合水油區(qū)低滲油藏高效開發(fā)技術(shù)研究

陳愛軍，犍召奇，王海利 （中石油長慶油田分公司超低滲透油藏第一項目部，甘肅 慶陽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 庫爾勒841000）

宛利紅 （長江大學(xué)計算機(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3、長6、長7和長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)是長慶油田的一大技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展趨勢。

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)后不久就因為供液不足導(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)實踐經(jīng)驗來看，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，地層壓力降低到飽和壓力以下時，地層原油開始脫氣，原油脫氣就會使地層原油的黏度、密度增大，體積系數(shù)會減小，增大原油的滲流阻力。同時由于地層壓力的下降，油層孔隙度和滲透率都將會減小，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。雖然低滲油藏實行超前注水并不能改變地層流體的啟動壓力，卻能有效增加地層壓力，加大生產(chǎn)壓差，提高驅(qū)動壓力，當(dāng)?shù)貙又腥我庖稽c的壓力高于啟動壓力后，在油層中就可以建立起有效地驅(qū)替壓力系統(tǒng)，可以減少啟動壓力的影響，從而提高可動油的動用程度，提高原油的采收率［3］。

表1 長慶油田各油田區(qū)塊超前注水與非超前注水單井開采效果對比

實施超前注水對開發(fā)低滲透油田和油田持續(xù)發(fā)展具有重要意義［4］。表1表示了長慶油田實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)前都會采取壓裂措施來構(gòu)建有利的油流通道。同時，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 長慶油田合水油區(qū)壓裂措施效果對比

2.3 水平井開采，降低開采過程對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附加的啟動壓力，并且這個啟動壓力跟地層滲透率成反比，也就是說滲透率越低，流體像井筒匯聚時所需要的附加啟動壓力就越大。這對于物性較好的油田來說無關(guān)緊要，但是對低滲油田的開發(fā)而言，這個附加的啟動壓力就成了地層原油能否想井筒匯聚的關(guān)鍵因素了，為了降低對這個附加壓力的要求，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個方面理解：從水平面上看，水平井的流動是近似平行的線性流（見圖1），而直井的流動是徑向流（見圖2）。水平井單位長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較大，因而壓降變化就更為明顯［5－6］。

長慶油田合水油區(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)實踐 ［J］.石油天然氣學(xué)報（江漢石油學(xué)院學(xué)報），2005，27（4）：500－502.

［3］ 趙春鵬，岳湘安，尤源，等 .滲儲層超前注水最優(yōu)化實驗研究 ［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，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.