摘要：為提升低滲透砂巖油藏儲(chǔ)層的開(kāi)采，本文研究低滲透砂巖油藏儲(chǔ)層特征勘察及其匹配開(kāi)采技術(shù)。綜合運(yùn)用地質(zhì)勘察、恒速壓汞測(cè)試、流體性質(zhì)測(cè)試以及井測(cè)試等方法，對(duì)低滲透砂巖油藏儲(chǔ)層進(jìn)行勘察。基于低滲透砂巖油藏儲(chǔ)層所呈現(xiàn)出的特征，提出了蒸汽輔助重力泄油技術(shù)。同時(shí)，為進(jìn)一步確保開(kāi)采質(zhì)量，在開(kāi)采流程中引入氮?dú)庾鳛檩o助手段。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該勘察與開(kāi)采技術(shù)能夠保證孔隙體積、油藏壓力、井口產(chǎn)油率勘察精度，提升開(kāi)采的滲透率與采收率，能夠?yàn)橛筒亻_(kāi)采技術(shù)提供新思路。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)層孔隙特征；蒸汽輔助重力泄油；驅(qū)油效率；采收率

中圖分類(lèi)號(hào)：TE122.2；TQ126.2+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001-5922（2025）04-0137-04

Research on reservoir characteristics investigation and"matching mining technology of low"permeability sandstone reservoir

MA Guoliang

（Technical Service Center of Pipe Tools，Shengli Petroleum Engineering Co.，Ltd.，Dongying 257081，Shandong China）

Abstract：In order to enhance the exploitation of low permeability sandstone reservoir，this paper studies thereser?voir characteristics investigation and matching mining technology of low permeability sandstone reservoir.The low permeability sandstone reservoir is investigated by means of geological survey，constant velocity mercury injection test，fluid property test and well test.Based on the characteristics of low permeability sandstone reservoirs，a steam assisted gravity drainage technology is proposed.At the same time，in order to further ensure the quality of mining，nitrogen is introduced as an auxiliary means in the mining process.The experimental results show that the survey and mining technology can ensure the survey accuracy of pore volume，reservoir pressure and wellhead oil production rate，improve the permeability and recovery rate of mining，and provide new ideas for reservoir mining technology.

Keywords：reservoir pore characteristics；steam assisted gravity drainage；oil displacement efficiency；recovery rate

經(jīng)過(guò)30余年的綜合勘探與開(kāi)采，常規(guī)油氣儲(chǔ)層成為勘探和開(kāi)采的新焦點(diǎn)[1]。由于低滲透砂巖油藏具已逐漸步入開(kāi)發(fā)中后期階段，且產(chǎn)能下滑明顯。在有沉淀物過(guò)多、受壓大、膠結(jié)嚴(yán)重等特點(diǎn)[2]，其儲(chǔ)層物此背景下，以低滲透油藏為代表的非常規(guī)油藏逐漸性受到多種復(fù)雜因素的影響。因此，針對(duì)低滲透砂巖油藏儲(chǔ)層特征的勘察及其開(kāi)采技術(shù)的研究具有實(shí)際意義。

在勘察方面，邵曉巖等[3]人首先利用掃描電鏡儀勘察了油藏注水前后的粘土礦物總量，然后通過(guò)物理相滲試驗(yàn)獲得了水驅(qū)后油藏儲(chǔ)層的滲流狀態(tài)，并最終通過(guò)長(zhǎng)期水驅(qū)代替油驅(qū)實(shí)現(xiàn)了油藏的開(kāi)采。張亞蒲等[4]人則在油藏物性測(cè)試和恒速壓泵參數(shù)統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，揭示了油藏儲(chǔ)層孔隙的分布特征，并將其與實(shí)際砂巖儲(chǔ)層情況進(jìn)行對(duì)比，從而勘察了油藏儲(chǔ)層特征。余義常等[5]人則通過(guò)高壓泵、驅(qū)替實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料進(jìn)行了油藏儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)特征的勘察，獲取了油藏儲(chǔ)層中孔喉結(jié)構(gòu)特征的多模態(tài)分布。

綜上所述，雖然前人已經(jīng)在勘察和開(kāi)采技術(shù)方面取得了一些成果，但針對(duì)低滲透砂巖油藏儲(chǔ)層特征勘察及其開(kāi)采，仍存在一些問(wèn)題需要解決。未來(lái)的研究方向應(yīng)更加注重勘察技術(shù)的創(chuàng)新和改進(jìn)，以提高對(duì)低滲透砂巖油藏的認(rèn)識(shí)和理解，從而為開(kāi)采技術(shù)的優(yōu)化提供更為準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1試驗(yàn)材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

1.1.1原料

山東省東營(yíng)市油田的儲(chǔ)集砂體類(lèi)型豐富，主要原料包含粉砂巖、粘土巖、砂礫巖、天然堤砂體[6]等，是具有代表性的低滲透砂巖油藏。

1.1.2儀器設(shè)備

主要設(shè)備：ASPE730型恒速壓汞儀器。高分辨的壓力感應(yīng)及采集設(shè)備（可分辨0.001psi）。高性能計(jì)算機(jī)，每次測(cè)試需記錄30～50萬(wàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)，并進(jìn)行處理。

1.2試驗(yàn)方法

針對(duì)該低滲透砂巖油藏儲(chǔ)層勘察的流程如下：

1.2.1地質(zhì)勘察

通過(guò)地質(zhì)勘探工作，包括地質(zhì)剖面測(cè)量、地震資料解釋等方法，確定砂巖油藏的構(gòu)造特征、層序、沉積環(huán)境等信息，評(píng)估勘探區(qū)域的潛在資源量。低滲透砂巖油藏儲(chǔ)層中的填隙物主要為硅質(zhì)鈣等膠結(jié)物[7]，其具體含量如表1所示。

1.2.2恒速壓汞勘察

恒速壓汞是一種常用的勘察方法，用于測(cè)定巖石儲(chǔ)層中孔隙體積和滲透率[8-10]。它基于相對(duì)不滲透性的汞在巖石孔隙中的侵入過(guò)程，通過(guò)測(cè)量汞侵入速率來(lái)計(jì)算孔隙體積和滲透率。本文利用型號(hào)ASPE730恒速壓汞儀器進(jìn)行孔隙體積和滲透率計(jì)算，具體的實(shí)驗(yàn)流程如下：

步驟1：從山東省東營(yíng)市油田的巖芯樣品中選擇適當(dāng)尺寸和代表性的樣品，進(jìn)行干燥預(yù)處理。

步驟2：將樣品放入一個(gè)密封的容器中，利用真空泵將氣體從樣品孔隙中抽取出來(lái)，使孔隙體積內(nèi)只剩下干凈的巖石材料。

步驟3：將準(zhǔn)備好的樣品放入ASPE730恒速壓汞儀器，并以恒定速度注入汞。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄下汞注入的體積和時(shí)間。注入汞過(guò)程中的孔喉群落及汞前緣突破及其壓力漲落對(duì)進(jìn)汞體積曲線如圖1所示。

由圖1可知，汞前緣進(jìn)入到喉道1中，注入壓力上升到完全進(jìn)入后，壓力迅速下降，見(jiàn)圖1（b）中首個(gè)爪力降落曲線O（1），第1個(gè)孔隙空間被汞逐漸完全占據(jù)，此后汞前緣進(jìn)入到下一級(jí)喉道，由此二級(jí)壓力降落O（2）產(chǎn)生，而后汞逐漸占據(jù)二級(jí)孔隙寧間。按照上述變化的趨勢(shì)，逐漸進(jìn)入不同級(jí)喉道，汞完全占據(jù)各級(jí)空間。汞休積確定孔隙大小，突破點(diǎn)壓力確定主喉道半徑，這樣能夠明確反映了儲(chǔ)層中喉道的大小。

步驟4：測(cè)量壓力：通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)中的壓力變化，記錄注入汞時(shí)的壓力值。

步驟5：計(jì)算結(jié)果：根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，結(jié)合容器、泵和壓力計(jì)的準(zhǔn)確度，計(jì)算出樣品的孔隙體積和滲透率。

1.2.3流體性質(zhì)測(cè)試

通過(guò)采集地層液體樣品進(jìn)行化驗(yàn)，確定原油的密度、粘度、含水率、油氣比以及組分分析等參數(shù)。

1.2.4井測(cè)試

進(jìn)行井測(cè)試來(lái)獲取油藏的壓力、產(chǎn)能和流動(dòng)特性等信息[11-12]。通過(guò)使用高壓泵向井中注入流體，施加定量壓力到井底。通過(guò)控制流量和時(shí)間，調(diào)整噴放速度和采樣頻率，利用壓力傳感器實(shí)時(shí)記錄井底的壓力變化，得到壓力-時(shí)間曲線。同時(shí)，可以采集井中的流體樣品，用于后續(xù)的實(shí)驗(yàn)室分析。通過(guò)觀察井口的油、氣或水等流量情況，可以初步了解井內(nèi)流體的產(chǎn)能和流動(dòng)特性，如井涌、排液速度等。對(duì)井測(cè)試的數(shù)據(jù)和樣品進(jìn)行分析和解讀，根據(jù)井底壓力變化和井流量等信息，推斷油藏的壓力、產(chǎn)能和流動(dòng)特性等。

1.3基于氮?dú)廨o助SAGD的油藏開(kāi)采

由勘察數(shù)據(jù)可知，運(yùn)用蒸汽輔助重力泄油（SAGD）技術(shù)，設(shè)計(jì)開(kāi)采步驟。該方法將重力泄油[13]與水平井相結(jié)合，然后在開(kāi)采過(guò)程中添加氮?dú)庖蕴岣唛_(kāi)采質(zhì)量，步驟與優(yōu)勢(shì)如下：

1.3.1開(kāi)采步驟

（1）布井。在相同雙水平井口下注入氣、油兩管，通過(guò)注氣管向水平井最頂端注入氮?dú)?，使氮?dú)庋刂焦苣嫦驍U(kuò)散；

（2）上部水平井與下部水平井同時(shí)吞吐作業(yè)，形成互不干擾的蒸汽主腔與輔腔；

（3）油藏被加熱時(shí)，會(huì)導(dǎo)致冷凝水流出。在這個(gè)過(guò)程中，油層所承受的壓力不斷下降。同時(shí)蒸汽主腔與輔腔持續(xù)擴(kuò)散，從而使得獨(dú)立的蒸汽腔合并到一起；

（4）此時(shí)，位于油藏前端的油井會(huì)立即變成注汽井，下方的水平井則變成生產(chǎn)井。蒸汽會(huì)在不同的區(qū)間不停彌漫，直到形成完整的蒸汽腔；

（5）蒸汽與油藏的不同屬性使重力轉(zhuǎn)換為開(kāi)采驅(qū)動(dòng)力，高密度的液態(tài)水與石油流通至生產(chǎn)井中，完成低滲透砂巖油藏儲(chǔ)層的開(kāi)采。

1.3.2優(yōu)勢(shì)

（1）氮?dú)饷芏容^小，主要在蒸汽腔上層流動(dòng)，有效的降低了蒸汽的熱傳遞速度。當(dāng)施加不同外界條件時(shí)，從氮?dú)馀c蒸汽的密度比較結(jié)果可知，當(dāng)蒸汽干度達(dá)到50%與80%時(shí)，蒸汽密度高于氮?dú)饷芏龋划?dāng)溫度超過(guò)290℃時(shí)，蒸汽密度小于氮?dú)饷芏?。由于氮?dú)庠诓煌瑴囟群蛪毫ο戮哂休^好的隔熱作用，所以可以形成隔熱層，降低開(kāi)采過(guò)程中的熱損失；

（2）維持壓力，改善流度比。氮?dú)獾膲嚎s因子[14-15]和膨脹因子較大，分布在蒸汽腔上時(shí)可以維持壓力。蒸汽-氮?dú)怵ざ鹊谋容^結(jié)果為；氮?dú)獾酿ざ仁冀K高于蒸汽的黏度，并且隨著溫度的不斷升高，兩者之間的黏度差逐漸增大。在這種情況下，驅(qū)替前緣達(dá)到均衡，可以提高開(kāi)采效率；

（3）降低油藏黏度[16]，提高流動(dòng)力。氮?dú)獾募尤肟梢詼p少石油在儲(chǔ)層中的流動(dòng)阻礙，同時(shí)對(duì)加熱降黏起到輔助作用。

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

對(duì)使用低滲透砂巖油藏儲(chǔ)層特征勘察及其開(kāi)采技術(shù)應(yīng)用前后的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行測(cè)試，使用前采用水驅(qū)技術(shù)，使用后采用氣驅(qū)技術(shù)。

2.1不同開(kāi)采模式下的孔隙體積

本文將通過(guò)上述勘察方法獲取孔隙體積的實(shí)際值，并作為比較和研究的基礎(chǔ)[17]。分析應(yīng)用本文技術(shù)前后的孔隙體積可知，隨著圍壓的增加，孔隙體積會(huì)減小。但因在高圍壓下，巖石顆粒受到壓實(shí)，孔隙被擠壓減小，導(dǎo)致孔隙體積減少。這種壓實(shí)過(guò)程稱為孔隙壓縮。應(yīng)用本文技術(shù)前，所得的孔隙體積計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值存在一定的差距。使用本文技術(shù)后，所得的孔隙體積計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值之間的差異性較小，說(shuō)明本文所使用的勘察技術(shù)水平較高，所得結(jié)果更為精準(zhǔn)。

2.2不同開(kāi)采模式下的滲透率

分析應(yīng)用本文技術(shù)前后的滲透率可知，隨著樣品巖心物性的改變，運(yùn)用本文技術(shù)前后的滲透率變緩，運(yùn)用本文技術(shù)后滲透率交叉點(diǎn)分布集中，而運(yùn)用本文技術(shù)前的滲透率更為發(fā)散，這說(shuō)明使用本文技術(shù)前的滲透更易發(fā)生流體竄動(dòng)，其驅(qū)替效果不如使用本文技術(shù)后的效果。

2.3油藏壓力

在對(duì)比低滲透砂巖油藏儲(chǔ)層的油藏壓力勘察精準(zhǔn)度的情況下，油藏壓力的實(shí)際值通過(guò)壓力衰減分析、斷層溢流測(cè)試、壓汞法、地震測(cè)井等多種破壞性方式測(cè)得，能最大程度上保證所得結(jié)果真實(shí)可靠[18]。

通常情況下，孔隙壓力隨著距離的增加而逐漸減小。這是因?yàn)橛途_(kāi)采過(guò)程中，隨著油氣的流出，油藏中的油氣儲(chǔ)量減少，導(dǎo)致孔隙中的流體壓力下降，這一規(guī)律與實(shí)際情況相符。與應(yīng)用本文技術(shù)后，所得的油藏壓力曲線與實(shí)際油藏壓力曲線基本保持一致，從而證明了該方法具備較高的勘察精度。

2.4井口產(chǎn)油率

分析運(yùn)用本文設(shè)計(jì)的采油方法前后的井口產(chǎn)油率可知，井口產(chǎn)油率與油藏壓力之間存在一般的正相關(guān)關(guān)系，即當(dāng)油藏壓力較高時(shí)，通常會(huì)導(dǎo)致較高的井口產(chǎn)油率。其原因?yàn)檩^高的油藏壓力能夠促使原油或天然氣從儲(chǔ)層中流出至井眼，從而增加生產(chǎn)速度和產(chǎn)量。運(yùn)用本文技術(shù)后的井口產(chǎn)油率更加接近與實(shí)際值，說(shuō)明該方法的低滲透砂巖油藏勘察效果好，具備較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

2.5采收率

本文技術(shù)應(yīng)用前后采收率測(cè)試結(jié)果如圖2所示。

由圖2（a）可知，在相同樣品巖樣下，無(wú)水采收率遠(yuǎn)高于無(wú)氣采收率。但采用水驅(qū)或者油驅(qū)開(kāi)采均能提高采收率。這是由于巖心的氣體平衡飽和度均處于較低值，造成無(wú)氣（無(wú)水）采收率低下。

由圖2（b）可知，無(wú)論是水驅(qū)還是氣驅(qū)，采收率均與滲透率呈正比，同時(shí)水驅(qū)采收率的波動(dòng)區(qū)間較大。使用本文技術(shù)后的采收率始終使用本文技術(shù)前，這是由于隨著驅(qū)替飽和度的增加，氣相起伏性更強(qiáng)，適應(yīng)力更強(qiáng)，因此采收率持續(xù)增長(zhǎng)。水驅(qū)與氣驅(qū)的差別如下：

（1）在低滲透砂巖油藏儲(chǔ)層中，水-油流度比遠(yuǎn)小于氣-油流度比，并且氣可以滲透到細(xì)小喉道中，所以氣驅(qū)采收率高于水驅(qū)采收率。

（2）在低滲透砂巖儲(chǔ)層分布孔隙中，儲(chǔ)層的喉道細(xì)小且數(shù)量眾多，導(dǎo)致束縛水飽和度較高。水驅(qū)油時(shí)注入水容易沿著孔隙流動(dòng)造成卡斷，因此水驅(qū)效率較低；氣驅(qū)時(shí)，因低滲透巖心大孔道較少，氣的突進(jìn)效果細(xì)微，因此細(xì)小孔道中氣驅(qū)較為充分。

（3）氣體與液體雖然都以流體狀態(tài)呈現(xiàn)，但液體需要克服更大的阻力才能流動(dòng)，導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率較低；氣體多了一種滑脫能力，保證儲(chǔ)層滲透率增大，流動(dòng)力更強(qiáng)。

因此，對(duì)于水驅(qū)開(kāi)采適應(yīng)性較差的低滲透砂巖油藏，通過(guò)氣驅(qū)可以改善開(kāi)采效果，提高采收率。

3結(jié)語(yǔ)

本文研究低滲透砂巖油藏儲(chǔ)層特征勘察及其開(kāi)采技術(shù)，通過(guò)地質(zhì)勘察、恒速壓汞測(cè)試、流體性質(zhì)測(cè)試、井測(cè)試進(jìn)行低滲透砂巖油藏儲(chǔ)層勘察。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該勘察與開(kāi)采技術(shù)能夠保證孔隙體積、油藏壓力、井口產(chǎn)油率勘察精度，提升開(kāi)采的滲透率與采收率，能夠?yàn)橛筒亻_(kāi)采技術(shù)提供新思路。

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（責(zé)任編輯：李睿）