淺談裂縫性低滲透油藏開發(fā)

朱蘇茵

摘 要：本文首先闡述了低滲透油藏在我國石油工業(yè)中的重要地位以及關(guān)于裂縫性低滲透油藏研究的重要意義；說明了對低滲透油藏界限的界定標準，并列舉了裂縫性低滲透油藏的特點；介紹了裂縫性低滲透儲層的分類，并描述了不同類型儲層的流體滲流特征；詳細分析了關(guān)于低滲透油藏中裂縫的研究.最后重點闡述了關(guān)于裂縫性低滲介質(zhì)中滲流理論的研究進展。

關(guān)鍵詞：裂縫；低滲透油藏；特征；儲層類型；水力壓裂；滲流

1.1 低滲透油藏的概念

低滲透是一個相對的概念，近20年來，我國低滲透油田的勘探開發(fā)取得了很大的進展，對于低滲透儲層范圍和界限已有了比較一致的認識，我國一般采用李道品（1997）的定義，即50×10-3μm2，因為滲透率低于50×10-3μm2的儲層必須經(jīng)過壓裂施工改造才能有效地投入正常開發(fā)。

低滲透的內(nèi)在原因是孔隙喉道小。低滲透儲層按地質(zhì)成因分為3種類型：即原生低滲儲層（沉積型低滲透儲層）、次生低滲透儲層（成巖型低滲透儲層）和裂縫性低滲透儲層（構(gòu)造型低滲透儲層）。按滲透率大小及開采方式亦可分為3類：一類儲層滲透率50×10-3～10×10-3μm2；二類儲層滲透率10×10-3～1×10-3μm2；三類儲層滲透率1×10-3～0.1×10-3μm2。

1.2 低滲透油藏的特征

裂縫性低滲透油藏具有以下特點：①埋藏深，一般大于2000m；②儲層滲透性差，小于50×10-3μm2，非均質(zhì)性嚴重，油層更易污染，產(chǎn)能低而且遞減速度快；③能量不足，提液難度較大，存在啟動生產(chǎn)壓差現(xiàn)象，滲流阻力和壓力消耗特別大；④儲集空間變化大、油層頂面深度難以預(yù)測準確；⑤油藏的產(chǎn)能受裂縫發(fā)育程度控制；⑥裂縫多以大于70°的垂直縫為主；⑦裂縫發(fā)育在平面和縱向上非均質(zhì)性嚴重等等。

基于以上特征，在分支水平井開采裂縫性低滲透油藏時，應(yīng)加強儲層研究，尋找相對高滲儲層；加強應(yīng)力和裂縫分布研究，水平井延伸方向應(yīng)盡量與裂縫方向垂直，優(yōu)化水平段設(shè)計；采用欠平衡鉆井，加強油層保護，減少油層污染。

2.1 低滲透油藏裂縫研究

儲層裂縫既是滲流通道，又可作為儲集空間，控制著油氣的滲流和分布。因此深入研究儲層裂縫，對于提高低滲透油藏的采收率具有重要意義。

對裂縫的預(yù)測主要有以下4 種方法：裂縫地質(zhì)建模與隨機模擬方法、構(gòu)造方法、地震方法和綜合分析方法。

在描述裂縫時，通常用裂縫密度來評價裂縫的發(fā)育程度。裂縫密度有3種表示方法：①體積密度，單位體積內(nèi)裂縫壁表面積的一半；②面密度，單位面積內(nèi)裂縫的長度；③線密度，微裂縫與垂直于該組裂縫的單位測線上的交點數(shù)。但是這種方法存在以下缺陷：一是在裂縫發(fā)育段取心收獲率一般很低，巖心多破裂成小的碎塊，歸位和裂縫統(tǒng)計都十分困難；二是由于巖心直徑有限，高角度、大間距的裂縫密度統(tǒng)計無法進行。人們進一步研究發(fā)現(xiàn)：儲層構(gòu)造裂縫的復(fù)雜形態(tài)及分布可概括為具有隨機表象的多重尺度問題，具有明顯的分形特征。于是便開始采用分形方法研究和評價儲層構(gòu)造裂縫，并由此進一步定量預(yù)測其三維分布。

3.1 低滲透油藏的開發(fā)基本做法

（1）儲層保護

水敏、水鎖、速敏、酸敏損害是低滲、特低滲油藏儲層的主要損害因素，并且都隨滲透率的降低損害程度增加，所以低滲、特低滲儲層更需要加強儲層保護工作。水敏、水鎖損害的主要原因是外來液體水的入侵，為減輕這方面的損害，我們采取高速近平衡鉆井技術(shù)，縮短建井周期，3500米井深的建井周期平均為63天，從而減少鉆井液對儲層的侵入程度和浸泡時間，減輕了對儲層損害程度。油井作業(yè)采取儲層無污染或輕微污染方案施工，同時最近新打的井采用負壓射孔和避射技術(shù)，以此保護儲層。

（2）早期高壓注水，高壓分注

根據(jù)大慶油田早期注水高效開發(fā)的成功經(jīng)驗，結(jié)合濮67塊沙三中6-10低滲油藏的特性，實施早期高壓注水，注水地面井口壓力為25-30MPa ，同時實施高壓分注，解決層間矛盾，注夠水，注好水，保持地層壓力。

3.2 低滲透油藏注水開發(fā)的不利影響因素

（1）孔吼半徑太小

若油層滲透率k=0.74×10-3μm2，孔隙度？=0.129，由公式r=8k/？得r=0.21（μm）孔喉比一般為1/5～1/10，則喉道半徑為0.042～0. 021μm，而經(jīng)水處理后的水中顆粒半徑最大為2μm（裂縫注水例外）。

（2）水敏

油氣層水敏性的基本原因是儲集層中含有可水化膨脹或分散運移的水敏性粘土礦物。從美國學(xué)者提出的不同粘土礦物對地層的損害指數(shù)及其與產(chǎn)狀分布的相關(guān)系數(shù)，可知水敏性大小與其含量、類型及分布有關(guān)，其中蒙脫石的影響最大。濮67塊沙三中6-10油藏的粘土礦物有高嶺石、伊利石、綠泥石及伊一蒙混層，含量約8%，分布類型以孔隙內(nèi)襯、孔隙充填為主，加上孔喉半徑小，采用注水開發(fā)易產(chǎn)生水敏損害。

（3）伴生氣的存在，導(dǎo)致氣液兩相流動，液流阻力大為增加，當存在氣液兩相流動時，賈敏效應(yīng)阻力不容忽視。

3.3 低滲透油藏采收率的探討

濮67塊沙三中6-10油藏埋藏深，儲層物性差，滲透率低，邊水不活躍，天然能量主要為液體和儲層巖石的彈性能量、溶解氣驅(qū)能量。

根據(jù)彈性可采儲量公式見式（3-1）

Nn=Ce·V·△P·D0/B0 （3-1）

其中：Ce=Cl·+Cf

式中：Ce—綜合彈性壓縮系數(shù)（1/MPa）；

—孔隙度（小數(shù)），取0.129；

Cl—液體壓縮系數(shù)（1/MPa），取13.0×104；

Cf—儲層巖石壓縮系數(shù)（1/MPa），取1.5×104；

V—地層體積（km2·m），取69.36×106；

△P—地飽壓差（MPa），取12.2；

D0—地面原油密度（t/m3），取0.850；

B0—原油體積系數(shù)，取1.38。

計算得Nn=16.66×104t

由此可以看出，低滲油藏完全靠天然能量開采，最終采收率僅為15.93%，只有采取早期注水方式加強地層能量補充和油層改造才能取得較好的開發(fā)效果。

認識與建議：

油田低滲透油藏動用儲量0.92×108t，占油田的62%，可采儲量0.28×108t，年產(chǎn)油85×104t，占油田的77.6%，采收率為13.1%，每年新增生產(chǎn)能力1.9×104t。因此，開發(fā)好低滲透油藏具有重大意義。

結(jié) 論

根據(jù)深埋藏低孔低滲透油藏的特性，下面總結(jié)幾條建議：

（1）壓裂、重復(fù)壓裂穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)。壓裂、重復(fù)壓裂技術(shù)是改善儲集層滲流特性，發(fā)揮低滲油藏潛力的重要手段，為保證壓裂的成功實施，要求固井質(zhì)量完好，但如何控制其在油層部位造縫和造縫尺寸是個仍待解決的至關(guān)重要的問題；

（2）采取鉆井和鉆井流體最新勘探開發(fā)低滲、特低滲儲集層，如應(yīng)用水平井、分枝井、大位移井、水平井、欠平衡鉆進等新型鉆井方法及氣體、泡沫、氣化液體、低濾失量鉆井完井流體等技術(shù)；

參考文獻：

[1] 李道品等 低滲透砂巖油田開發(fā)[M] 北京：石油工業(yè)出版社，1997

[2] 胥元剛，張琪 變裂縫導(dǎo)流能力下水力壓裂整體優(yōu)化設(shè)計方法[J] 大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2000

[3] 周涌沂，李陽，孫煥泉等 低滲透復(fù)雜介質(zhì)中的滲流描述方法研究[J] 油氣地質(zhì)與采收率，2002