水平人工裂縫對超低滲透儲(chǔ)層層內(nèi)非均質(zhì)性的影響

王　濤，石　彬，劉雙雙，李愛榮

(1.陜西延長石油研究院，陜西 西安 710000；2.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065)

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水平人工裂縫對超低滲透儲(chǔ)層層內(nèi)非均質(zhì)性的影響

王濤1，石彬1，劉雙雙1，李愛榮2

(1.陜西延長石油研究院，陜西 西安 710000；2.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065)

鄂爾多斯盆地東部儲(chǔ)層層內(nèi)非均質(zhì)程度中等-較強(qiáng)，當(dāng)考慮人工裂縫的影響時(shí)，超低滲透油層層內(nèi)非均質(zhì)程度由中等-較強(qiáng)突增至極強(qiáng)，極大地加劇了儲(chǔ)層的非均質(zhì)程度，當(dāng)人工裂縫的數(shù)量增加、等效滲透降低時(shí)，相對與較少的人工裂縫儲(chǔ)層層內(nèi)非均質(zhì)程度迅速降低；根據(jù)人工裂縫對于儲(chǔ)層層內(nèi)非均質(zhì)程度影響的變化特點(diǎn)，對于轉(zhuǎn)注井、采油井，建議在層內(nèi)封堵或者增加更多的人工裂縫，以降低人工裂縫對于儲(chǔ)層非均質(zhì)程度的影響。

超低滲透；水平縫；非均質(zhì)；滲透率；變異系數(shù)；突進(jìn)系數(shù)

鄂爾多斯盆地東部淺層油藏為超低滲透油藏，油井必須進(jìn)行人工壓裂才能投產(chǎn)，人工裂縫的存在成為必然，也成為儲(chǔ)層的本質(zhì)屬性之一。目前儲(chǔ)層非均質(zhì)評價(jià)不考慮人工裂縫的影響，認(rèn)為東部淺層超低滲透儲(chǔ)層屬于中等-較強(qiáng)非均質(zhì)儲(chǔ)層，與現(xiàn)場急劇增加的注入水突進(jìn)、指進(jìn)、水驅(qū)動(dòng)用程度低等實(shí)際不相符。本文綜合考慮儲(chǔ)層的原裝特征與人工裂縫特征，對儲(chǔ)層非均質(zhì)進(jìn)行評價(jià)，以揭示存在人工裂縫對于儲(chǔ)層分均質(zhì)特征的影響。

1　鄂爾多斯盆地東部油田儲(chǔ)層特征

鄂爾多斯盆地東部油田長6儲(chǔ)層的巖性以細(xì)粒長石砂巖為主。長6儲(chǔ)層孔隙度平均8.35%，水平滲透率平均0.56×10-3μm2；垂向滲透率平均0.06×10-3μm2。屬于特低孔-超低滲透儲(chǔ)層。

油井投產(chǎn)均需進(jìn)行人工壓裂，人工裂縫可視為特低滲透-超低滲透儲(chǔ)層的屬性。

2　人工裂縫特征

人工裂縫為水平縫，呈空間橢圓形分布，長軸方向?yàn)楸睎|方向，優(yōu)勢方位NE51.3°，半長60 m左右，短軸方向?yàn)槟衔鞣较颍腴L30 m左右，縫高2 mm左右。

人工裂縫垂向密度0.25～1條/m，最大可達(dá)到1條/m，等效滲透率平均60×10-3μm2。

3　人工裂縫對于儲(chǔ)層非均質(zhì)程度的影響

本文采用儲(chǔ)層滲透率變異系數(shù)、滲透率突進(jìn)系數(shù)、滲透率級差是儲(chǔ)層非均值評價(jià)的定量參數(shù)，以便對人工裂縫的影響進(jìn)行明確進(jìn)行評價(jià)。根據(jù)人工裂縫的特點(diǎn)，在垂向上，人工裂縫可以作為一個(gè)滲透率采樣點(diǎn)進(jìn)行研究。

根據(jù)人工裂縫特點(diǎn)，認(rèn)為小層內(nèi)是可以同時(shí)存在多條人工裂縫的，可以設(shè)定在評價(jià)單元，即小層內(nèi)可增加x條人工裂縫，人工裂縫滲透率kx，n為不考慮人工裂縫時(shí)小層內(nèi)采樣總點(diǎn)數(shù)，ki為考慮人工裂縫時(shí)小層內(nèi)采樣點(diǎn)滲透率。則非均質(zhì)評價(jià)參數(shù)計(jì)算公式改寫為：

1)考慮人工裂縫的滲透率變異系數(shù)(Vkl)

指滲透率標(biāo)準(zhǔn)偏差與平均值之比值，考慮人工裂縫的影響，

其中

η=

當(dāng)分層精度確定，井段確定，變異系數(shù)與人工裂縫的條數(shù)與人工裂縫的滲透率相關(guān)。如下圖1所示。不增加裂縫時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)層的滲透率變異系數(shù)0.71，增加人工裂縫時(shí)，隨人工裂縫等效滲透率的增大，標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)層滲透率變異系數(shù)增大。隨著人工裂縫條數(shù)的增加，儲(chǔ)層滲透率變異系數(shù)逐漸減小，并且不同滲透率的人工裂縫的影響有趨同趨勢。且裂縫滲透率越大，隨裂縫增加，儲(chǔ)層滲透率變異系數(shù)的下降幅度越大，但是當(dāng)裂縫條數(shù)大于10條時(shí)這一趨勢減緩。

圖1　考慮人工裂縫的儲(chǔ)層滲透率變異系數(shù)變化曲線

2)考慮人工裂縫的滲透率突進(jìn)系數(shù)(Sk1)

一定井段內(nèi)滲透率極大值(Kmax)

Kmax=kx

即當(dāng)考慮人工裂縫對于儲(chǔ)層滲透率突進(jìn)系數(shù)的影響時(shí)，影響該評價(jià)參數(shù)的因素與人工裂縫的數(shù)量與人工裂縫的滲透率相關(guān)。

圖2　考慮人工裂縫的儲(chǔ)層滲透率突進(jìn)系數(shù)變化曲線

圖3　考慮人工裂縫的儲(chǔ)層滲透率級差變化曲線

如圖2所示，標(biāo)準(zhǔn)層滲透率突進(jìn)系數(shù)3.1。增加人工裂縫時(shí)，隨人工裂縫等效滲透率的增大，標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)層滲透率變異系數(shù)增大。隨著人工裂縫條數(shù)的增加，儲(chǔ)層滲透率突進(jìn)系數(shù)逐漸減小，并且不同滲透率的人工裂縫的影響有趨同趨勢。且裂縫滲透率越大，隨裂縫增加，儲(chǔ)層滲透率變異系數(shù)的下降幅度越大，但是當(dāng)裂縫條數(shù)大于10條時(shí)這一趨勢減緩。

據(jù)油田實(shí)際，人工裂縫等效滲透率60.0×10-3μm2，每層壓裂2次，以標(biāo)準(zhǔn)層計(jì)算，儲(chǔ)層滲透率突進(jìn)系數(shù)在14.6，非均質(zhì)程度急劇增加，導(dǎo)致轉(zhuǎn)注井中吸水油層大多數(shù)存在注入水指進(jìn)的情況。

3)滲透率級差(Nk)

一定井段內(nèi)滲透率最大值與最小值之比值。即

Nk1=Kmax/Kmin

Kmax=kx

Nk1=kx/Kmax

該參數(shù)只與儲(chǔ)層中人工裂縫的滲透率相關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)層最小滲透率0.2×10-3μm2，最大值3.19×10-3μm2，則有如圖3所示，級差只與裂縫滲透率相關(guān)(圖3)。

4　結(jié)論與建議

(1)當(dāng)考慮人工裂縫的影響時(shí)，超低滲透儲(chǔ)層的非均質(zhì)程度急劇上升；隨人工裂縫滲透率的提高，儲(chǔ)層非均質(zhì)程度增強(qiáng)。隨人工裂縫條數(shù)的增加，非均質(zhì)程度逐漸改善，且不同滲透率的裂縫導(dǎo)致的非均質(zhì)程度有趨同趨勢。

(2)東部淺層超低城頭儲(chǔ)層屬于較強(qiáng)-強(qiáng)非均質(zhì)儲(chǔ)層，油田整體壓裂投產(chǎn)后，儲(chǔ)層層內(nèi)非均質(zhì)程度遠(yuǎn)強(qiáng)于原狀儲(chǔ)層，也是造成注入水指進(jìn)，水驅(qū)動(dòng)用程度極低的主要原因。

(3)建議對采油井進(jìn)行一層多縫方式投產(chǎn)，對轉(zhuǎn)注井已存在人工裂縫進(jìn)行封堵或者增加層內(nèi)人工裂縫條數(shù)，以改善非均質(zhì)程度，提高采收率。

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2016-03-14

王濤(1980-)，男，陜西渭南人，工程師，主要從事油氣田開發(fā)工作。

TE122.2+3

B

1004-1184(2016)04-0060-01