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【摘要】低渗透油藏开发难度极大,主要表现在自然产能很低,甚至没有自然产能,不采用增产措施,根本无法投产,更谈不上正常开发,合理高效地开发低渗透油藏需要建立有效驱替压力系统,这是提高低渗透油气田开发的关键问题.面对这一现状,本文首先研究论述了低渗透油藏在学术上的界定范围,分类以及在我国的分布状况,并介绍了低渗透油藏的地质特征,开发特征以及保证油藏有效开发的注水工艺技术;然后根据注水开发中存在的一系列问题提出了低渗透油藏分层注水开发的可行性。
【关键词】低渗透油藏;开发特征;分层注水
1、国内研究现状
国内大量的研究和实践证明:当前低渗透油田开发中,广泛应用并取得明显经济效益的主要技术是注水保持油藏能量、压裂改造油层和注气等技术,而注水更是其中的关键性环节.注水开发从20世纪40年你兴起,到50年代迅速成为普遍工业的一种主导开发方式。
在我国水的来源广,水驱油效果好,易于流动,因此注水开发成为我国油田开发的主要模式。经调查研究表明,我国超过90%的原油是注水开发获得的。
2、低渗透油藏的分类
2.1我们把渗透率为(0.1-50)Md的储层统称为低渗透油层
根据实际生产特征,按照油层平均渗透率可以进一步把低渗透油层分为三类:第一类为一般低渗透油层,油层平均渗透率为50~10Md;第二类为特低渗透油层,油层平均渗透率为10~1Md;第三类为超低渗透油层,其油层平均渗透率为1~0.1Md。
上述分类虽然基本符合我国低渗透油藏状况,但在生产实践中也出现了一些矛盾问题,例如有些渗透率相近似的油藏,而开发难度和效果很不一样。出现上述矛盾现象说明,只以渗透率分类过于简单,因为影响油藏开发难度和效果还有其它因素。由于以上原因,最近提出了对低渗透油藏,按流度大小分类的方法。
2.2流度分类
低渗透油藏按流度分类,分为三类流度介于30~50Md/(mPa.s)的低渗透油藏是低渗透油层;流度介于1~30Md/(mPa.s)的低渗透油藏是特低渗透油层;流度小于1Md/(mPa.s)的低渗透储层是超低渗透层。
3、国内低渗透油藏分布状况
低渗透油藏广泛分布于全国各个油区,截至目前,我国已探明低渗透油田地质储量52.14*108t,占全部探明地质储量的26.1%,其中中石油为43.37*108t,占低渗透探明储量的83.2%;中石化8.77*108t,占低渗透探明储量的16.8%.我国已动用低渗透油田地质储量26.66*108t,占全部已动用储量的25.5%,其中中石油为20.58*108t.占低渗透动用储量的77.2%;中石化为6.08*108t,占低渗透动用储量的22.8%。
虽然各油区分布状况不同,差别较大,但每个油区均有分布.其中探明储量大于2*108t的油区分别是中石油的大庆、吉林、辽河、大港、新疆、长庆、吐哈和中石化的胜利、中原等9个油区.并且以上油区的动用储量大于1*108t.这些油区共动用低渗透地质储量22.02*108t,占全国低渗透油田储量的80%以上。
3.1低渗透油藏主要开发特征
(1)注采井网部署未考虑沉积微相类型和分布特征。
(2)注采井网未考虑裂缝分布。
(3)部分开发单元局部注采失衡。
(4)剩余油分布规律认识不清。
3.2改善低渗透油藏开发状况的几点思路
首先,分层注水是改善低渗透油藏开发效果的重要保证。其次,加强低渗透储集层精细研究及其渗流机理研究。
再次,合理加密井网是改善已开发低渗透油藏开发效果的重要途径之一。油田开发实践证明,要实现有效注水开发,必须达到一定的井网密度,井网密度加大到一个界限值后,低渗透油藏开发效果大幅度改善。这里主要探讨一下分层注水。
4、分层注水工艺技术
国内的分层注水工艺主要由分层注水工艺管柱及分层测试、调配工艺。
4.1分层注水工艺管柱
国内的注水封隔器主要有Y341和K344两种类型。其中K344型封隔器是油田分层注水应用最早的注水井封隔器,它具有结构简单,使用方便之优点而应用较广。但它由于耐温低(90℃).承压能力低(15Mpa)、工作寿命短而被Y341型封隔器逐步替代。Y341型封隔器采用水利压缩封隔件坐封,坐封后锁紧使封隔件处于永久密封状态,即使在停注时封隔器仍处于密封状态。为方便于洗蟛工艺,封隔器上设计有洗井通道,可进行不动管柱反洗井,一般采用上提管柱的方式进行解封。
国内的配水工具主要有空心配水器和偏心配水器两种类型。它们都是采用水嘴节流的原理,利用水嘴控制各层的注水量,测试和调配要逐层进行,当与高压坐封的封隔器配套使用时,作业时要投捞死嘴子使封隔器坐封,工作量大。近几年为简化作业,降低生产成本,胜利油田研制成功了轨道式空心配水器和免投死嘴偏心配水堵塞器,一具下井后不用投捞就能保证封隔器坐封,并在坐封后顺利注水,从而简化了作业工艺。
4.2分层测试调配工艺
注水井测试主要采用井下流量计测试法。测试时要用录井钢丝将井下流量计下入井内逐层进行测试,仪器到位后利用降压法(或升压法)进行调点测试。测完后通过地面数据处理系统,得出各层的吸水量和吸水能力。井下流量计由于原来的浮子流量计、涡 轮流量计逐步发展到现在的电磁流量计、超声波流量计等。其中电磁流量计、超声波流量计是最近几年研制成功的目前应用最广泛的注水井流量测试仪器,具有承压能力高、精度高、资料可靠、数据处快捷、方便等特点而应用较广。
4.3目前分层注水工艺存在的主要问题
(1)管柱结构单一,针对性不强。
(2)井下油管腐蚀结垢严重,影响有效分注。
(3)管柱出砂降低了调配成功率。
5、分层注水管柱新进展
(1)补偿自验封分层注水管柱,主要技术特点是:可在封隔器坐封时自行验证封隔器的密封性。
(2)锚定补偿式分层注水管柱,主要技术特点:分层注水管柱采用了锚定、支撑与伸缩补偿的结构形式,通过对管柱的上部锚定下部支撑,有效克服管柱的蠕动,提高封隔器等配套工具的使用安全性;水力锚和水力卡瓦均设计为低压启动,能有效减少压力效应对管柱的影响。
(3)长效防蠕动管柱,采用这种管柱有有效减轻压力及温度变化造成的管柱伸缩,改善管柱的受力状态,延长封隔器及井下工具的使用寿命。
6、分层注水工艺技术下步攻关方向
(1)加强水质处理建设,保证油田注好水、注够水,提高国内注水工艺水平和油田注水开发效果。
(2)加强分注水工艺基础理论研究。
(3)开展欠注解堵增注工艺的研究。
(4)有针对性的加强高温、高压、低渗透油藏、裂缝、溶洞型油藏、潜山裂缝型油藏分层注水工艺技术研究,进行水平井分层注水系统研究、复杂结构井分层注水工艺技术研究等研究技术。
(5)开展智能测试调配一体化技术研究,有效提高水井测调施工成功率,监测分注井的分注效果,及时有效地调整注水量,确保水井的合格率。
【关键词】低渗透油藏;开发特征;分层注水
1、国内研究现状
国内大量的研究和实践证明:当前低渗透油田开发中,广泛应用并取得明显经济效益的主要技术是注水保持油藏能量、压裂改造油层和注气等技术,而注水更是其中的关键性环节.注水开发从20世纪40年你兴起,到50年代迅速成为普遍工业的一种主导开发方式。
在我国水的来源广,水驱油效果好,易于流动,因此注水开发成为我国油田开发的主要模式。经调查研究表明,我国超过90%的原油是注水开发获得的。
2、低渗透油藏的分类
2.1我们把渗透率为(0.1-50)Md的储层统称为低渗透油层
根据实际生产特征,按照油层平均渗透率可以进一步把低渗透油层分为三类:第一类为一般低渗透油层,油层平均渗透率为50~10Md;第二类为特低渗透油层,油层平均渗透率为10~1Md;第三类为超低渗透油层,其油层平均渗透率为1~0.1Md。
上述分类虽然基本符合我国低渗透油藏状况,但在生产实践中也出现了一些矛盾问题,例如有些渗透率相近似的油藏,而开发难度和效果很不一样。出现上述矛盾现象说明,只以渗透率分类过于简单,因为影响油藏开发难度和效果还有其它因素。由于以上原因,最近提出了对低渗透油藏,按流度大小分类的方法。
2.2流度分类
低渗透油藏按流度分类,分为三类流度介于30~50Md/(mPa.s)的低渗透油藏是低渗透油层;流度介于1~30Md/(mPa.s)的低渗透油藏是特低渗透油层;流度小于1Md/(mPa.s)的低渗透储层是超低渗透层。
3、国内低渗透油藏分布状况
低渗透油藏广泛分布于全国各个油区,截至目前,我国已探明低渗透油田地质储量52.14*108t,占全部探明地质储量的26.1%,其中中石油为43.37*108t,占低渗透探明储量的83.2%;中石化8.77*108t,占低渗透探明储量的16.8%.我国已动用低渗透油田地质储量26.66*108t,占全部已动用储量的25.5%,其中中石油为20.58*108t.占低渗透动用储量的77.2%;中石化为6.08*108t,占低渗透动用储量的22.8%。
虽然各油区分布状况不同,差别较大,但每个油区均有分布.其中探明储量大于2*108t的油区分别是中石油的大庆、吉林、辽河、大港、新疆、长庆、吐哈和中石化的胜利、中原等9个油区.并且以上油区的动用储量大于1*108t.这些油区共动用低渗透地质储量22.02*108t,占全国低渗透油田储量的80%以上。
3.1低渗透油藏主要开发特征
(1)注采井网部署未考虑沉积微相类型和分布特征。
(2)注采井网未考虑裂缝分布。
(3)部分开发单元局部注采失衡。
(4)剩余油分布规律认识不清。
3.2改善低渗透油藏开发状况的几点思路
首先,分层注水是改善低渗透油藏开发效果的重要保证。其次,加强低渗透储集层精细研究及其渗流机理研究。
再次,合理加密井网是改善已开发低渗透油藏开发效果的重要途径之一。油田开发实践证明,要实现有效注水开发,必须达到一定的井网密度,井网密度加大到一个界限值后,低渗透油藏开发效果大幅度改善。这里主要探讨一下分层注水。
4、分层注水工艺技术
国内的分层注水工艺主要由分层注水工艺管柱及分层测试、调配工艺。
4.1分层注水工艺管柱
国内的注水封隔器主要有Y341和K344两种类型。其中K344型封隔器是油田分层注水应用最早的注水井封隔器,它具有结构简单,使用方便之优点而应用较广。但它由于耐温低(90℃).承压能力低(15Mpa)、工作寿命短而被Y341型封隔器逐步替代。Y341型封隔器采用水利压缩封隔件坐封,坐封后锁紧使封隔件处于永久密封状态,即使在停注时封隔器仍处于密封状态。为方便于洗蟛工艺,封隔器上设计有洗井通道,可进行不动管柱反洗井,一般采用上提管柱的方式进行解封。
国内的配水工具主要有空心配水器和偏心配水器两种类型。它们都是采用水嘴节流的原理,利用水嘴控制各层的注水量,测试和调配要逐层进行,当与高压坐封的封隔器配套使用时,作业时要投捞死嘴子使封隔器坐封,工作量大。近几年为简化作业,降低生产成本,胜利油田研制成功了轨道式空心配水器和免投死嘴偏心配水堵塞器,一具下井后不用投捞就能保证封隔器坐封,并在坐封后顺利注水,从而简化了作业工艺。
4.2分层测试调配工艺
注水井测试主要采用井下流量计测试法。测试时要用录井钢丝将井下流量计下入井内逐层进行测试,仪器到位后利用降压法(或升压法)进行调点测试。测完后通过地面数据处理系统,得出各层的吸水量和吸水能力。井下流量计由于原来的浮子流量计、涡 轮流量计逐步发展到现在的电磁流量计、超声波流量计等。其中电磁流量计、超声波流量计是最近几年研制成功的目前应用最广泛的注水井流量测试仪器,具有承压能力高、精度高、资料可靠、数据处快捷、方便等特点而应用较广。
4.3目前分层注水工艺存在的主要问题
(1)管柱结构单一,针对性不强。
(2)井下油管腐蚀结垢严重,影响有效分注。
(3)管柱出砂降低了调配成功率。
5、分层注水管柱新进展
(1)补偿自验封分层注水管柱,主要技术特点是:可在封隔器坐封时自行验证封隔器的密封性。
(2)锚定补偿式分层注水管柱,主要技术特点:分层注水管柱采用了锚定、支撑与伸缩补偿的结构形式,通过对管柱的上部锚定下部支撑,有效克服管柱的蠕动,提高封隔器等配套工具的使用安全性;水力锚和水力卡瓦均设计为低压启动,能有效减少压力效应对管柱的影响。
(3)长效防蠕动管柱,采用这种管柱有有效减轻压力及温度变化造成的管柱伸缩,改善管柱的受力状态,延长封隔器及井下工具的使用寿命。
6、分层注水工艺技术下步攻关方向
(1)加强水质处理建设,保证油田注好水、注够水,提高国内注水工艺水平和油田注水开发效果。
(2)加强分注水工艺基础理论研究。
(3)开展欠注解堵增注工艺的研究。
(4)有针对性的加强高温、高压、低渗透油藏、裂缝、溶洞型油藏、潜山裂缝型油藏分层注水工艺技术研究,进行水平井分层注水系统研究、复杂结构井分层注水工艺技术研究等研究技术。
(5)开展智能测试调配一体化技术研究,有效提高水井测调施工成功率,监测分注井的分注效果,及时有效地调整注水量,确保水井的合格率。