劉國良 朱麗君 李朋

摘要 近年來，隨著油氣藏開采水平的提高，致密砂巖油氣藏的勘探開發(fā)成為關注的焦點。由于致密砂巖儲層具有孔隙度小、滲透率低、粘土礦物類型豐富和巖性致密等特殊的地質特征，導致此類油氣藏經(jīng)濟高效開發(fā)難度大。雖然在國內外已有成功開發(fā)致密油氣藏的先例，但目前對于致密砂巖油氣藏的開發(fā)技術還未形成統(tǒng)一的認識。本文對目前致密砂巖油氣藏的開發(fā)技術進行了分析，希望借此文章達到對致密砂巖儲集層開發(fā)技術能有一個較為明確的認識。

關鍵詞 致密砂巖；油氣藏；開發(fā)技術

中圖分類號：TE34：P61 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（c）-0000-00

1引言

目前國外所開發(fā)的大型致密砂巖氣藏以深盆氣藏為主，主要集中在加拿大西部和美國西部。全球致密油資源量約為6900×108t；根據(jù)中國國土資源報（2014/1/9）公布的全國油氣資源動態(tài)評價的結果，我國剩余天然氣資源62×1012m3，其中非常規(guī)致密天然氣資源量占天然氣總資源的50%左右。

我國未來油氣產(chǎn)量穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)將更多地依靠開采低滲透油氣藏，致密砂巖油氣藏是低滲透中重要的一種。隨著勘探程度的提高和油氣資源需求的不斷增長，對致密砂巖油氣藏的開發(fā)將是中國油氣開發(fā)建設的主戰(zhàn)場之一，所以研究致密砂巖油氣藏顯得至關重要。

2致密砂巖油氣藏的特點

致密砂巖油氣藏由于儲層致密，油氣逃逸速度低于生烴和排烴速度，原生油氣藏均為高壓油氣藏，其油氣水的關系十分復雜，這類油氣藏當中都有一定程度天然裂縫的發(fā)育。在對此類油氣藏進行開發(fā)的過程中，往往出現(xiàn)以下特征：①不高的水驅動用程度；②油井動液面出現(xiàn)較低，采油井底流壓太?。虎鄄捎退俣冉档秃芸?；④地層壓力降低很快。

3致密砂巖油氣藏開發(fā)技術

3.1多段壓裂水平井技術

多段壓裂水平井技術結合了水平井技術和人工壓裂技術的優(yōu)點，有效改善了近井地帶滲流條件，大幅提高了單井控制儲量，已成為有效開發(fā)致密砂巖油氣藏的重要技術手段。通過利用參數(shù)對比法、試井曲線形態(tài)判別法、裂縫參數(shù)分析法等方法，對多段壓裂水平井的有關參數(shù)進行評價，進行方案優(yōu)選。其流動原理如圖1所示：

這種方法已經(jīng)運用于實踐，松遼盆地徐家圍子一口深層氣井（4610.0～3700.0m），用多段壓裂水平井的試井方法進行解釋，最后擬合的情況基本符合實際情況。

3.2超前注水技術

致密砂巖油氣藏的巖性致密，滲流阻力大，而且壓力的傳導能力很差，所以僅僅依靠天然的能量進行開采，其采收率很低，而且地層壓力很難恢復。因此要保持地層的注采平衡，可以采用超前注水的方法。

超前注水是指注水井在采油井投產(chǎn)前投注，經(jīng)過一定時間的注水，使地層壓力上升至高于原始地層壓力，并建立起有效驅替系統(tǒng)，油層內驅替壓力梯度大于啟動壓力梯度后，油井投產(chǎn)并保持這種狀態(tài)下開采的開發(fā)方式。

采用超前注水的機理如下：超前注水可以維持地層壓力，促使單井獲得較高的產(chǎn)量，從而避免了儲層滲透率的降低和啟動壓力梯度的升高；超前注水增大了流體在地層中的滲流速度，有利于提高油相相對滲透率；超前注水會提高油氣藏的最終采收率。

超前注水技術，是長慶油田通過一個現(xiàn)象得到啟發(fā)而獲得的。在油井打好后先注水3個月至半年時間，事先為儲層建立驅替壓力，然后再開采，油產(chǎn)量會相當穩(wěn)定。這一技術的運用，成為長慶油田的首創(chuàng)。

3.3油氣藏描述技術

油藏描述總體上分為三種：以測井為主體的油藏描述階段、多學科協(xié)同油藏描述發(fā)展階段、多學科一體化油藏描述技術。

對致密砂巖氣藏進行精細描述，是有效開發(fā)這類氣藏的基礎。目前發(fā)展了以提高儲層預測和氣水識別精度為目標的二、三維地震技術系列，主要包括構造描述技術、波阻抗反演儲層預測技術、地震屬性技術、頻譜成像技術、三維可視化技術以及地震疊前反演技術。

對致密砂巖氣藏而言，尋找裂縫發(fā)育帶，對提高致密儲層天然氣的儲量、提高單井產(chǎn)量有著舉足輕重的作用，它直接關系到致密砂巖氣藏的經(jīng)濟可采性。1996年，美國ARI公司在科羅拉多皮申斯盆地致密砂巖氣田北部應用三維地震及裂縫預測技術，優(yōu)化布井，單井控制儲量由使用三維地震之前的0.51×108m3提高到0.96×108m3億立方米。

3.4儲層改造技術

在20世紀末，儲層改造主要是作為增產(chǎn)措施和解除近井地帶地層的傷害、提高近井地帶油氣層的滲流能力、提高單井產(chǎn)量的重要手段。現(xiàn)階段，儲層改造技術越來越受到重視。中石油單位對儲層改造技術給予了高度的重視，并設置了多個重大專項，這些條件為儲層改造技術的進步和發(fā)展提供了堅實的后盾。常見的儲層改造技術如下：

加砂壓裂技術：在地面用壓裂泵車，使井眼內的壓力增高，從而達到克服地層的地應力和巖石張力強度，進而促使巖石破裂，形成人工裂縫。

高能氣體壓裂技術：通過電纜將高能燃料輸送到氣層井段，利用點燃氣體產(chǎn)生的大體積的燃燒氣體，瞬間產(chǎn)生一個破裂壓力，撕開多條主裂縫和微裂縫。

噴砂射孔技術：通過油管將高壓噴射射孔槍送到目的層段，利用射孔槍噴射產(chǎn)生的高速液體，在巖石中形成一定深度的孔眼。

酸化技術：在地面用高壓泵車，從油管內向地層注入一定濃度的酸液，通過酸液與地層中鉆井泥漿、濾液和地層中的可酸蝕成分發(fā)生化學反應，清除孔隙中染和擴大孔隙，減小油氣流阻力，提高油氣井的產(chǎn)量。致密砂巖氣層增產(chǎn)改造技術對于川西地區(qū)的新場氣田、洛帶氣田、馬井構造等的勘探發(fā)現(xiàn)和規(guī)模開發(fā)都起了至關重要的作用。

3.5注氣開發(fā)技術

注氣開發(fā)技術大致上可以分為一次接觸、多次接觸和非混相驅三種，其基本原理是通過注氣達到降低油水界面張力，進而提高油田的驅油效率和提高油田的經(jīng)濟效益。

采用注氣開發(fā)技術開發(fā)致密砂巖油氣藏，首先要選擇什么氣體作為注入氣，現(xiàn)行的注氣開發(fā)一般選用的是CO2、N2或者烴類氣體，使用最多的是CO2。CO2氣體能有效降低原油粘度，降低殘余油飽和度，溶解儲層中膠質，提高滲透率。

氣驅時，氣體與原油接觸后，氣體溶解于油中，原油的粘度降低、體積膨脹，同時油和注入氣體的界面張力降低，原油中溶解的氣體越多，降粘的幅度越大，油氣的界面張力越小，氣體進入孔隙的阻力越小。在同樣條件下，3種氣體中，天然氣的主要成分為甲烷，CO2在油中的溶解能力高于甲烷，天然氣在油中的溶解能力高于N2、CO2和天然氣這3種氣體注入油層后，氣體可以很快溶解到原油中，降低油氣之間的界面張力，減小氣體進入孔隙的阻力，同時CO2溶于地層水中，降低pH值，溶解巖層中的碳酸鹽，增大地層孔隙度和滲透性。此外，油在CO2中比在天然氣中更容易揮發(fā)。

目前這三種氣體作為注入氣在致密砂巖儲層開發(fā)中都已經(jīng)得到應用。如江蘇富民油田和安塞油田注入N2后，實現(xiàn)了混相驅替，使采收率增加了5%。

3.6其他技術

雖然當前情況下對于致密砂巖油氣藏的開發(fā)技術有一定的研究，開發(fā)技術也可謂是層出不窮，由于此類油氣藏開發(fā)難度十分大，所以開發(fā)效果不是特別明顯。除了上文提及的技術，還有井網(wǎng)加密技術、MD分子模或納米MD模技術、仿水平井技術、活性水驅、多分支井和裂縫診斷技術都尚在研究當中。

4結論

致密砂巖油氣藏進行開發(fā)的基礎是對地質的認識，對致密油藏所在區(qū)域的地質有個良好的認識，并對于致密砂巖油氣藏的開發(fā)有一定的技術，能夠保證致密砂巖油氣藏開發(fā)的質量和效率。

目前對于致密砂巖油氣藏的地質認識和開發(fā)技術都還沒有形成統(tǒng)一的理論基礎與實踐基礎，多段壓裂水平井技術和超前注水技術是現(xiàn)階段運用較為成熟和運用較多的技術。

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