低滲透油田開發(fā)的難點(diǎn)和主要對策

楊金智

長慶油田分公司第五采油廠馬家山東采油作業(yè)區(qū)，中國·陜西 西安 710016

低滲透油田；開發(fā)難點(diǎn)；產(chǎn)量

1 引言

近年來，中國發(fā)現(xiàn)了越來越多的低滲透油田，為了增加石油儲(chǔ)備，應(yīng)對目前日益嚴(yán)峻的石油開采問題，中國需要對低滲透油田進(jìn)行開采。但是低滲透油田往往處于地理環(huán)境較差的區(qū)域，導(dǎo)致在石油開發(fā)過程中難度較大，遇到許多問題，所以針對低滲透油田的開發(fā)難點(diǎn)進(jìn)行分析是具有重要意義的。

2 低滲透油田的類別

中國所屬油田儲(chǔ)量大多都是低滲透油田，也就是說中國石油的基本來源就是低滲透油田。在國際上，低滲透油田并沒有一個(gè)明確的概念，而中國是根據(jù)其地理位置的油層能夠達(dá)到的滲透率進(jìn)行劃分的，一般來說分為三種情況：普通低滲透油田、特低滲透油田、超低滲透油田。普通滲透油田是指在一般油田的油層滲透率下，含水飽和度在25%～50%之間，雖然可以滿足工業(yè)需求，但是會(huì)產(chǎn)生大量的污染。特低滲透油田是指擁有不穩(wěn)定的含水飽和度、油層滲透率在1μm～0-01μm 之間，這種情況下的石油產(chǎn)出要經(jīng)過一定的技術(shù)處理，是不可以直接用于工業(yè)中的。超低滲透油田產(chǎn)出的石油是不可以用于工業(yè)中的[1]。

3 低滲透油田開發(fā)的基本特點(diǎn)

3.1 基本特點(diǎn)

低滲透油田是指油儲(chǔ)層滲透率、豐度、單井產(chǎn)能都要比一般的油田要低的油田。雖然中國大部分的油田都是低滲透油田，在長時(shí)間的開采過程中總結(jié)出了許多經(jīng)驗(yàn)，但是不可避免的要面對開采中原油產(chǎn)量下降、綜合含水上升、供液不足、注水壓力升高等問題，這些問題為開采過程帶來了較大的難度。開采工作人員們一般采取注水壓力的方式來增加注水量和注水壓差，雖然對于開采過程有一定的簡易效果，但是對于產(chǎn)量依然沒有提高作用，且由于注水壓力過大還會(huì)導(dǎo)致注水管道等設(shè)施出現(xiàn)故障，增加成本支出[2]。

3.2 開采方式特點(diǎn)

一般來說，低滲透油田的開采方式采取大型壓裂技術(shù)，該技術(shù)可以通過多種方式來實(shí)現(xiàn)，分別是油井和注水井對應(yīng)壓裂、僅對油井進(jìn)行壓裂而注水井采取增注和只對油井進(jìn)行壓裂而注水井不增注的方式。這三種方式需要根據(jù)實(shí)際情況來運(yùn)用。

4 低滲透油田的開發(fā)難點(diǎn)

4.1 低滲透油田的油層滲透缺乏規(guī)律性

低滲透油田的開發(fā)難點(diǎn)大部分都基于其不規(guī)則性，因?yàn)樵谝话愕挠吞镏?，其油層的滲透性都是有一定的規(guī)律的，開采工作人員只需要掌握好其規(guī)律就可以有效地進(jìn)行開采作業(yè)，但是針對于低滲透油田的開采并沒有太多規(guī)律，況且其儲(chǔ)層的油層喉道、孔隙半徑都較小，其比表面積較大，所以導(dǎo)致了油層的滲透率不如一般油田。

4.2 油井吸水不足對石油產(chǎn)量造成的影響

低滲透油層是中國砂巖油田基質(zhì)巖塊的主要特征，由于砂巖油層具有一定的裂縫，所以一般來說這種油田的注水井都具有一定的吸水能力，但是如果對這種能力的控制不到位的話，很容易發(fā)生油井被水淹或者竄水的現(xiàn)象，導(dǎo)致了油井的水油比變化異常，這樣不僅會(huì)導(dǎo)致油井自身的問題，還會(huì)在投注的前一段時(shí)間連累該油井周圍的油井，最終導(dǎo)致整個(gè)油層遭受嚴(yán)重的水淹災(zāi)害。這就需要油井工作人員針對砂巖油田基質(zhì)巖塊的裂縫進(jìn)行調(diào)控，達(dá)到預(yù)期的效果。

4.3 彈性能量小導(dǎo)致的產(chǎn)量問題

因?yàn)榈蜐B透油田的儲(chǔ)層連通性較差，且產(chǎn)生的滲透阻力較大，導(dǎo)致在實(shí)際的低滲透油田開采過程中，低滲透油田儲(chǔ)層之間的彈性能量較低，通常情況下，油層邊、底部分都會(huì)出現(xiàn)不活躍的現(xiàn)象，也就更加減小了彈性能量。在一般情況下，低滲透油田彈性階段的采收率在百分之一到百分之二之間。另外，在使用天然能量對低滲透油田進(jìn)行開采時(shí)，會(huì)導(dǎo)致底層的壓力下降幅度增加，這就使得開采率降低，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)收益的下降與資源的浪費(fèi)[3]。

4.4 地應(yīng)力對石油開發(fā)的阻礙

在低滲透油田的開發(fā)中常常會(huì)用到壓裂開發(fā)的方式，但是在壓裂過程中，地應(yīng)力會(huì)對裂縫的延伸方向與形狀造成較大的影響，導(dǎo)致石油開發(fā)過程進(jìn)展不順利，影響了開采效率。一般來說，能夠?qū)﹂_發(fā)工程造成影響的地應(yīng)力因素為其大小和方向，所以在實(shí)際開發(fā)過程中要時(shí)刻注意地應(yīng)力大小與方向變化所產(chǎn)生的作用與影響。

4.5 油層孔喉較細(xì)

中國的低滲透油田的油層孔喉較細(xì)，一般來說，小微孔隙以及細(xì)微喉道的平均孔隙直徑僅僅在25～44μm 之間，而喉道的半徑僅僅在0.1～2μm 之間，表面積約為2～20m2/g，所以在油層孔喉較小的情況下會(huì)導(dǎo)致表面積增大，使油層的滲透率降低，從而影響油層開采的進(jìn)度與效率，這是目前中國在低滲透油田開采過程中遇到的最為困難的問題之一[4]。

5 低滲透油田開發(fā)對策

5.1 合理選擇低滲透油田儲(chǔ)量富集區(qū)塊

中國國土廣袤，有著大量的低滲透油田資源，但是正因?yàn)榈赜蛱^于龐大，導(dǎo)致了油田分布的不均勻和不集中，而單位面積內(nèi)的石油儲(chǔ)量高低由低滲透油田石油的分布特點(diǎn)決定的，且低滲透油田的油層相對較厚，導(dǎo)致了石油的開采具有一定的難度，使得石油開采成本也增高，需要對富集區(qū)域進(jìn)行優(yōu)選工作。在優(yōu)選工作中，可以利用三維地震技術(shù)和鉆深資料來建立油藏模型，將低滲透油田的儲(chǔ)層情況進(jìn)行預(yù)測，并分析油田中的油水分布情況。在開采的過程中，需要先對油層厚度較大且儲(chǔ)量較為豐富的區(qū)域進(jìn)行開采，在積累了一定的開采經(jīng)驗(yàn)和開采成果之后再進(jìn)行其他區(qū)域的開發(fā)和勘探，由此逐漸擴(kuò)大開采的規(guī)模。

5.2 制定合理的井網(wǎng)規(guī)劃部署計(jì)劃

井網(wǎng)部署計(jì)劃是低滲透油田開發(fā)的重要組成部分，關(guān)乎著開發(fā)效率的高低，而在制定有效的井網(wǎng)部署方案過程中需要做好相關(guān)的工作。首先是要減小井距，通過減小井與井之間的距離來增加井網(wǎng)的密度，從而達(dá)到較好的驅(qū)動(dòng)型，提高驅(qū)動(dòng)效率，確保驅(qū)動(dòng)壓力梯度保持在正常的范圍內(nèi)，這樣有利于加快石油開采速度和采收率。其次是需要遵循相關(guān)的部署原則，要保證井網(wǎng)裂縫之間相互平行，并采取線狀注水方法進(jìn)行開發(fā)，合理地減小井間距離，加大井網(wǎng)的密度。

5.3 采用高效射孔技術(shù)

在低滲透油田開發(fā)過程中，需要用到高效射孔技術(shù)，這是一種兼具負(fù)壓、高強(qiáng)度、油管傳輸、深穿透等特點(diǎn)的特殊技術(shù)，所以在石油開采工程中常常會(huì)使用該技術(shù)。高效射孔技術(shù)可以有效地改善壓裂效果，提高低滲透儲(chǔ)層油井的完善程度，使得低滲透儲(chǔ)層油井具有較高的生產(chǎn)能力，并降低底層的破裂壓力[5]。

5.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)總體壓裂技術(shù)

總體壓裂技術(shù)是開采低滲透油田中應(yīng)用最多也是最重要的技術(shù)之一，該技術(shù)主要是以油藏為單位來對水力裂縫、油層分布、注采井網(wǎng)、油水運(yùn)動(dòng)等進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃。對總體壓裂技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)將可以有效地對單井工程的設(shè)計(jì)和施工參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，在油藏和油層分布配置合理的基礎(chǔ)上對施工的過程進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，對總體壓裂效果進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析，保證低滲透油田能夠?qū)崿F(xiàn)高產(chǎn)量、高效率、生產(chǎn)穩(wěn)定性好等效果，達(dá)到最好的經(jīng)濟(jì)效益。

5.5 超前注水保持地層壓力

低滲透油田有著較低的彈性能量，導(dǎo)致了其產(chǎn)油量較低，所以為了避免地層壓力降低而被迫停止注水的問題，需要采用超前注水的方法。一般來說，超前注水法分為以下幾點(diǎn)：第一點(diǎn)是鉆注水井，就是指排除其中的液體，增高石油的含量；第二點(diǎn)是需要在油井投產(chǎn)的過程中全面轉(zhuǎn)注注水井，做好注水采油工作；第三點(diǎn)是針對于沒有裂縫的低滲透油田來說的，因?yàn)樽⒉杀仁鞘烷_采量的重要指標(biāo)，所以需要在底層微裂縫的情況下進(jìn)行注水工作，保持合理的注水比；第四點(diǎn)則是在高壓異常和出現(xiàn)較大彈性能量的情況中，需要利用天然的能量來開采，等到壓力與彈性能量達(dá)到合理的狀態(tài)后再進(jìn)行注水；第五點(diǎn)是當(dāng)產(chǎn)液指數(shù)不斷的下降，就要停止深抽工藝，減小抽深，提高生產(chǎn)壓差來減緩油井的遞減速度，保持油量的高度開采，達(dá)到生產(chǎn)的穩(wěn)定。

5.6 運(yùn)用深抽的工藝技術(shù)

深抽技術(shù)是促進(jìn)生產(chǎn)的壓力差增大，由此提高產(chǎn)液量的一種技術(shù)，采用該技術(shù)是因?yàn)樵诘蜐B透油田的開發(fā)過程中，油井會(huì)因?yàn)樗值拇嬖趯?dǎo)致產(chǎn)液指標(biāo)下降，影響了產(chǎn)液率，而在對低滲透油田的開采過程中采用深抽技術(shù)可以有效的減小油井因水分而產(chǎn)生的影響，增加抽油的深度也有利于保持石油產(chǎn)量的相對穩(wěn)定，減緩石油含量的遞減速度，并保持防蠟降粘，達(dá)到抽油泵工作最高效率。

5.7 充分利用污水處理技術(shù)

在開發(fā)低滲透油田的過程中，不僅需要解決低滲透油田開發(fā)難點(diǎn)，還需要運(yùn)用到污水處理技術(shù)來確保所開發(fā)石油的質(zhì)量。一般來說，在實(shí)際的污水處理工作中會(huì)用到自動(dòng)化技術(shù)、金屬膜微濾技術(shù)等。自動(dòng)化技術(shù)就是通過終端來控制系統(tǒng)自動(dòng)操作，是一種在各領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用的技術(shù)，在油田的污水處理中更是有著重要的作用，對污水的自動(dòng)處理不僅可以節(jié)省出一部分的人工資源，還可以通過簡單的命令來控制污水的處理，提高石油的質(zhì)量。自動(dòng)化技術(shù)分為操作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。金屬膜微濾技術(shù)就是以鈦金屬為原材料，通過鈦金屬的高度抗腐性來將石油中含有的強(qiáng)酸堿性污水去除掉，而金屬膜微濾技術(shù)中還運(yùn)用到粗纖維來作為支撐材料，形成一種粗纖維支撐、細(xì)纖維過濾的工作體系，達(dá)到較好的污水處理效果。

6 結(jié)語

在低滲透油田的開采過程中，出現(xiàn)了許多問題和難點(diǎn)，為了保證中國的石油事業(yè)可持續(xù)發(fā)展，相關(guān)部門需要對低滲透油田進(jìn)行有效的開發(fā)，解決其中出現(xiàn)的問題，應(yīng)用相關(guān)技術(shù)，采取有效措施，確保在實(shí)際油田開發(fā)的過程中能夠提高石油開采的效率與質(zhì)量，從而為現(xiàn)代社會(huì)石油領(lǐng)域的發(fā)展提供良好保障。