合水油區(qū)低滲油藏高效開發(fā)技術研究

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)技術部，新疆 庫爾勒841000）

宛利紅 （長江大學計算機科學學院，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致油井間開甚至停井，這種現(xiàn)象嚴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的井數(shù)占了該開發(fā)區(qū)塊總井數(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”，減少了有效的油流通道，由于壓降減小的滲透率再進行地層注水增壓也只能恢復到原來的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?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的注水井，靠自然能進行開采。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。

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