低滲油藏滲流特征分析與調(diào)整對策

謝雪瑩+劉偉+萬洪波+耿鵬鵬+李國強

摘要：近年來低滲透油氣藏已成為增儲的基礎(chǔ)資源，然而低滲透油藏的非線性滲流的影響因素、滲流規(guī)律的研究是目前低滲油藏的開發(fā)的關(guān)鍵。低滲透油藏由于滲透率低，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，滲流環(huán)境復(fù)雜，因而其油、水滲流特點、規(guī)律要比中高滲透儲層復(fù)雜得多。油田開發(fā)實踐表明：與中高滲油田相比，低滲透油田在開發(fā)效果上存在很大差異。其原因在于低滲透油氣藏滲流規(guī)律有著不同于中高滲油氣藏滲流規(guī)律的特殊性，二者在油田開發(fā)效果上存在的差異正是這種滲流規(guī)律的特殊性引起的。因此，必須加快特低滲油氣藏滲流機(jī)理研究，為低滲油氣藏穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：非線性滲流；低滲透油藏；耦合作用；穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)

低滲透油藏由于滲透率低，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，滲流環(huán)境復(fù)雜，因而其油、水滲流特點、規(guī)律要比中高滲透儲層復(fù)雜得多。油田開發(fā)實踐表明：與中高滲油田相比，低滲透油田在開發(fā)效果上存在很大差異。因此，必須加快特低滲油氣藏滲流機(jī)理研究，為低滲油氣藏穩(wěn)產(chǎn)增奠定基礎(chǔ)。由于低滲透油藏的特異性，使得低滲油藏的開發(fā)具有一定的難度，因此許多專家和研究人員對低滲的滲流機(jī)理和開發(fā)做了大量的實驗和實際研究。油藏巖石和流體的物性參數(shù)是油藏開發(fā)研究的基礎(chǔ)，對于特低滲油藏具有物性復(fù)雜、滲流規(guī)律異常的特點，且低滲油氣藏的開發(fā)沒有同一固定的標(biāo)準(zhǔn)，使得實驗數(shù)據(jù)的可靠性得不到保證，且大量低滲油藏開發(fā)的疑難問題尚未解決。本文通過文獻(xiàn)的調(diào)研，總結(jié)國內(nèi)外近年來開發(fā)實驗室對低滲和特低滲巖心樣品的測量方法和技術(shù)，歸納了實驗測試結(jié)果，并提出了一些解決方案。

1低滲油氣藏非線性滲流的影響因素

①低滲透的非達(dá)西滲流現(xiàn)象，不僅是巖石孔隙結(jié)構(gòu)的影響，而且也與巖石各相間的表面性質(zhì)、有效壓應(yīng)力、儲層比表面積作用、流體本身的流變性質(zhì)及巖石流體的耦合作用有關(guān)。②低滲油藏彈性能量小、油層孔喉細(xì)小、產(chǎn)油能力低、油井見注水效果緩慢、具有啟動壓力梯度等特點，對此特征我國各個油田研究出了相應(yīng)的合理開采方案（控時注水、精布井網(wǎng)、注氣開采、合理壓裂）使得低滲油藏的開發(fā)得到進(jìn)一步發(fā)展。達(dá)西定律作為一個基本定律一直被廣泛的應(yīng)用于油藏工程計算中，然而在生產(chǎn)實踐中很多情況下涉及非達(dá)西滲流問題。當(dāng)流體滲流速度很低或很高時，流體滲流規(guī)律會偏離達(dá)西線性滲流規(guī)律。在低滲透油氣田開發(fā)中，流體滲流會出現(xiàn)低速非達(dá)西滲流，典型的非達(dá)西滲流曲線如圖1所示。這種非達(dá)西滲流的特征是：當(dāng)壓力梯度小于某一個值時，流體不會流動，這樣就會存在一個小于最小啟動壓力梯度A的靜止區(qū)、大于最大啟動壓力梯度C的線性滲流區(qū)和二者之間的非線性區(qū)。

曲線中，A點對應(yīng)的壓力梯度為最小啟動壓力梯度，壓力梯度小于此點對應(yīng)的值，流體不流動；C點對應(yīng)的壓力梯度為最大啟動壓力梯度，壓力梯度大于此點對應(yīng)的值，滲流呈現(xiàn)線性滲流（EF段）；B點為直線段 EF 的延長線與壓力梯度軸的交點，稱為擬啟動壓力梯度。

綜合前人的研究成果，對低滲透砂巖儲層的滲流特點總結(jié)如下：（1）滲流時存在啟動壓力梯度；（2）在一定驅(qū)替壓力梯度范圍內(nèi)，滲流規(guī)律呈非線性特征、巖石的滲透率不是常數(shù)，隨壓力梯度變化；（3）當(dāng)驅(qū)替壓力梯度大于一定值后，滲流規(guī)律呈擬線性滲流特征，并且線性段的延長線不過坐標(biāo)原點；（4）低滲透砂巖儲層中流體流動的橫截面積是可變的。

2 低滲油藏開發(fā)對策研究現(xiàn)狀

2.1 合理井距。由于低滲透油田壓力波傳播時間與壓力梯度密切相關(guān)，注水見效時間與啟動壓力梯度成正比與井距的立方成正比。目前低滲油田普遍存在著注水井注不進(jìn)水，形成高壓區(qū)；采油井降為低壓區(qū)，采不出油，油田生產(chǎn)形勢被動。解決這一矛盾的重點是適當(dāng)縮小井距，合理增大井網(wǎng)密度。研究表明，影響低滲儲層驅(qū)替壓力系統(tǒng)建立的最主要因素是啟動壓力梯度。因此在GGY油田低滲透油藏的開發(fā)中應(yīng)適當(dāng)縮小注采井距提高驅(qū)替壓力梯度，采取整體壓裂措施減小啟動壓力梯度。

2.2 合理注入壓力。對于一般低滲油田為了恢復(fù)地層壓力提高油井產(chǎn)量和改善油田開發(fā)效果，注水壓力可以適當(dāng)提高，但注入壓力不能高于能夠誘發(fā)導(dǎo)管能夠變形或者斷挫的臨界壓力，以防止大量生產(chǎn)套管損壞和油井暴性水淹等嚴(yán)重問題。劉露等針對低滲透油藏特殊的滲流規(guī)律，通過巖心驅(qū)替實驗，研究低滲透儲層的啟動壓力梯度及注水壓力變化規(guī)律，結(jié)果表明：啟動壓力梯度過高，注水困難，隨巖心滲透率的增大，注水壓力梯度與油層突破壓力梯度降低，而注水壓力梯度隨注入量的增加而增大，因此降壓增注是高效開發(fā)低滲油田的重要方法。

2.3 壓裂開發(fā)技術(shù)研究。目前針對低滲油藏的壓裂工藝技術(shù)有：限流法完井壓裂工藝技術(shù)、投球發(fā)法多層壓裂技術(shù)、封隔器多層分層壓力技術(shù)，CO2壓裂工藝技術(shù)、高能氣體壓裂、復(fù)合壓裂工藝技術(shù)等。李忠興通過深入研究超低滲透油藏滲流特征，定量描述了動壓力梯度和壓力敏感系數(shù)的非線性變化規(guī)律，研究并試驗了以前置酸加砂壓裂、多級加砂壓裂、水力射孔射流壓裂為主體的開發(fā)技術(shù)，有效地改善了平面和剖面滲流條件，為規(guī)模開發(fā)超低滲透油藏提供了新途徑。研究發(fā)現(xiàn)，破膠液的濾失是造成儲層水鎖傷害的主要原因。提出：優(yōu)化壓裂液配方，提高破膠液返排性能和質(zhì)量是降低儲層水鎖傷害程度的關(guān)鍵措施。

3 結(jié)論

國內(nèi)學(xué)者從微觀角度出發(fā)描述滲流規(guī)律，建立數(shù)學(xué)模型。此外，人們根據(jù)低滲油藏滲流特征，對注水時機(jī)、合理井距、壓裂技術(shù)、氣驅(qū)技術(shù)等低滲油藏的開發(fā)進(jìn)行了研究。油田開發(fā)實踐表明：與中高滲油田相比，低滲透油田在開發(fā)效果上存在很大差異：（1）絕大部分低滲油藏天然能量不足，產(chǎn)量下降快，注水井吸水能力差；（2）注水壓力高，而采油（氣）井難以見到注水效果；（3）見水后含水上升快，采液指數(shù)和采油（氣）指數(shù)急劇下降；（4）油田最終采收率低等特征。其原因在于低滲透油氣藏滲流規(guī)律有著不同于中高滲油氣藏滲流規(guī)律的特殊性，二者在油田開發(fā)效果上存在的差異正是這種滲流規(guī)律的特殊性引起的。因此，必須加快特低滲油氣藏滲流機(jī)理研究，為低滲油氣藏穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

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