代仲奇

摘要：低孔、低滲透性油氣藏嚴(yán)重制約了油氣田的開發(fā)效果和儲量動用程度的提高。正是由于中低滲透性油氣藏具有特殊的表征，需借助于一些工藝技術(shù)來尋求油田增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，提高油田采收率。油氣勘探開發(fā)理論和技術(shù)的不斷進(jìn)步，推動著油氣開發(fā)領(lǐng)域不斷發(fā)展，人們以往對油氣儲層的認(rèn)識不夠，在理論和實踐相結(jié)合的過程中不斷認(rèn)識和開發(fā)，不斷改善使特殊類型的中低滲透油氣藏的儲層特征。

關(guān)鍵詞：低滲透；油藏；開發(fā)技術(shù)；工藝技術(shù)

低滲透油田由于巖性致密、滲流阻力大、壓力傳導(dǎo)能力差，一般天然氣能量都不足、油井自然產(chǎn)能低，如果僅僅依靠天然能量開發(fā)，油井投產(chǎn)后，地層壓力下降快，產(chǎn)量遞減大，一次采收率很低，而且壓力、產(chǎn)量降低之后，恢復(fù)起來十分困難。目前世界上對特低砂巖油藏補充能量的方式主要是注水和注氣。

1.注水開發(fā)方式

1.1超前注水技術(shù)

超前注水是指注水井在采油井投產(chǎn)前投注，油井投產(chǎn)時其泄油面積內(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)替系統(tǒng)的一種注采方式。超前注水由于在超前的時間內(nèi)，只注不采，因此，提高了地層壓力。當(dāng)油井開抽時，可以建立較高的壓力梯度，當(dāng)超前時間內(nèi)壓力達(dá)到某一值后，油層中任一點的壓力梯度均大于啟動壓力梯度，此時，便建立了有效的壓力驅(qū)替系統(tǒng)。

當(dāng)一個低滲透油藏采用滯后注水方式時，采油井首先采油，主要是較高滲透層段供液，由于低滲透層的滲流阻力大、供液能力差、能量消耗快，使較高滲透層段的壓力降低較大。當(dāng)注水井投注之后，注水入將沿滲流阻力小的較高滲透層段突進(jìn)，再加上較高滲透層段較大的壓力降落，更加劇了注入水沿較高滲透層段的突進(jìn)，使注入水的平面波及系數(shù)減小。如果油田采用超前注水方式，由于油田在未投入開發(fā)前地層處于原始的平衡狀態(tài)，各點處的原始地層壓力基本保持一致。此時，注水井投注時，由于均衡的地層壓力作用，注入水在地層中將均勻推進(jìn)，首先沿滲流阻力小的較高滲透層段突進(jìn)，當(dāng)較高滲透層段的地層壓力升高后，由于高、低滲透層段之間的壓力差，注入水再向較低滲透層段流動，減小了高、低滲透層段間的壓力差，從而有效的提高了注入水的有效波及體積。

1.2不穩(wěn)定注水

不穩(wěn)定注水技術(shù)是通過按照一定規(guī)律改變注水方向或注水量，在油層內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)不穩(wěn)定壓力分布，使非均質(zhì)小層或?qū)訋чg產(chǎn)生附加壓差，促進(jìn)毛細(xì)管滲吸作用，強化注入水波及低滲透層帶并驅(qū)出其中滯留油，以提高采收率，改善開發(fā)效果。

與常規(guī)注水不同的是，不穩(wěn)定注水可以在地層中造成不穩(wěn)定的壓力場，使流體在地層互滲作用下，不斷的重新分布，從而使注入水在壓力差的作用下促進(jìn)毛管吸滲作用，增大波及系數(shù)和洗油效率。隨著不穩(wěn)定注水技術(shù)的發(fā)展，不穩(wěn)定注水已從初期的水井同時周期性注入，發(fā)展到水井在平面上輪流周期性注入，亦稱之為平面異步不穩(wěn)定注水。

（1）注水階段。對于非均質(zhì)砂巖油田，油層巖石的微觀孔隙可以描述成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這些網(wǎng)狀通道同時連接著部分封閉式的孔隙、微縫和連通不好的孔隙喉道。水濕油層正常注水時，對于封閉式的孔隙、微縫和細(xì)網(wǎng)通道，在毛管力的作用下，水沿孔隙喉道或裂縫邊緣移動并將縫隙中的油從孔隙喉道中央企圖向外排擠，但是由于粗網(wǎng)狀通道中注入水的外壓遠(yuǎn)大于孔隙喉道中毛管力產(chǎn)生的向外的排擠力，最終使封閉式的縫隙和細(xì)網(wǎng)通道中的油不能流向粗網(wǎng)狀通道中，而被滯留在其中。這一過程將導(dǎo)致毛管力產(chǎn)生的向外排擠力與外壓的平衡，稱之為第一次壓力平衡。因此，在正常注水時，與粗網(wǎng)相互連通的封閉式縫隙或細(xì)網(wǎng)通道中的原油是不參與流動的。

（2）停注階段。油層中毛管力增加，恢復(fù)到正常值。同時，粗網(wǎng)通道中的流體壓力開始下降，當(dāng)壓力下降到打破毛管力與外壓形成的第一次平衡后，封閉式縫隙和細(xì)網(wǎng)通道中的原油在毛管力的作用下流向粗網(wǎng)通道。在這一過程中，毛管中的水不斷發(fā)生滲吸，毛管壓力越來越小，當(dāng)粗網(wǎng)通道中的壓力與毛管壓力相等時，縫隙中的原油停止流動，形成毛管力和外壓的第二次平衡。

（3）復(fù)注階段。在水壓驅(qū)動下，注入水進(jìn)入粗網(wǎng)通道，將原油驅(qū)向井底，同時，在驅(qū)替壓力的作用下，注入水靠外壓的作用強行進(jìn)入毛管，產(chǎn)生強迫自吸滲，使這些縫隙中的原油停止外流，重新形成第一次壓力平衡。

流體彈性力改善水驅(qū)油效果的微觀驅(qū)油機理是：在不穩(wěn)定注水過程中，由于彈性力引起的壓力擾動，可以使一部分油運移到賈敏效應(yīng)較小的孔隙中而向前移動。同時，當(dāng)油相處于壓力擾動的波峰時，壓力梯度相應(yīng)增大，可以使油相克服較大一些的賈敏效應(yīng)而流動。

2.注氣開發(fā)方式

由于氣具有易流動，降粘，體積膨脹，降低界面張力的作用，因此注氣驅(qū)在解決低滲透油藏開發(fā)方面表現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。

2.1注CO2

CO2驅(qū)油過程是CO2不斷富化的過程。CO2富化是通過CO2對原油中的C2～C6組分的抽提得到的。CO2越富，它與原油之間的界面張力就越低，因而洗油效率就越高。CO2可溶于油，使油降粘，提高原油的流度，有利于提高紅色油劑的波及系數(shù)。CO2溶于原油后，可使原油的體積膨脹。膨脹后的原油將易為驅(qū)動介質(zhì)驅(qū)出。CO2使原油膨脹的程度可用膨脹系數(shù)表示。膨脹系數(shù)是指一定溫度和CO2飽和壓力下原油的體積與同溫度和0.1MPa下原油的體積之比。原油中CO2物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，相對分子質(zhì)量越小原油的膨脹系數(shù)越大。CO2溶于水，生成碳酸。碳酸可與地層中的石灰?guī)r和白云巖生成水溶性的重碳酸鹽，提高地層的滲透率，擴大驅(qū)油介質(zhì)的波及體積，有利于提高原油的采收率。從注入井到采油井的驅(qū)油過程是降壓過程。隨著壓力下降，CO2從原油中析出，產(chǎn)生原油內(nèi)的氣體驅(qū)動，使原油采收率提高。此外，部分CO2成為束縛氣，也有利于原油采收率的提高。

2.2注N2

氮氣很難與油藏原油發(fā)生一次接觸混相，但在足夠高的壓力下可與許多油藏原油達(dá)到蒸發(fā)氣驅(qū)動態(tài)混相，即注入的氮氣與油藏原油之間經(jīng)過多次接觸和多次抽提，原油中的中間烴組分不斷蒸發(fā)到氣相中，當(dāng)氣相富化到一定程度時便與原油達(dá)成混相。

注氮氣要求原油的輕烴和中間烴含量高，故一般來說實施的難度比較大且適用范圍較窄，但卻較之于注CO2和烴類氣體具有資源豐富、價格低廉的優(yōu)點。為了充分利用CO2和烴類氣體易混相的特點，同時也為了降低使用CO2和烴類氣體的成本，可通過注氮氣推動CO2或烴類氣體段塞混相驅(qū)來提高采收率，其開采機理與CO2驅(qū)機理相似。如果易混相氣體段塞的尺寸選擇合理，則用氮氣推動混相段塞的驅(qū)油效果會比連續(xù)注入氮氣效果較好，經(jīng)濟效益會更高。

交替注水注氮氣驅(qū)替方式主要用于混相驅(qū)，也可用于非混相驅(qū)。雖然交替注水注氮氣混相驅(qū)可將注水和注氣混相驅(qū)的優(yōu)點有效地結(jié)合在一起，但在現(xiàn)場實施中，會出現(xiàn)注入氣因重力作用而產(chǎn)生超覆現(xiàn)象，注入的水則會因重力作用而下沉，形成垂向上的粘性指進(jìn)現(xiàn)象。因此針對不同的油藏，需通過長巖心驅(qū)替試驗和油藏模擬來研究確定合理的氣水比及氣水段塞尺寸，以減少重力分異。對交替注水注氮氣非混相驅(qū)，只要在合理的水氮氣比及合理的注入速度下進(jìn)行，就能采出數(shù)量可觀的水驅(qū)剩余油，但其油量在很大程度上取決于油層巖石的相對滲透率特性。

3.結(jié)論與認(rèn)識

（1）在開發(fā)過程中，對低滲透性油氣藏壓裂、酸化、增注、氣動力深穿透增壓增注技術(shù)改造地層滲透率與井網(wǎng)、注水進(jìn)行整體考慮，才能有效使油氣田資源得到合理利用。

（2）加強中低滲透性油氣藏高壓注水、水質(zhì)精細(xì)處理，保證注水井正常工作，及時補充地層能量，提高區(qū)塊地層壓力。

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