低滲透砂巖油藏開發(fā)主要矛盾機(jī)理及合理井距分析

張陸元

摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，對于低滲透砂巖油藏的開發(fā)已經(jīng)得到了明確的研究成果，低滲透油藏的開發(fā)效果比預(yù)期效果較差的主要原因包括：第一，地層壓力下降，凈上覆壓力相對增加，而導(dǎo)致的滲透率降低;第二，儲集層流態(tài)由擬達(dá)西滲流變成了低速高阻非達(dá)西滲流特征。結(jié)合低滲透砂巖油藏的實(shí)際情況，定義了技術(shù)極限井距的概念;并結(jié)合滲流方式和滲流方程，制定了相應(yīng)的計算公式，了解了低滲透砂巖油藏的井距安排。

關(guān)鍵詞：低滲透砂巖油藏;矛盾機(jī)理;合理井距

低滲透砂巖油藏中的流動規(guī)律主要為達(dá)西滲流規(guī)律，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及對低滲透砂巖油藏中流體流動規(guī)律的充分研究，目前對于低滲透砂巖油藏中的滲流機(jī)理，已經(jīng)取得了非常優(yōu)秀的研究成果，在研究過程中已經(jīng)充分認(rèn)識到非達(dá)西滲流的規(guī)律特征，并且了解了低滲透砂巖油藏的啟動壓力梯度等方面的內(nèi)容，并且已經(jīng)將這些內(nèi)容逐漸應(yīng)用到油藏的技術(shù)政策界限研究過程中。

1低滲透砂巖油藏地質(zhì)特征

低滲透砂巖油藏地質(zhì)特征為非均質(zhì)性嚴(yán)重，孔喉半徑小，泥質(zhì)含量比較高并且儲層中存在高含水飽和度。

（1）非均質(zhì)性嚴(yán)重。由于低滲透砂巖油藏的發(fā)育程度會隨著沉積微相的不同而發(fā)生明顯變化，因此就會造成儲層的非均質(zhì)性比較強(qiáng)。這種非均質(zhì)性主要表現(xiàn)在砂體發(fā)育程度的空間變化。儲層物性在縱向和橫向上有明顯變化。由于其厚度和巖性都不是特別穩(wěn)定。因此需要依靠滲透率來對儲層的非均質(zhì)性進(jìn)行描述。

（2）低滲透砂巖油藏由于構(gòu)造應(yīng)力和自由流體壓力的作用，可能會產(chǎn)生很多裂縫，雖然這些裂縫的孔隙體積，所占的成分比較小，但是能夠使儲層的滲流狀況很大的改變，從而形成高產(chǎn)儲層帶，因此裂縫在低滲透氣藏勘探中有著非常重要的作用。

（3）泥質(zhì)含量高，這是低滲透砂巖油藏的又一特征，低滲透砂巖油藏中的粘土主要可以分為兩種：碎屑粘土和自生粘土。與自身與滲透率較高的砂土相比，低滲透砂巖油藏所含的自生粘土在進(jìn)行開采的過程中，會發(fā)生遷移，堵塞，膨脹等情況，從而給儲層帶來傷害。

2低滲透砂巖油藏開發(fā)主要矛盾及機(jī)理分析

2.1開發(fā)矛盾

大部分低滲透砂巖油藏開發(fā)的主要矛盾包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

（1）油井產(chǎn)量下降過快。依靠天然能量的開采階段，由于生產(chǎn)井附近的壓力下降過快，導(dǎo)致產(chǎn)量遞減速度較高。

（2）注水壓力不斷升高。隨著油井注水壓力的延長，吸水指數(shù)變化程度不高，但是啟動壓力會不斷升高，導(dǎo)致油井內(nèi)的注水壓力逐漸呈現(xiàn)出上升趨勢。

（3）注水效果差。低滲透砂巖油藏的生產(chǎn)井在注水半年之后才開始見效，而且注水效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如高滲透油藏效果好。

2.2開發(fā)矛盾的形成機(jī)理

（1）凈上覆壓力對儲層滲透率的影響

儲層凈上覆壓力的存在會導(dǎo)致巖石的骨架發(fā)生變形，導(dǎo)致儲層中的孔隙喉道會變得更加狹窄，并且非均質(zhì)性較差，滲透率降低。結(jié)合相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，地層壓力下降過快，會導(dǎo)致凈上覆壓力的增加，從而使儲層內(nèi)的空氣滲透率呈現(xiàn)出冪函數(shù)規(guī)律。中高滲透儲層的喉道半徑較大，滲透率較高;而對于空氣滲透率較小的儲層，凈上覆壓力低，從而使儲層基本上已經(jīng)失去了滲流能力。

滲透率的降低必然會使采油指數(shù)大幅度下降，導(dǎo)致油井的產(chǎn)量降低，特別是當(dāng)儲層內(nèi)存在微裂縫時，地層壓力水平降低會直接影響到油井的產(chǎn)能，這是低滲透砂巖油藏在開發(fā)初期油井產(chǎn)量過快降低的主要原因。

（2）滲流規(guī)律的影響

結(jié)合相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，當(dāng)原油在喉道半徑較小的儲層內(nèi)流動時，啟動壓力梯度可以忽略不計。滲流速度與壓力梯度分別呈現(xiàn)出非線性段和擬線性段兩個環(huán)節(jié)。原油流體在儲層中發(fā)生滲流時，隨著壓力梯度的增加，會呈現(xiàn)出三種不同形式的滲流狀態(tài)：當(dāng)驅(qū)替壓力梯度小于最小，啟動驅(qū)替壓力梯度時，流體不會發(fā)生流動;當(dāng)驅(qū)替壓力梯度大于臨界驅(qū)替壓力梯度時，流體處于易流狀態(tài);當(dāng)驅(qū)替壓力梯度介于兩者之間時，流體處于低速高速不易流狀態(tài)。

3確定合理井距的方法

在一定技術(shù)極限的條件下，油井周圍會呈現(xiàn)出非達(dá)西滲流的特征，油水井周圍會存在有效驅(qū)替或者接近有效驅(qū)替的狀態(tài)，該徑向距離稱之為技術(shù)極限注水半徑。將技術(shù)極限井距與經(jīng)濟(jì)合理井距進(jìn)行有效結(jié)合，可以更加明確注采井距。如果技術(shù)極限井距大于經(jīng)濟(jì)合理井距，則可以按照經(jīng)濟(jì)合理井距進(jìn)行布井;如果經(jīng)濟(jì)合理井距大于技術(shù)極限井距時，在實(shí)際應(yīng)用過程中仍然采用經(jīng)濟(jì)合理井距會形成不易流動帶，因此在這種情況下應(yīng)當(dāng)采用壓裂工藝水平進(jìn)行整體壓力，從而彌補(bǔ)經(jīng)濟(jì)合理井距與技術(shù)極限井距之間的差距。

對于低滲透砂巖油藏的布井方式應(yīng)該采用以下兩種方式：

（1）非均勻高點(diǎn)密井布井方式。由于低滲透砂巖油藏氣井的分布擁有不均衡性，因此可以采用高產(chǎn)帶上的井采出低產(chǎn)帶中的儲量，因此就需要采取非均勻布井方式，根據(jù)滲透率來采取不同的經(jīng)網(wǎng)密度，可以提升氣井的開采量。對于底水不活躍的低滲透砂巖油藏，可以在構(gòu)造高部位采用高井網(wǎng)密度進(jìn)行開采。

（2）采用加密井網(wǎng)方式進(jìn)行布井。對于氣田布井很難一次性完成，通常情況下需要在主體井網(wǎng)中利用加密井網(wǎng)來完善，采用這種方式的主要原因是在主體井網(wǎng)完成以后，可以對地質(zhì)測資料有更多地了解，能夠加深對儲層平面連續(xù)性的認(rèn)識，由于低滲氣藏氣井的生產(chǎn)壓差大，會造成產(chǎn)能減少的情況，因此需要加密井方式來穩(wěn)定氣田產(chǎn)能。再進(jìn)行加密井的前提下，需要進(jìn)行試采，才能夠確定單井的生產(chǎn)能力和穩(wěn)定產(chǎn)量。

4結(jié)束語

綜上所述，由于低滲透砂巖游蕩，在開采過程中存在啟動壓力梯度，油、水井之間所存在的低速高阻不易流動區(qū)，這是影響低滲透油井開發(fā)的主要原因，因此確定低滲透砂巖油藏的合理井距不能夠直接套用經(jīng)濟(jì)合理井距的模式，應(yīng)當(dāng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)合理井距與技術(shù)極限井距之間的關(guān)系，根據(jù)壓裂工藝水平進(jìn)行合理確定。將技術(shù)極限井距與經(jīng)濟(jì)合理井距進(jìn)行有效結(jié)合，從而為低滲透砂巖油藏的開采提供理論參數(shù)依據(jù)。

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