油藏裂縫特征及對(duì)注水開發(fā)的影響

趙繪青

摘 要：油藏裂縫特征對(duì)油氣資源的開采具有雙重作用，本文主要對(duì)油藏裂縫特征的識(shí)別進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上討論了裂縫對(duì)注水開發(fā)的不利影響。

關(guān)鍵詞：油藏；裂縫；特征；注水

1 概述

我國(guó)低滲透油資源占總資源量的22.4%，其中40%以上的燃?xì)赓Y源賦予在致密砂巖儲(chǔ)層中，給資源的開采和利用造成了很大困難。這主要是因?yàn)樵擃悆?chǔ)層屬于不同程度的發(fā)育構(gòu)造裂縫，結(jié)構(gòu)分布復(fù)雜，所以至今還未得到高效的開發(fā)和利用。低滲透裂縫性儲(chǔ)層是陸相油氣田的主要特征之一，也是開發(fā)該類油氣資源所必須解決的課題之一，開展對(duì)低滲透儲(chǔ)層裂縫的特征研究，對(duì)于提高油氣資源開采率具有重要的指導(dǎo)意義。

2 油藏裂縫特征識(shí)別

2.1 巖芯觀察法識(shí)別裂縫特征 油藏裂縫最直接有效的預(yù)測(cè)和觀察方法是巖芯觀察法，通過對(duì)巖芯宏觀和微觀的觀察，可獲取巖芯裂縫多項(xiàng)參數(shù)，為裂縫特征研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；另外，巖芯觀察法還可作為其他方法的輔助手段，檢驗(yàn)預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

以A油田為例，對(duì)該油田的6口油井的巖芯取樣觀察，發(fā)現(xiàn)其中的5口油井有垂直裂縫，這充分說明該地區(qū)油層裂縫的發(fā)育較為充分，且以高角度裂縫為主，斜交縫偏少。據(jù)此，可預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫方位主要為垂直縫和高角度裂縫。野外地質(zhì)露頭表明該地區(qū)裂縫發(fā)育主要有東西向和南北向兩組，且東西向裂縫發(fā)育程度較高，兩組裂縫間距大、延伸遠(yuǎn)、涉及范圍較廣，屬于穩(wěn)定的區(qū)域裂縫；同時(shí)局部地區(qū)有北東向和北西向共軛裂縫，但發(fā)育程度和規(guī)模較小。

2.2 示蹤劑測(cè)試技術(shù)識(shí)別裂縫特征 示蹤劑測(cè)試技術(shù)是將示蹤劑注入到注水井中，然后監(jiān)測(cè)周圍油井示蹤劑濃度情況，再繪制出濃度——時(shí)間曲線圖，對(duì)該曲線進(jìn)行數(shù)值分析后獲取地層有關(guān)的物理性質(zhì)參數(shù)，從而為油藏地質(zhì)特征的預(yù)測(cè)、堵劑用量的確定提供參考；同時(shí)還可對(duì)油層是否存在高滲透層或大孔道提供必要的輔助數(shù)據(jù)。利用示蹤劑測(cè)試技術(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)井組的動(dòng)靜態(tài)資料設(shè)計(jì)合適的檢測(cè)方案，并以此作為選擇、制備示蹤劑的主要依據(jù)；注入示蹤劑后，在周圍生產(chǎn)油井中進(jìn)行取樣、制樣，通過專業(yè)的實(shí)驗(yàn)分析，檢測(cè)樣品中示蹤劑的含量，為繪制示蹤劑濃度變化曲線提供數(shù)據(jù)，再結(jié)合地質(zhì)油田的動(dòng)靜態(tài)資料，最終確定示蹤劑的流動(dòng)方向、速度、波及情況等各類信息。若油田所在區(qū)域地質(zhì)為裂縫性砂巖，可將其看作若干組導(dǎo)流能力相同的裂縫組成，示蹤劑注入后首先沿各組裂縫突入生產(chǎn)井，隨著裂縫組數(shù)的增加，示蹤劑的產(chǎn)出曲線峰值也將增加，各組裂縫濃度之和可通過示蹤劑產(chǎn)出濃度之和進(jìn)行模擬計(jì)算，最后通過數(shù)學(xué)模型求得各組裂縫的體積和滲透率。

在實(shí)際生產(chǎn)中，常用的示蹤劑為同位素示蹤劑，利用該類示蹤劑可獲取油田井的如下信息：①井組中油井與水井之間的連同情況；②是否存在高滲透帶或裂縫；③對(duì)井組各井方向高滲透水層的地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行定量分析；④判斷井組的流動(dòng)能力。通過以上四方面信息的獲取，可對(duì)地質(zhì)裂縫或高滲透通道的平面或縱向分布情況進(jìn)行精確判斷；利用示蹤劑水推速度的差異，確定地質(zhì)高低；利用同一井組，不同井距油井間示蹤劑的時(shí)間、峰值濃度、流動(dòng)能力的不同，判斷井組裂縫的分布特征。

2.3 水驅(qū)前緣測(cè)試識(shí)別裂縫特征 油氣藏自身活動(dòng)可誘發(fā)輕微地震，如流體在孔隙、裂隙內(nèi)的流動(dòng)；天然氣聚集或運(yùn)移過程中引發(fā)應(yīng)力積累和釋放；火驅(qū)采集時(shí)加熱誘發(fā)巖石破裂；流體排出時(shí)地層下沉等。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，可通過震源的確定描述地下滲透狀況，從而為油氣資源的開發(fā)提供指導(dǎo)。根據(jù)摩爾——庫(kù)倫準(zhǔn)則，孔隙壓力升高時(shí)也會(huì)誘發(fā)微地震，因此，向油氣田井組注水，可誘發(fā)微地震，對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)即可獲取重要的地質(zhì)參數(shù)信息，這就是水驅(qū)前緣測(cè)試技術(shù)識(shí)別地質(zhì)裂縫特征的原理。

以B油田為例，該油田對(duì)8個(gè)注采井組進(jìn)行了水驅(qū)前緣測(cè)試，各井組所得水驅(qū)波及面積均不相同，這為解釋該地區(qū)地質(zhì)特征提供了重要參考。測(cè)試結(jié)果表明，壓力升高之前，裂縫方向主要為北東走向；壓力升高后，北西走向出現(xiàn)了新的裂縫；西部地區(qū)多數(shù)井平面矛盾比較明顯，而中、東部地區(qū)大部分井組則表現(xiàn)出縱向非均質(zhì)性較強(qiáng)的特征；這說明地層壓力對(duì)裂縫發(fā)育影響較大，應(yīng)在油藏開采過程中謹(jǐn)慎對(duì)待。

3 裂縫對(duì)注水的影響

3.1 裂縫對(duì)油藏開發(fā)的作用 裂縫的存在及其發(fā)育程度對(duì)低滲透砂巖油藏的注水開發(fā)有雙重作用，一方面油藏儲(chǔ)層裂縫的存在相當(dāng)于高滲透通道，可大大增加基質(zhì)滲透率，提高油井的采出率，有利于油田的開發(fā)利用；另一方面裂縫的存在還會(huì)加強(qiáng)儲(chǔ)層的非均質(zhì)性，一定程度上會(huì)造成油水井間的方向性水竄，進(jìn)而降低注入水的波及系數(shù)。若在注水過程中沒有進(jìn)行嚴(yán)格的控制，還可能會(huì)使采油井過早見水甚至水淹，降低油田的開發(fā)效率。因此，了解裂縫對(duì)油田注水的不利影響，可為油田的安全開采和高效開采提供重要指導(dǎo)。

3.2 裂縫對(duì)注水的影響 在對(duì)裂縫特征、井組注水開發(fā)動(dòng)態(tài)分析的基礎(chǔ)上，裂縫對(duì)油田注水的負(fù)面影響主要表現(xiàn)為：產(chǎn)量遞減速度快。層內(nèi)矛盾突出以及平面矛盾突出三個(gè)方面。首先，產(chǎn)量方面。油井在裂縫的影響下，會(huì)出現(xiàn)過早見水問題，水量上升快，調(diào)整難度大。在對(duì)儲(chǔ)層裂縫特征分析中可知，高含水油井產(chǎn)量下降的主要原因是裂縫性見水和見效見水；超前注水時(shí)，注水壓力過大導(dǎo)致裂縫發(fā)育；而油井投產(chǎn)后仍保持原有的高強(qiáng)度注水，導(dǎo)致油井見效即見水。其次，層內(nèi)矛盾。油井裂縫見水后，導(dǎo)致見水層壓力升高；低含水層難以再動(dòng)用。若不對(duì)注水壓力進(jìn)行控制，則容易導(dǎo)致注水單層突進(jìn)，使尚未處于開啟狀態(tài)的裂縫突然開啟，造成油井迅速水淹。最后，油井見水后，低含水井供液能力迅速下降，增加平面矛盾。

4 結(jié)語

裂縫對(duì)低滲透油藏開發(fā)具有雙重作用，一方面可改善儲(chǔ)層的滲透性，提高油井的開采率；另一方面還可能增強(qiáng)油層的非均質(zhì)性，造成水淹、水竄等事件，不利于油井的開發(fā)。因此，我們?cè)陂_采低滲透油氣田時(shí)，應(yīng)利用巖芯觀察法、示蹤劑測(cè)試技術(shù)和水驅(qū)前緣測(cè)試技術(shù)識(shí)別油層裂縫特征，制定科學(xué)、安全的開采方案，充分發(fā)揮裂縫的積極作用，抑制其消極作用，提高低滲透油氣藏的開采率。

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