,2003.
[2] 李道品.论低渗透油藏开发的主要矛盾和改善途径[J].世界石油工业,1998.
[3] 黄延章.低渗透油层渗流机理[M].北京:石油工业出版社,1998.
作者简介
任敏(1986-),男,现在胜利油田分公司滨南采油厂地质所从事油田开发和管理工作。