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[摘 要]随着我们工业经济的迅猛发展,对石油能源的需求也日益剧增。传统的陆上油田采用的是注水方式开采,平均开采率只达到33%左右,导致更多的油田未被完全开采利用。尤其是低渗透油田的开采,由于开采技术的不成熟采收率得不到提高未能得到利用。已被开发的油田已经远远不能满足当今社会经济的发展,因此提高油田采收技术开发采集低渗透油田,从源头上节约石油资源提升对石油的利用率才是根本之策。
[关键词]低渗透 开发现状 技术现状
中图分类号:TE348 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)37-0013-01
1.低渗透油田开发背景
我国低渗透油气田的探明地质储量约为全部探明地质储量的2/3以上,低渗透油气资源分布具有含油气多、油气藏类型多、分布区域广等特点,所以如何开发好低渗透油田具有十分重要的意义。在我国,低渗透油气田在全国的各个油气区都有较为广泛的分布,探明储里为63 亿t,约占探明总储里的28%。近5年探明储里中低渗透油储里的比重已增至50%~60%,剩余石油资源中低渗透油田储里也占到76.5%,其中松辽、鄂尔多斯、柴达木、准噶尔四大盆地低渗透储里比例均在85%以上[1]。在低渗透油气资源中,探明储里大于2亿t的油区有大庆、吉林、辽河、大港、新疆、长庆、吐哈、胜利、中原等9个油区。低渗透油田最基本的特点就是流体参透能力差、产能低,通常需要进行油藏改造才能维持正常生产。我国东南区油田渗透率为8.810-3μm2,为典型的低渗透油藏,由于储层物性差,开发难度大,产量低,采出程度低,剩余油储量大。参考国外情况,开发低渗透油田,一般首先利用天然能量开采,以延长无水开采期和低含水开采期。利用弹性能量和溶解气驱能量开采,油层产能递减快,一次采收率为8%~15%。转入注水开发后,二次采收率为25%~30%[2]。从低参透油田的总量来看也未达到国内大庆油田开发量的一半。此外国外对低参透油田开采技术上仍多以实验研究为主,通过室内理论和油田试验模拟地质藏油来突破低渗透油田开发技术。所以如何经济高效开发低参透油田仍需要在技术上加强研发。
2.低渗透油田特点及开发技术上的困难
2.1油层孔喉狭小、比表面积大、渗透率低
低渗透油层油田特点为孔隙的狭小,平均孔隙直径为26 μm~43 μm,喉道半径中值0.1 μm~2.0 μm,比表面积2 m2/g~20 m2/g。储层孔喉细小和比表面积大,不仅直接形成了渗透率低的结果,而且是低渗透油层一系列开采特征的根本原因 [3]。
2.2渗流规律不遵循循达西定律,具有压力梯度
低渗透储层由于孔喉细小、比表面积和原油边界层厚度大、贾敏效应和表面分子力作用强烈,其渗流规律不遵循达西定律,具有非达西型渗流特征。渗流直线段的延长线不通过坐标原点(达西型渗流通过坐标原点),而与压力梯度轴相交,其交点即为启动压力梯度,渗透率越低,启动压力梯度越大。
2.3产油能力和吸水能力低,油井见注水效果缓慢
低渗透油层一般都要经过压裂改造后才能正式投入生产,但生产能力也都很低,采油指数一般只有1 t/(MPa·d)~2 t/(MPa·d),相当于中、高渗透油层的几十分之一。低渗透油层注水井不仅吸水能力低,而且启动压力高,注水井附近地层压力上升很快,甚至井口压力和泵压达到平衡而停止吸水。不少油田的注水井因注不进水而被迫关井停注,或转为间歇注水[4]。
2.4弹性能量小,利用天然能量方式开采其压力和产量下降快
低渗透油田由于储层连通性差、渗流阻力大,一般边、底水都不活跃,弹性能量很小。除少数异常高压油田外,弹性阶段采收率只有1 %~2 %。在消耗天然能量方式开采条件下,地层压力大幅度下降,油田产量急剧递减,生产和管理都非常被动。
3.国内外低渗透油田开发技术现状
3.1采用高效射孔技术
采用深穿透、高强度、油管传输和负压的高效射孔技术,可以提高低渗透储层油井的完善程度和生产能力,对于深层低渗透油井还可降低地层破裂压力,增强压裂效果。
3.2确定合理井网部署方案
合理井网部署方案是开发好低渗透油田的基础和关键。油田开发最重要的工作是要建立起有效的驱动体系和较大的驱动压力梯度。为此应该合理缩小井距,加大井网密度。這样不仅大大加快开采速度,而且还大幅度地提高采收率。裂缝性低渗透油田井网部署的基本原则是:平行裂缝主要方向布井,采用线状注水方式,井距可以加大,排距应该减小。
3.3优选富集区块
不少低渗透油田含油面积很大,但油层有效厚度较小,单位面积的储量较少。利用三维地震和钻探试油资料,进行早期的油藏描述,预测岩石发育区带,掌握油水变化规律,优选油层比较发育、储量丰度较高的有利区块首先投入开发,取得成功经验和经济效益后再逐步滚动、扩大开发规模。
3.4采用总体压裂优化设计和实施技术
压裂改造是开发低渗透油田最根本的工艺技术,应采用总体优化设计和实施技术。总体压裂优化设计是以油藏为一个单元优化设计水力裂缝(一定的缝长、缝宽、支撑缝渗透率及裂缝方位)与油层分布、注采井网和油水运动的合理配置,以达到最大限度地持续高产稳产、提高扫油效率和经济效益。在总体优化设计的基础上,再进行单井工程设计、施工参数优化、施工过程监测和压裂效果的分析评价。
3.5采用深抽工艺技术
低渗透油田油井见水后产液指数大幅度下降,只有不断加大抽油深度,增大生产压差,提高油井产液量,才可能减缓递减速度,保持产量的相对稳定。因而在低渗透油田开发中要十分重视机械采油工作,不断加大抽油深度,保持降黏防蜡,提高抽油泵效。
3.6新型气驱油藏开发技术和渗析采油技术
一种气驱油藏开发动态监测与评价方法,其特征是:所述方法基于气驱油藏的油气相对渗透率比值表征关系,结合物质平衡方程与达西定律,建立起了气驱油藏的气驱特征曲线关系式和开发指标预测关系式。
渗析采油技术是针对裂维性特低渗透油田双重介质渗透率相差较大的特点,利用周期注水原理,依靠毛细管力作用和亲水油层自吸排油特性,将原油采出的一种采油技术。它包括两个阶段或两个过程,是注水阶段,即升压过程。渗析采油技术已在大庆头台油田得到成功应用,根据他们的经验和结论,在相同的裂缝密度条件下,基质渗透率越大,渗析速度越快,渗析效果越好。
4.结语
为了更好地促进社会经济的繁荣,加快工业发展的脚步缓解油田资源的缺乏,提升采油技术提高油田利用率是必然的方向。利用好低渗透油田,需要更多的技术改进和突破。
参考文献
[1]卜鑫.低渗透油田开发技术研究[J].中国科技博览,2012(20):32-32.
[2]闫建文,张玉荣.低渗透油田水平井压裂改造技术研究与应用[J].石油机械,2009,37(12):91-93.
[3]高军.低渗透油田有效注水工艺技术研究[D].东北石油大学,2012.
[4]刘赛,何超,李晓峰.特低渗透油田开发技术政策界限研究[J].内蒙古石油化工,2016(3):94-95.
[关键词]低渗透 开发现状 技术现状
中图分类号:TE348 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)37-0013-01
1.低渗透油田开发背景
我国低渗透油气田的探明地质储量约为全部探明地质储量的2/3以上,低渗透油气资源分布具有含油气多、油气藏类型多、分布区域广等特点,所以如何开发好低渗透油田具有十分重要的意义。在我国,低渗透油气田在全国的各个油气区都有较为广泛的分布,探明储里为63 亿t,约占探明总储里的28%。近5年探明储里中低渗透油储里的比重已增至50%~60%,剩余石油资源中低渗透油田储里也占到76.5%,其中松辽、鄂尔多斯、柴达木、准噶尔四大盆地低渗透储里比例均在85%以上[1]。在低渗透油气资源中,探明储里大于2亿t的油区有大庆、吉林、辽河、大港、新疆、长庆、吐哈、胜利、中原等9个油区。低渗透油田最基本的特点就是流体参透能力差、产能低,通常需要进行油藏改造才能维持正常生产。我国东南区油田渗透率为8.810-3μm2,为典型的低渗透油藏,由于储层物性差,开发难度大,产量低,采出程度低,剩余油储量大。参考国外情况,开发低渗透油田,一般首先利用天然能量开采,以延长无水开采期和低含水开采期。利用弹性能量和溶解气驱能量开采,油层产能递减快,一次采收率为8%~15%。转入注水开发后,二次采收率为25%~30%[2]。从低参透油田的总量来看也未达到国内大庆油田开发量的一半。此外国外对低参透油田开采技术上仍多以实验研究为主,通过室内理论和油田试验模拟地质藏油来突破低渗透油田开发技术。所以如何经济高效开发低参透油田仍需要在技术上加强研发。
2.低渗透油田特点及开发技术上的困难
2.1油层孔喉狭小、比表面积大、渗透率低
低渗透油层油田特点为孔隙的狭小,平均孔隙直径为26 μm~43 μm,喉道半径中值0.1 μm~2.0 μm,比表面积2 m2/g~20 m2/g。储层孔喉细小和比表面积大,不仅直接形成了渗透率低的结果,而且是低渗透油层一系列开采特征的根本原因 [3]。
2.2渗流规律不遵循循达西定律,具有压力梯度
低渗透储层由于孔喉细小、比表面积和原油边界层厚度大、贾敏效应和表面分子力作用强烈,其渗流规律不遵循达西定律,具有非达西型渗流特征。渗流直线段的延长线不通过坐标原点(达西型渗流通过坐标原点),而与压力梯度轴相交,其交点即为启动压力梯度,渗透率越低,启动压力梯度越大。
2.3产油能力和吸水能力低,油井见注水效果缓慢
低渗透油层一般都要经过压裂改造后才能正式投入生产,但生产能力也都很低,采油指数一般只有1 t/(MPa·d)~2 t/(MPa·d),相当于中、高渗透油层的几十分之一。低渗透油层注水井不仅吸水能力低,而且启动压力高,注水井附近地层压力上升很快,甚至井口压力和泵压达到平衡而停止吸水。不少油田的注水井因注不进水而被迫关井停注,或转为间歇注水[4]。
2.4弹性能量小,利用天然能量方式开采其压力和产量下降快
低渗透油田由于储层连通性差、渗流阻力大,一般边、底水都不活跃,弹性能量很小。除少数异常高压油田外,弹性阶段采收率只有1 %~2 %。在消耗天然能量方式开采条件下,地层压力大幅度下降,油田产量急剧递减,生产和管理都非常被动。
3.国内外低渗透油田开发技术现状
3.1采用高效射孔技术
采用深穿透、高强度、油管传输和负压的高效射孔技术,可以提高低渗透储层油井的完善程度和生产能力,对于深层低渗透油井还可降低地层破裂压力,增强压裂效果。
3.2确定合理井网部署方案
合理井网部署方案是开发好低渗透油田的基础和关键。油田开发最重要的工作是要建立起有效的驱动体系和较大的驱动压力梯度。为此应该合理缩小井距,加大井网密度。這样不仅大大加快开采速度,而且还大幅度地提高采收率。裂缝性低渗透油田井网部署的基本原则是:平行裂缝主要方向布井,采用线状注水方式,井距可以加大,排距应该减小。
3.3优选富集区块
不少低渗透油田含油面积很大,但油层有效厚度较小,单位面积的储量较少。利用三维地震和钻探试油资料,进行早期的油藏描述,预测岩石发育区带,掌握油水变化规律,优选油层比较发育、储量丰度较高的有利区块首先投入开发,取得成功经验和经济效益后再逐步滚动、扩大开发规模。
3.4采用总体压裂优化设计和实施技术
压裂改造是开发低渗透油田最根本的工艺技术,应采用总体优化设计和实施技术。总体压裂优化设计是以油藏为一个单元优化设计水力裂缝(一定的缝长、缝宽、支撑缝渗透率及裂缝方位)与油层分布、注采井网和油水运动的合理配置,以达到最大限度地持续高产稳产、提高扫油效率和经济效益。在总体优化设计的基础上,再进行单井工程设计、施工参数优化、施工过程监测和压裂效果的分析评价。
3.5采用深抽工艺技术
低渗透油田油井见水后产液指数大幅度下降,只有不断加大抽油深度,增大生产压差,提高油井产液量,才可能减缓递减速度,保持产量的相对稳定。因而在低渗透油田开发中要十分重视机械采油工作,不断加大抽油深度,保持降黏防蜡,提高抽油泵效。
3.6新型气驱油藏开发技术和渗析采油技术
一种气驱油藏开发动态监测与评价方法,其特征是:所述方法基于气驱油藏的油气相对渗透率比值表征关系,结合物质平衡方程与达西定律,建立起了气驱油藏的气驱特征曲线关系式和开发指标预测关系式。
渗析采油技术是针对裂维性特低渗透油田双重介质渗透率相差较大的特点,利用周期注水原理,依靠毛细管力作用和亲水油层自吸排油特性,将原油采出的一种采油技术。它包括两个阶段或两个过程,是注水阶段,即升压过程。渗析采油技术已在大庆头台油田得到成功应用,根据他们的经验和结论,在相同的裂缝密度条件下,基质渗透率越大,渗析速度越快,渗析效果越好。
4.结语
为了更好地促进社会经济的繁荣,加快工业发展的脚步缓解油田资源的缺乏,提升采油技术提高油田利用率是必然的方向。利用好低渗透油田,需要更多的技术改进和突破。
参考文献
[1]卜鑫.低渗透油田开发技术研究[J].中国科技博览,2012(20):32-32.
[2]闫建文,张玉荣.低渗透油田水平井压裂改造技术研究与应用[J].石油机械,2009,37(12):91-93.
[3]高军.低渗透油田有效注水工艺技术研究[D].东北石油大学,2012.
[4]刘赛,何超,李晓峰.特低渗透油田开发技术政策界限研究[J].内蒙古石油化工,2016(3):94-95.