氣頂油藏研究現(xiàn)狀以及開發(fā)機(jī)理

周瑜

一、國內(nèi)外氣頂油藏的分類

氣頂油藏是特殊油氣藏中的一種，通常是用來表述那些構(gòu)造頂部有共存的氣相烴類而構(gòu)造底部有與水體處于同一壓力平衡下的油藏。在俄羅斯，稱其為氣油藏，在西方則為氣頂油藏或氣帽油藏，在我國一般籠統(tǒng)稱其為氣頂油藏。

氣頂油藏由于其復(fù)雜性以及多樣性，在分類的時(shí)候，通常按照不同氣頂油藏的特點(diǎn)和性質(zhì)進(jìn)行分類，如含氣區(qū)相對(duì)體積、氣頂覆蓋含油帶的寬度、氣頂與油環(huán)的關(guān)系以及過按相態(tài)和組成分類等等多種分類方法。

在我國，對(duì)于不同油藏由于工作性質(zhì)或研究目的的不同常常有多種分類方法，但常見的有三種，即石油地質(zhì)法、油藏開發(fā)地質(zhì)法和油氣田開發(fā)方地質(zhì)法。為了研究方便，根據(jù)氣頂油藏不同性質(zhì)又可進(jìn)行細(xì)分。

（一）按油藏構(gòu)造形態(tài)分類：塊狀油氣藏、層狀油氣藏、復(fù)雜油氣藏、斷塊型油氣藏；

（二）按油藏內(nèi)烴類流體特性分類：稠油油藏、稀油油藏、揮發(fā)油藏；

（三）按氣頂氣體組分分類：常規(guī)氣頂油氣藏、凝析氣頂油氣藏、濕氣頂油氣藏；

（四）按氣體與油區(qū)體積比分類：以氣驅(qū)為主、油氣兩者驅(qū)動(dòng)能量相當(dāng)、氣驅(qū)能量不強(qiáng)；

（五）按油氣藏的巖性、物性以及儲(chǔ)層滲流特性歸類

若按滲透性劃分氣頂油藏，針對(duì)不同類型以碎屑沉積為主的孔隙型儲(chǔ)層，又可進(jìn)一步劃分為中高滲、低滲、特低滲砂巖氣頂油藏；對(duì)于受次生成巖作用或構(gòu)造應(yīng)力作用所形成的砂巖儲(chǔ)層，又可進(jìn)一步劃分為裂縫型、裂縫-孔洞型以及兩者之間的裂縫-孔隙型或孔隙-裂縫型雙重介質(zhì)儲(chǔ)層等氣頂砂巖油藏。

二、氣頂油藏基本特征及應(yīng)注意問題

任何油藏的滲流特征和儲(chǔ)層流體評(píng)價(jià)對(duì)其開發(fā)方案的設(shè)計(jì)都很重要，對(duì)于氣頂油藏來說更是如此。首先，它在一個(gè)構(gòu)造內(nèi)同時(shí)有兩種流體共存，即位于頂部的氣藏和構(gòu)造底部的油藏；而在一些氣頂油藏構(gòu)造底部或邊部可能還存在水體。在經(jīng)歷上萬年物理和化學(xué)變化的成藏過程中，構(gòu)造內(nèi)的流體正處于一種微弱的平衡中，一旦有外力作用或某一因素變化，原來的諸多平衡，如水動(dòng)力平衡、熱力學(xué)平衡和多組分相態(tài)平衡等，都遭到破壞并開始出現(xiàn)物質(zhì)和能量的交換。上述影響因素通常是指油層開發(fā)，壓力變化、質(zhì)量傳遞、界面移動(dòng)、相態(tài)轉(zhuǎn)化、流體性質(zhì)變化等等。

另外，因?yàn)闅怏w所具有的壓縮性和氣頂油藏的特點(diǎn)，都指出壓力的變化對(duì)氣頂油藏開發(fā)效果的影響，因而投產(chǎn)后任何壓力的變化都會(huì)引起油氣相態(tài)的改變，當(dāng)氣頂氣的組分或所處儲(chǔ)層地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜時(shí)，這種變化更為明顯。這些基本特征會(huì)影響氣頂油藏的整個(gè)開發(fā)過程，其中產(chǎn)生的有利或不利影響需要我們反復(fù)研究。

從歷來的開發(fā)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中，我們需要注意以下4個(gè)問題：①多相滲流特征和機(jī)制，②油氣界面的移動(dòng)方向、速度問題，③開發(fā)過程中面臨的氣錐或底水錐進(jìn)問題中成錐的滲流特征、錐進(jìn)的規(guī)模大小、突破時(shí)間以及臨界流量問題；④開發(fā)方式問題。

三、國內(nèi)外氣頂油藏開發(fā)方式

由上述可知，氣頂油藏中的氣區(qū)和油區(qū)由于二者是處于同一壓力系統(tǒng)之下，開發(fā)后，任何一方的變化都將影響到另一方。因此無論是先進(jìn)行采氣還是先進(jìn)行采油，都會(huì)破壞原有的平衡，造成油氣界面發(fā)生移動(dòng)并引起油氣之間的相互驅(qū)替，在實(shí)際生產(chǎn)上表現(xiàn)為油氣互竄并產(chǎn)生剩余油，造成原油可采儲(chǔ)量的損失。因此在開發(fā)過程中要及時(shí)注意油氣界面移動(dòng)問題，對(duì)降低或避免油侵現(xiàn)象或氣竄程度有著深遠(yuǎn)意義。根據(jù)以往和研究結(jié)果，氣頂油藏主要開發(fā)原則、方法和程序如下：

（一）氣頂油藏開發(fā)原則

氣頂油藏由于其復(fù)雜性，人們對(duì)其進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的研究，掌握了氣頂油藏的開發(fā)的一般原則：

1.油層部分先于氣頂開發(fā)

2.油區(qū)開采以人工水驅(qū)為主

3.盡可能使油氣界面保持不變

4.選擇與氣頂油藏的驅(qū)動(dòng)能量相適應(yīng)的布井方式

5.針對(duì)具體油藏采用靈活的完井方式

（二）氣頂油藏開發(fā)方法

由于砂巖的成層特性和砂體的分隔性，在氣頂油藏開發(fā)中，氣頂不僅要受構(gòu)造作用影響，還受周圍巖性或砂體的控制。而在制定開發(fā)方案過程中，又要依據(jù)目標(biāo)油藏的實(shí)際特點(diǎn)和市場(chǎng)需求、經(jīng)濟(jì)狀況、技術(shù)指標(biāo)等來綜合考慮。目前，國內(nèi)外研究結(jié)果表明，氣頂油藏開發(fā)的方法主要有以下五種：

1.以氣頂?shù)膹椥耘蛎涢_發(fā)油氣藏

2.油氣區(qū)均衡降壓同時(shí)開采

3.控制生產(chǎn)壓差，保持油、氣區(qū)壓力平衡，封住氣頂采油

4.氣頂注氣采油的方法

5.屏障注水隔離開采

（三）氣頂油藏開采程序

目前普遍接受的氣頂油藏開采程序有以下幾種：①只采油不采氣②只采氣不采油③先采油后采氣④先采氣后采油⑤油氣同采[2]。以上幾種開發(fā)程序各有其特點(diǎn)和適用條件，要依據(jù)國情、需求、經(jīng)濟(jì)狀況、技術(shù)指標(biāo)等來綜合考慮。但為了獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益和油氣采收率，在開發(fā)方案設(shè)計(jì)時(shí)要同時(shí)考慮油氣的不同影響。

四、氣頂油藏開發(fā)實(shí)例

莫北2礦區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地，是侏羅系三工河組的氣頂?shù)姿筒兀疫€是一個(gè)受斷層遮擋形成的單斜油藏。自2001年開發(fā)伊始，主力區(qū)塊采用排狀布井，油氣同采，至今累計(jì)產(chǎn)量達(dá)71.74萬噸，采出程度10.13%。由于初期天然能量充足，單井產(chǎn)能較高，于2001年底產(chǎn)油量達(dá)到高峰，而后一路下滑，到2002年5月末時(shí)平均降幅已達(dá)44%左右；油藏原始?xì)庥捅纫彩且宦放噬榱俗柚褂途畾飧Z、并補(bǔ)充地層能量，礦區(qū)在2002年7月采取部分井轉(zhuǎn)注措施，一定程度上緩解了氣頂氣竄的趨勢(shì)并彌補(bǔ)了地層虧空，減緩了地層壓力的下降趨勢(shì)。

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