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        合水油區(qū)低滲油藏高效開發(fā)技術(shù)研究

        2014-12-03 05:04:08陳愛軍犍召奇王海利中石油長(zhǎng)慶油田分公司超低滲透油藏第一項(xiàng)目部甘肅慶陽(yáng)745400

        陳愛軍,犍召奇,王海利 (中石油長(zhǎng)慶油田分公司超低滲透油藏第一項(xiàng)目部,甘肅 慶陽(yáng)745400)

        姜漢峰 (中石油塔里木油田分公司油氣生產(chǎn)技術(shù)部,新疆 庫(kù)爾勒841000)

        宛利紅 (長(zhǎng)江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院,湖北 荊州434023)

        高碩 (中石油渤海鉆探工程有限公司油氣井測(cè)試分公司,河北 廊坊065007)

        合水油區(qū)位于鄂爾多斯盆地伊斜坡西南部,開發(fā)區(qū)塊位于甘肅省慶陽(yáng)市合水縣、寧縣和正寧縣境內(nèi),屬于三疊系油層,主要開采層位有長(zhǎng)3、長(zhǎng)6、長(zhǎng)7和長(zhǎng)8油層組。滲透率普遍都小于0.1mD,是典型的超低滲透油藏。經(jīng)過多年反復(fù)勘探,2008年才大規(guī)模滾動(dòng)式的開采。截止2012年底,有油井1200余口,水井300余口,年產(chǎn)原油80×104t,大部分區(qū)域?qū)嵭谐白⑺_發(fā),從2010年開始,陸續(xù)開發(fā)了40余口水平井,但尚未投入對(duì)應(yīng)注水井,屬于水平井開發(fā)的起步階段。超低滲透油藏的開發(fā)是長(zhǎng)慶油田的一大技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展趨勢(shì)。

        1 制約合水油區(qū)開發(fā)效率的主要原因

        在低滲油田的開發(fā)過程中,單井產(chǎn)能主要依靠井筒供液,往往一口新井投產(chǎn)后不久就因?yàn)楣┮翰蛔銓?dǎo)致油井間開甚至停井,這種現(xiàn)象嚴(yán)重制約了低滲油田的開發(fā)。

        合水油區(qū)某區(qū)塊2012年12月單井日產(chǎn)小于1t的井?dāng)?shù)占了該開發(fā)區(qū)塊總井?dāng)?shù)的46.88%,但產(chǎn)能卻只占了總產(chǎn)能的0.85%。根據(jù)測(cè)井資料顯示,日產(chǎn)小于1t的井98%都是由于供液不足造成的。造成井筒供液不足的原因一般有2個(gè)方面:地層能量不足,致使地層液體無法向筒匯聚;地層物性差,滲流阻力大導(dǎo)致地層液體無法向井筒匯聚。

        2 提高合水油區(qū)開發(fā)效果的措施

        根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看,目前主要有超前注水、重復(fù)壓裂和水平井開采3種方式可以改善合水油區(qū)的開發(fā)效果。

        2.1 超前注水提高地層能量

        地層能量不足對(duì)低滲油藏開發(fā)的不利影響表現(xiàn)在:低滲油藏(尤其在特低滲和超低滲油藏)開發(fā)時(shí),地層壓力降低到飽和壓力以下時(shí),地層原油開始脫氣,原油脫氣就會(huì)使地層原油的黏度、密度增大,體積系數(shù)會(huì)減小,增大原油的滲流阻力。同時(shí)由于地層壓力的下降,油層孔隙度和滲透率都將會(huì)減小,導(dǎo)油的微裂縫也將閉合,使得部分脫出氣體難以通過很小的孔道而被滯留于地層中,形成“賈敏效應(yīng)”,減少了有效的油流通道,由于壓降減小的滲透率再進(jìn)行地層注水增壓也只能恢復(fù)到原來的60%~80%,且由此造成的許多其他地層傷害是不可恢復(fù)的[1-2]。

        低滲油藏實(shí)施超前注水來提高地層壓力以克服壓力梯度高的困難。超前注水是指注水井在生產(chǎn)井投產(chǎn)前投注,經(jīng)過一定時(shí)間注水,使地層壓力在生產(chǎn)井投產(chǎn)前高于原始地層壓力,生產(chǎn)井投產(chǎn)時(shí)其泄油面積內(nèi)含油飽和度不低于原始含油飽和度,地層壓力高于原始地層壓力,并建立起有效驅(qū)替體系的一種注水方式。雖然低滲油藏實(shí)行超前注水并不能改變地層流體的啟動(dòng)壓力,卻能有效增加地層壓力,加大生產(chǎn)壓差,提高驅(qū)動(dòng)壓力,當(dāng)?shù)貙又腥我庖稽c(diǎn)的壓力高于啟動(dòng)壓力后,在油層中就可以建立起有效地驅(qū)替壓力系統(tǒng),可以減少啟動(dòng)壓力的影響,從而提高可動(dòng)油的動(dòng)用程度,提高原油的采收率[3]。

        表1 長(zhǎng)慶油田各油田區(qū)塊超前注水與非超前注水單井開采效果對(duì)比

        實(shí)施超前注水對(duì)開發(fā)低滲透油田和油田持續(xù)發(fā)展具有重要意義[4]。表1表示了長(zhǎng)慶油田實(shí)施超前注水和非超前注水效果差異,說明超前注水能夠提高低滲油藏的開采效益。

        2.2 通過壓裂措施改善地層物性,降低滲流阻力

        改善地層物性,主要表現(xiàn)在構(gòu)建有利的油流通道上面,壓裂措施是低滲油田開發(fā)中用來構(gòu)建有利油流通道最常見也是最有效的方法。

        合水油區(qū)的油井在投產(chǎn)前都會(huì)采取壓裂措施來構(gòu)建有利的油流通道。同時(shí),壓裂措施也是該油區(qū)老井穩(wěn)產(chǎn)的主要手段。表2是該油區(qū)2012年部分老井的壓裂效果對(duì)比,能看出在該區(qū)域壓裂措施的效果比較明顯和穩(wěn)定。

        表2 長(zhǎng)慶油田合水油區(qū)壓裂措施效果對(duì)比

        2.3 水平井開采,降低開采過程對(duì)地層滲流能力的要求

        圖1 水平井井底滲流示意圖

        圖2 直井井底滲流示意圖

        目前,低滲油田主要還是采用常規(guī)的直井進(jìn)行開采,直井的井底滲流模式是典型的徑向流,在該滲流模式下流體向井筒匯聚是需要一個(gè)附加的啟動(dòng)壓力,并且這個(gè)啟動(dòng)壓力跟地層滲透率成反比,也就是說滲透率越低,流體像井筒匯聚時(shí)所需要的附加啟動(dòng)壓力就越大。這對(duì)于物性較好的油田來說無關(guān)緊要,但是對(duì)低滲油田的開發(fā)而言,這個(gè)附加的啟動(dòng)壓力就成了地層原油能否想井筒匯聚的關(guān)鍵因素了,為了降低對(duì)這個(gè)附加壓力的要求,可以采用水平井開采的方式來進(jìn)行開發(fā)。相對(duì)垂直井的壓降漏斗集中在井地附近的滲流特性,水平井泄油半徑到井筒的壓力變化幾乎成線性。也就是說,水平井在近井地帶的壓降要比直井附近的壓降小得多。這種線性變化可以從2個(gè)方面理解:從水平面上看,水平井的流動(dòng)是近似平行的線性流(見圖1),而直井的流動(dòng)是徑向流(見圖2)。水平井單位長(zhǎng)度上獲得的流量較小,液流幾乎平行流向井眼,這樣在穩(wěn)態(tài)條件下,滲流截面上流量變化不大,壓降主要受滲流距離影響,而直井從供油邊界到近井地帶,不同滲流截面上流量變化相對(duì)較大,因而壓降變化就更為明顯[5-6]。

        長(zhǎng)慶油田合水油區(qū)某區(qū)塊現(xiàn)有油井共849口,其中直井835口,水平井14口,直井采用注水的方式開采,水平井目前還沒有對(duì)應(yīng)的注水井,靠自然能進(jìn)行開采。即便如此,水平井的平均日產(chǎn)量也是直井的3~4倍(見表3)。

        表3 合水油區(qū)某區(qū)塊水平井與直井單井開采效率對(duì)比

        3 結(jié)論和建議

        1)低滲油田的開發(fā)效率比較低,井筒供液不足是制約高效開發(fā)效率的主要原因。

        2)超前注水、壓裂和水平井開發(fā)等措施是提高低滲油田開發(fā)效率的有效方法。

        [1] 車起君,雷均安,冉玉霞,等 .超前注水提高低滲透油田開發(fā)效果 [J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2003,22(1):20-22.

        [2] 王鵬 .牛圈湖油田西山窯組油藏超前注水開發(fā)實(shí)踐 [J].石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)),2005,27(4):500-502.

        [3] 趙春鵬,岳湘安,尤源,等 .滲儲(chǔ)層超前注水最優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究 [J].石油勘探與開發(fā),2009,32(2):33-34.

        [4] 李恕軍,柳良仁,熊維亮 .安塞油田特低滲透油藏有效驅(qū)替壓力系統(tǒng)研究及注水開發(fā)調(diào)整技術(shù) [J].石油勘探與開發(fā),2002,29(5):62-65.

        [5] 史成恩,和永宏,朱圣舉,等 .特低滲透油藏超前注水技術(shù)政策研究 [J].低滲油氣田,2006,11(2):60-73.

        [6] 王道富,李忠興,趙繼勇,等 .低滲油藏超前注水理論及其應(yīng)用 [J].石油學(xué)報(bào),2007,8(6):78-81.

        [7] Trimmer D.Laboratory measurements of ultralow permeability of geologic materials [J].Review of Scientific Instruments,1982,53(8):1246-1254.

        [8] Lin C,Pirie G,Trimmer D.Low permeability rocks:laboratory measurements and three-dimensional micro-structural analysis [J].J Geophys Res,1986,91(B2):2173-2181.

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