探討低滲透油藏裂縫對水驅(qū)效果影響

詹旭陽

摘要：注水開發(fā)是油藏開發(fā)中后期的重要工藝技術(shù)措施。低滲油藏儲層中裂縫發(fā)育較為復(fù)雜，因此研究低滲油藏裂縫對水驅(qū)效果的影響就顯得尤為重要。本文主要通過分析裂縫性低滲透油藏的孔隙結(jié)構(gòu)特征，進一步探討裂縫性低滲透油藏的滲流特征，闡述了裂縫對低滲透油藏水驅(qū)油效果的影響規(guī)律。

關(guān)鍵詞：注水開發(fā);低滲透油藏，裂縫;規(guī)律

1 裂縫性低滲透油藏

關(guān)于裂縫性低滲透油藏的特點，主要有以下幾方面。第一，其儲層物性相對較差，滲流能力相對于其他常規(guī)油藏儲層較差;第二，地層能量不足，有明顯的啟動生產(chǎn)壓差現(xiàn)象;第三，儲層敏感性比較強，儲層容易受到損傷;第四，儲層的儲集空間變化比較大，不能夠準(zhǔn)確判斷頂面深度;第五，儲層有裂縫發(fā)育，并且裂縫發(fā)育對油藏產(chǎn)能有一定的影響;第六，其儲層非均質(zhì)性比較強，裂縫發(fā)育在平面和縱向上造成非均質(zhì)性嚴重等。

低滲油藏開發(fā)中，注水開發(fā)能夠提供有效的滲流通道和儲集空間，增大各孔隙間的溝通聯(lián)系，極大地提高了儲層的滲濾能力，增大了采油井的生產(chǎn)能力。另一方面注水開發(fā)中低滲油藏中裂縫的存在進一步增加了儲層的非均質(zhì)性，在注水開發(fā)中容易造成注入水沿裂縫的竄流，影響注水開發(fā)效果。隨著注水開發(fā)，裂縫發(fā)生不可逆形變，裂縫轉(zhuǎn)為大型顯裂縫，從而對注水開發(fā)造成一定影響。

2 裂縫性低滲透儲層孔隙結(jié)構(gòu)分析

孔隙和喉道的大小、幾何形狀、分布特征以及相互間的連通關(guān)系等就是所謂的巖石孔隙結(jié)構(gòu)。當(dāng)流體在巖石中流動時，巖石的孔隙結(jié)構(gòu)將起到至關(guān)重要的影響，因為正是這些微觀結(jié)構(gòu)特征決定了宏觀的儲集、滲流性能。[1]根據(jù)大小不同儲層喉道半徑可分為五類。分別為粗喉、中喉、細喉、微喉、吸附喉。其半徑分為分別為大于5μm、5μm-1μm、1μm-0.2μm、0.2μm-0.02μm、小于小于0.02μm。

對有微裂縫的特低滲透儲層巖心進行孔滲參數(shù)的測試，進一步得到巖心孔隙度及滲透率的關(guān)系，一般裂縫性低滲油藏其滲透率分布范圍較大，孔隙度分布相對集中。由于低滲透儲層巖心中存在著裂縫，從而導(dǎo)致了其內(nèi)部微觀孔隙結(jié)構(gòu)變得較為復(fù)雜。因此低滲透儲層中出現(xiàn)孔隙度與滲透率兩者并不相關(guān)。即裂縫可以對儲層的滲透率產(chǎn)生比較大的影響，但是對孔隙度基本沒有太大的影響。則，我們可以知道裂縫性低滲透油藏中的孔隙度與滲透率的關(guān)系區(qū)別于一般的中高滲油藏。

3 裂縫性低滲透油藏滲流特征分析

3.1 越流壓力曲線分析

為進一步研究裂縫對流體在多孔介質(zhì)中滲流的影響，將長儲層的塊巖心進行了越流壓力曲線測試。在越流壓力曲線測試過程中，三塊巖心在圍壓10Mpa下進行驅(qū)替，其中一塊巖心不含裂縫，將其越流壓力曲線作為對比曲線。實驗結(jié)果表明，無縫巖心的越流曲線接近于一條平滑的曲線。而含裂縫巖心的越流平臺出現(xiàn)的時間較晚，壓力也比較高。若將圍壓升為20Mpa，則隨著圍壓的增大，越流平臺向左上方移動，即出現(xiàn)越流平臺的時間提前。這是由于隨著圍壓增大，裂縫受到擠壓而緩慢閉合，開度下降，導(dǎo)致儲容系數(shù)降低，竄流系數(shù)減小，從而導(dǎo)致越流壓力變大，出現(xiàn)越流平臺的時間提前，且平臺延續(xù)時間有所增加。因此裂縫對裂縫性低滲透儲層的導(dǎo)流能力影響最大。因此在進行注水開發(fā)井網(wǎng)設(shè)計時，要充分考慮裂縫系統(tǒng)對導(dǎo)流能力的貢獻。

3.2 非線性滲流規(guī)律研究

根據(jù)理論研究，我們知道在低滲透油藏中其流體的滲流規(guī)律并不符合達西定律，并且其滲流速度和驅(qū)動壓力不再是線性關(guān)系，我們把這種滲流稱為非達西滲流。根據(jù)圍壓實驗，我們采取10Mpa、5Mpa圍壓實驗，進一步分析其滲流曲線。在較高圍壓10Mpa條件下，巖心的應(yīng)力敏感性變強，巖心中的裂縫受到擠壓而緩慢閉合，此時孔隙和喉道成為主要的滲流通道，對流體的流動起主要作用，因而此時的滲流特征曲線近似于一條直線。而在較低圍壓6Mpa條件下，其滲流特征曲線呈現(xiàn)為一條曲線。這是因為低圍壓下，巖心中的裂縫對流體的滲流起到一定作用，尤其是在驅(qū)動壓力較低時，裂縫的作用更為明顯當(dāng)驅(qū)替壓力提高到一定程度后，較大的孔喉也對滲流起到了作用。[2]

3.3 油水相對滲透率及特征

油水兩相滲流理論是油田注水開發(fā)的理論基礎(chǔ)，儲層巖心的油水相對滲透率曲線反映了油水在孔隙介質(zhì)中的滲流規(guī)律。根據(jù)實驗測得的結(jié)果進行分析，可以看出裂縫的存在導(dǎo)致相對滲透率曲線的兩相流動區(qū)范圍比較小。隨著含水飽和度的逐漸增加，油相相對滲透率迅速降低，并很快降至零，最后形成較高的殘余油飽和度。結(jié)合巖心油水相對滲透率曲線我們知道裂縫的存在導(dǎo)致巖心兩相流動區(qū)比較窄，同時含水率上升很快。

4 裂縫性低滲透油藏水驅(qū)油規(guī)律研究

（1）裂縫對水驅(qū)油采出程度有明顯影響，裂縫滲透率對比基質(zhì)滲透率要高，裂縫是主要的流動通道。

（2）當(dāng)水驅(qū)油同時發(fā)生在裂縫及部分孔隙介質(zhì)中，裂縫對最終驅(qū)油效果影響比較小。在周圍基質(zhì)物性相對較好的情況下，注入水雖然在裂縫中的滲流速度很快，但仍可以比較順利地進入周圍基質(zhì)中，基質(zhì)中也同時存在著持續(xù)的驅(qū)油過程，裂縫對最終的水驅(qū)油結(jié)果影響并不很大。

（3）對于那些寬度和基質(zhì)孔隙半徑接近的微細裂縫僅相當(dāng)于流通的孔道，只是增加了注入水的滲流通道，對無水驅(qū)油效果和最終采出程度影響都較小。注入水同時進入裂縫和基質(zhì)孔隙中驅(qū)油，微裂縫僅相當(dāng)于滲流的大孔隙。

（4）當(dāng)裂縫被完全充填時，這些裂縫不僅不能成為滲流通道，還會對油水的滲流起隔擋作用，使儲層的非均質(zhì)性加劇，對水驅(qū)油效果產(chǎn)生不利影響。

5 總結(jié)

通過對低滲透裂縫性油藏儲層性質(zhì)，孔隙結(jié)構(gòu)，滲流規(guī)律，水驅(qū)油規(guī)律的探討，我們得到了裂縫對低滲油藏注水開發(fā)有一定的影響，也為后續(xù)該類油藏開采開發(fā)提供了一定的理論研究基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]趙傳峰，姜漢橋，陳民鋒等.裂縫性砂巖油藏的水驅(qū)動態(tài)規(guī)律[J].西安石油大學(xué)學(xué)報（白然科學(xué)版），2006，21（2）：26-2.

[2]張莉.中國北方典型特低滲透砂巖油藏儲層裂縫研究[D].西北人學(xué)博士論文，2001