低渗透油田提高采收率技术研究
【摘要】石油开采时石油行业的一个重要环节。
面临石油能源需求日益增加的现状,有效开发低渗透油藏成为了当前亟待解决的问题。
而在我国,低渗透油藏地质情况复杂,其开采技术也相差甚大。
本文通过分析低渗透油藏的地质特征,论述了有效开发低渗透油田的主要技术措施,介绍和分析了井网优化对油田开发效果的影响。
【关键词】低渗透油藏提高采收率周期注水井网调整
1 低渗透油田地质特征及开采规律
低渗透油田地质特征如下:(1)油藏类型较单一。
我国低渗透油田主要是岩性油藏和构造岩性油藏,一般为弹性驱动油藏,弹性能量的大小依各油藏的地质特征和饱和程度的高低有所不同。
(2)储层物性差。
低渗透油田储层的成因是多方面的。
根据低渗透油田的实际,形成低渗透的主要原因有两个,即储层的沉积作用和成岩作用。
一般说来,储层渗透率低,其孔隙度也低,所以这类油田也叫低孔低渗油田。
(3)孔喉细小、溶蚀孔发育。
低渗透砂岩储层的孔隙以粒间孔为主,原生粒间孔(<25%)和次生粒间溶蚀孔(40%~70%)都有发育,但溶蚀孔要较发育,另外还有微孔隙(<35%)、晶间孔和裂隙孔。
由于低渗透储层一般孔喉半径很小,在一定驱动力作用下,相对大的孔道进油了,而毛管压力阻力大的小孔道,油进不去,所以造成了低渗透储层含油饱和度比较低。
(4)构造运动拉张、挤压形成油田的裂缝。
我国西部沉积盆地多为挤压型盆地,裂
缝多伴随逆冲断层发育,裂缝发育很明显,发育规模大,延伸长度和密度大。
裂缝的空隙度很低,但渗透率比基质岩高得多,对流体流动影响很大,对石油储量影响较小。
2 低渗透油田开采特征
低渗透油田储层物性差、岩性变化大、孔隙结构复杂、非均质严重、天然能量弱.在开采过程中表现出与一般中高渗透油田不同的开采特征。
(1)自然产能低,只有通过优化压裂改造以后,才能做出正确的技术经济评价。
(2)天然能量不足,地层压力和油井产量下降快,一次采收率低;(3)低含水期含水上升慢。
中低含水期是可采储量的主要开采期;(4)低渗透油田见水后,产液指数、采油指数随含水上升大幅度下降,稳产难度大;(5)注水井吸水能力低,启动压力和注水压力高。
3 优化低渗透油田开发方式
低渗透油田的地质特征和渗流特征与中高渗透率油田存在明显
差异,它的开发是一项多技术、多专业、多工种联合作业的系统工程。
3.1 充分利用天然能量
低渗透油田尤其是高压低渗透油田初期压力高、注水困难,充分利用天然能量开采,在获得较高的一次采收率同时,还可以延长油藏无水采油期,改善开发效果。
3.2 周期注水
注水开发是低渗透油田最适合、最经济有效的开发方式。
周期注水提高水驱波及系数和采收率的机理主要是低渗透储层由于毛管力的作用,产生渗吸现象,裂缝与基质之间在压力梯度作用下产生交渗流动,即在注水升压半周期中,注入水在压力梯度作用下,沿着裂缝与基质之间的交渗面,强化渗入基质的细小孔道中;在停注半周期中,裂缝中压力快速下降,基质弹性能量释放,基质中的流体在压力梯度作用下,反向流入裂缝,原来渗吸到基质中的一部分水被滞留在小孔道中,替换出小孔道中的一部分油,随之渗入裂缝而被采出。
周期注水能够很大程度上改善水驱效果,提高采收率。
3.3 注co2
高压下将二氧化碳气注入油层溶解于原油中,使原油粘度降低、体积膨胀、流动性变好,如果形成混相或局部混相带,则可通过降低界面张力,大幅度提高原油采收率。
3.4 低渗油田压裂技术
低渗透砂岩油田自然产能低,油井自喷能力小,同时在油井见水后,产液(油)指数大幅度下降,因此人工举升大压差开采是这类油田的主要采油技术。
气举采油作为一种机械采油方式在国外已有100余年的历史,在世界上就规模和产量而言,气举采油在机械采油方式中居第二位,是仅次于油杆泵抽油的第二大机械采油方式。
4 提高油田采收率技术
4.1 井网密度与采收率的关系
为了开发好低渗透油田(包括发育裂缝的油田),必须对开发井
网进行科学合理的布置,确定经济合理的井网密度。
合理井网方式密度必须考虑以下原则:
(1)控制较高的水驱储量和可采储量;(2)保证较高的油层连通厚度;(3)达到较高的阶段采出程度和最终采收率;(4)保证具有较好的经济效益;(5)对开发中后期调整留有适当的余地;(6)满足国家在特殊时期对原油的特殊要求;
据地层渗流理论,渗流时间与渗透率和距离之间存在一定关系。
在井距一定的条件下,渗透率越低,渗流阻力越大,质点流人井底所需的时间越长,渗流距离对渗流时间的影响越显著,对油田开发效果的影响越大。
在相同的渗透率条件下,注采井距越小,渗流阻力越小,渗流时间越短,从而提高采油速度和采收率。
低渗透油田开发井网方式和井网密度的选择是十分重要而又十分复杂的技术经济问题。
我们必须根据地质特征、渗流特征、开发特征、经济效益,认真进行技术经济综合评价,合理优选。
4.2 井网的部署与调整
在井网的整个部署中,注采井网是一个十分重要的环节。
由于上述低渗透油层的地质特征,低渗透油田开采宜采用正方形井网面积注水系统。
在开发初期,可以应用反九点法面积注水系统,一是因为反九点法面积注采井数比小,在注水能够满足油田开发需要时,可以增加初期产量、提高无水采收率;二是该注采系统具有较大的机动灵活性,在开发中后期可以根据油田产量的变化对注水的要求,适时进行注采系统调整,满足油田开发的需要。
根据裂缝性油田的油层结构特征和渗流规律,“平行裂缝方向布井和注水”是注水开发井网部署的基础原则,注水井方向应平行于主要裂缝发育方向,最大限度地避免注入水向生产井窜进和暴性水淹现象,以提高水驱油效果。
根据实际情况,适当加大水井井距,减小注水井排与生产井排之间的排距,这样可以充分发挥裂缝性油层吸水能力高的优势,同时可以增大注采井排间的驱动压力梯度,改善开发效果。
生产井井距初期可以和注水井距一样,相错布置;到中后期根据情况,可在生产井排补打加密调整井,以延长油田稳产年限,扩大注入水波及体积,提高原油最终采收率。
参考文献:
[1]王琦.低渗透气藏提高采收率综述.低渗油气藏,2007.
[2]朱义吾等.马岭层状低渗透砂岩油藏.北京:石油工业出版社,1997.。