基于開發(fā)技術(shù)的低滲透油藏未動用儲量分類評價

凡玉梅

中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 102206

低滲透油藏未開發(fā)儲量是目前新區(qū)產(chǎn)建的主要陣地之一[1]。隨著勘探開發(fā)進(jìn)展，低滲透油藏未開發(fā)儲量的動用難度越來越大，對開發(fā)技術(shù)進(jìn)步的依賴程度越來越高[2]。因此，分析認(rèn)清現(xiàn)有開發(fā)技術(shù)的適應(yīng)性和針對性，進(jìn)一步明確技術(shù)攻關(guān)方向和未開發(fā)儲量的潛力，對促進(jìn)低滲透油藏開發(fā)技術(shù)進(jìn)步、推動低滲透油藏儲量轉(zhuǎn)化為產(chǎn)量和效益都具有重要意義。

1 技術(shù)現(xiàn)狀及動用條件

“十二五”以來，中國石化共動用未開發(fā)儲量5.2×108t，其中低滲透油藏動用儲量1.05×108t，平均滲透率為11.9×10-3μm2, 平均儲量豐度為80×104t/km2，以特低滲透、超低滲透油藏為主，占低滲透油藏動用儲量的80.2%。

隨著勘探開發(fā)技術(shù)進(jìn)步，低滲透油藏開發(fā)技術(shù)也取得了較大的進(jìn)步，開發(fā)技術(shù)針對性不斷增強(qiáng)。攻關(guān)形成了適應(yīng)于不同類型低滲透油藏儲層甜點預(yù)測、仿水平井注水開發(fā)、長水平段多級壓裂和直斜井多級壓裂開發(fā)、水平井立體開發(fā)等多項技術(shù)，不斷突破低滲透油藏滲透率下限和油藏地質(zhì)條件(表1-2)。

表1 “十二五”以來中國石化低滲透油藏開發(fā)技術(shù)應(yīng)用情況

針對滲透率大于10×10-3μm2的一般低滲透油藏，常規(guī)注水開發(fā)基本都能解決有效開發(fā)的問題，采用小規(guī)模壓裂、或仿水平井開發(fā)、或CO2驅(qū)會進(jìn)一步改善開發(fā)效果。

表2 低滲透油藏開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀及動用條件

針對滲透率大于等于3×10-3μm2且小于10×10-3μm2的低滲透油藏，配套應(yīng)用的主要技術(shù)有仿水平井注水開發(fā)技術(shù)、水平井分段壓裂技術(shù)或常規(guī)壓裂小井距注水開發(fā)技術(shù)。仿水平井開發(fā)技術(shù)首先是勝利油田提出來的[3]，該技術(shù)集成創(chuàng)新了相控地應(yīng)力預(yù)測技術(shù)、井網(wǎng)適配優(yōu)化技術(shù)、長縫壓裂技術(shù)以及徑向水射流技術(shù)。該技術(shù)形成大井距小排距的注水開發(fā)井網(wǎng)模式，累計動用儲量1.1×108t。應(yīng)用到砂巖油藏，有效厚度下限擴(kuò)展到3.5 m、儲量豐度下限23×104t/km2；砂礫巖油藏的有效厚度和儲量豐度下限要高一些。

針對滲透率小于3×10-3μm2的砂巖或砂礫巖油藏，強(qiáng)調(diào)長水平段、多級壓裂、大型壓裂、高導(dǎo)流通道壓裂、立體開發(fā)技術(shù)的綜合應(yīng)用[4-5]。這類油藏一般利用天然能量開發(fā)，有效開發(fā)需要油藏條件更好一些，砂巖油藏有效厚度下限7.1 m、儲量豐度下限38×104t/km2；砂礫巖油藏有效厚度下限75 m、儲量豐度下限178×104t/km2。

其中，針對滲透率大于0.2×10-3μm2且小于3×10-3μm2的砂巖油藏，采用長水平段多級壓裂或直斜井多級大型壓裂技術(shù)開發(fā)，主要在鄂南長8、長9儲集體以及勝利油田濁積巖油藏應(yīng)用[6]，取得了一定效果。但長8致密油儲層含油性較差，可動油飽和度低，壓裂規(guī)模和強(qiáng)度較小，平均單井加砂量200多m3，入井液體2 000多m3，導(dǎo)致油井穩(wěn)產(chǎn)期偏短，累計產(chǎn)油量低，油井由于能量太低而過早關(guān)井。

針對滲透率大于1.6×10-3μm2且小于3×10-3μm2、油層厚度相對較大、無法注水開發(fā)的深層低滲透砂礫巖油藏，采用水平井立體開發(fā)技術(shù)，即水平井多級壓裂結(jié)合立體井網(wǎng)技術(shù)，形成井間縫面交錯、層間井位交錯式井網(wǎng)，儲層得以充分改造[7]，實現(xiàn)儲量最大控制。該技術(shù)在勝利油田鹽227區(qū)塊應(yīng)用，初產(chǎn)是直井的1.8倍，遞減率下降了28.2%，第一年年產(chǎn)油是直井的2.6倍。高導(dǎo)流通道壓裂普遍應(yīng)用于開發(fā)致密砂巖和裂縫性儲層[8]，通過脈沖纖維攜砂，由傳統(tǒng)壓裂的“面”支撐變?yōu)椤包c”支撐，使得壓裂后人工裂縫導(dǎo)流能力是常規(guī)壓裂導(dǎo)流能力的幾倍甚至幾十倍,大大增加油氣井產(chǎn)能。勝利油田在鹽222區(qū)塊采用該技術(shù)，壓裂加砂強(qiáng)度下降63.8%，導(dǎo)流能力提高25倍以上，原油生產(chǎn)能力提高了3倍，取得比較好的效果。

2 低滲透油藏開發(fā)技術(shù)分類評價

2.1 未開發(fā)儲量開發(fā)技術(shù)配套性分類

低滲透未開發(fā)評價儲量5.02×108t，按照探明未開發(fā)儲量分類標(biāo)準(zhǔn)，分屬2大類4個小類(表3)，其中井控程度較高、地質(zhì)認(rèn)識較清楚的落實儲量3.05×108t，占總評價儲量60.8%；井控程度較低，構(gòu)造、儲層、油水關(guān)系復(fù)雜，地質(zhì)儲量待落實儲量1.97×108t，占總評價儲量39.2%。落實儲量根據(jù)開發(fā)技術(shù)配套程度，進(jìn)一步細(xì)分為開發(fā)技術(shù)配套儲量和開發(fā)技術(shù)不配套儲量。開發(fā)技術(shù)不配套儲量指現(xiàn)有開發(fā)工藝技術(shù)尚不適應(yīng)，單井產(chǎn)能未獲得實質(zhì)性突破，根據(jù)當(dāng)前試采特征，工程成本降低30%仍不具備經(jīng)濟(jì)開發(fā)條件的儲量。根據(jù)技術(shù)攻關(guān)認(rèn)識程度分為2類：一類為已有技術(shù)攻關(guān)思路、方向，正開展或準(zhǔn)備開展前期研究、現(xiàn)場試驗的儲量；一類為尚無技術(shù)攻關(guān)思路、方向，暫無研究計劃的儲量。

表3 低滲透油藏評價儲量分類

2.2 技術(shù)配套儲量潛力方向

在未開發(fā)儲量細(xì)化分類的基礎(chǔ)上，開發(fā)技術(shù)配套儲量0.36×108t，占落實儲量的7.2%。主要包括兩部分：

第一類主要屬于儲量豐度較高、滲透率相對較高的特低滲透油藏，滲透率一般大于3×10-3μm2，儲量豐度平均大于50×104t/km2；主要依靠仿水平井注水開發(fā)、水平井分段壓裂、常規(guī)壓裂小井距注水開發(fā)等技術(shù)實現(xiàn)有效動用。

第二類主要為較適宜CO2驅(qū)的特低滲透油藏，根據(jù)砂巖油藏CO2驅(qū)篩選標(biāo)準(zhǔn)與潛力評價等級標(biāo)準(zhǔn)[9]，滲透率大于1×10-3μm2、儲量豐度50×104t/km2左右(濁積巖儲量豐度70×104t/km2)、地層原油黏度小于50 mPa·s的油藏具有CO2氣驅(qū)潛力。勝利油田提出了“大井距、超前注、全過程超高壓混相CO2驅(qū)”開發(fā)技術(shù)，在樊142區(qū)塊已初見成效[10]，地層壓力由17.1 MPa恢復(fù)至33.7 MPa，單井日油穩(wěn)定在5～6 t(注氣前1～2 t/d)，階段CO2換油率為0.37 t/t，該技術(shù)將進(jìn)一步擴(kuò)大到梁751、義176區(qū)塊。但CO2驅(qū)技術(shù)應(yīng)用項目總體處于邊際效益，投資回收期長，品位較差的特低滲透油藏仍然有較大儲量比例需要依靠工程降本才能達(dá)到效益開發(fā)。

2.3 技術(shù)不配套儲量的攻關(guān)方向

采取工程降本后仍然達(dá)不到效益開發(fā)的區(qū)塊需要開展技術(shù)攻關(guān)。其中有明確技術(shù)攻關(guān)方向儲量2.06×108t，主要為特低滲透、超低滲透及致密油藏，油藏平均埋深3 000 m，平均儲量豐度43×104t/km2，平均滲透率3.8×10-3μm2，平均地面原油黏度18.3 mPa·s。主要攻關(guān)方向是CO2驅(qū)提高采收率技術(shù)和大型壓裂提高儲層滲流能力技術(shù)[11-12]。

目前CO2驅(qū)提高采收率技術(shù)主要有2個攻關(guān)方向。針對原油重質(zhì)組分含量高、混相壓力高(30 MPa)的難點，開展CO2驅(qū)混相機(jī)理研究，降低混相壓力；針對儲層非均質(zhì)嚴(yán)重、氣竄嚴(yán)重(井距小于350 m)低豐度致密油藏，開展CO2驅(qū)增稠體系研發(fā)、CO2驅(qū)泡沫調(diào)剖技術(shù)研究等[13-15]。

與國外相比，我國CO2驅(qū)技術(shù)存在差距[16]。我國陸相沉積、低滲透油藏非均質(zhì)性強(qiáng)，天然裂縫和人工裂縫交織[17-18]，埋藏深、原油黏度高，對CO2驅(qū)油技術(shù)和效益開發(fā)帶來了極大挑戰(zhàn)。我國完成全生命周期的注氣項目較少，礦場試驗規(guī)模不大，氣驅(qū)技術(shù)尚處于試驗和完善階段，還存在若干需要解決或完善的技術(shù)問題。勝利高89、華東草舍等區(qū)塊開展CO2驅(qū)礦場試驗，增油效果明顯，但受儲層非均質(zhì)性、人工裂縫、單向注采等因素的影響，導(dǎo)致氣竄等問題突出[19]。

大型壓裂技術(shù)主要攻關(guān)4個方面：一是攻關(guān)CO2復(fù)合體積壓裂“壓—注—采”水平井一體化技術(shù)[20]，該技術(shù)壓入大量功能性壓裂液，提高地層能量并改善原油性質(zhì)，優(yōu)化工作制度，待地層壓力平衡后“控制式”采油；二是針對微裂縫發(fā)育的油藏，攻關(guān)直井全支撐壓裂技術(shù)；三是針對致密、厚層、深層濁積巖油藏，攻關(guān)高導(dǎo)流通道壓裂技術(shù)[21]；四是針對地層脆性指數(shù)較低、應(yīng)力差較大的油藏，攻關(guān)密切割壓裂技術(shù)[22]。這些體積壓裂技術(shù)的攻關(guān)內(nèi)容，主要包括全過程儲層保護(hù)、新型壓裂液體系、大規(guī)模體積壓裂優(yōu)化設(shè)計及施工等(表4)。

表4 低滲透砂巖油藏壓裂技術(shù)攻關(guān)類型分布

我國特低滲、致密油藏埋深大，高溫、高壓，含油飽和度低，地應(yīng)力各向異性較強(qiáng)，在低成本、環(huán)保的大環(huán)境下，迫切需要攻關(guān)解決大規(guī)模體積改造技術(shù)[23]。體積壓裂改造技術(shù)是壓裂技術(shù)發(fā)展的總趨勢，“縫網(wǎng)”是體積改造追求的裂縫形態(tài)，體積壓裂技術(shù)不僅在非常規(guī)儲集層廣泛應(yīng)用，在低飽和度油藏、稠油油藏，甚至常規(guī)油氣藏中均有應(yīng)用[24]。近年來體積改造技術(shù)新進(jìn)展主要體現(xiàn)在井距與簇間距不斷縮小，對多層或厚層油氣藏采用立體式體積改造，以及超長水平井大幅降低成本并提高最終可采儲量等方面。

2.4 暫無技術(shù)攻關(guān)方向儲量

無明確攻關(guān)方向儲量約6 300×104t，主要是以下幾類油藏：超低豐度(儲量豐度小于30×104t/km2)灘壩砂、砂礫巖、濁積巖油藏，單井累產(chǎn)低；深層基山砂巖體油藏，原始含油飽和度低，油水互層，不壓裂無產(chǎn)能，壓裂后含水高。上述幾類油藏，無論注氣還是壓裂都難以提高產(chǎn)能、實現(xiàn)效益開發(fā)。

3 結(jié)論

(1)明確了現(xiàn)階段不同類型低滲透油藏開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀及動用條件。針對滲透率大于10×10-3μm2的一般低滲透油藏，常規(guī)注水開發(fā)基本都能解決有效開發(fā)的問題，采用小規(guī)模壓裂、或仿水平井開發(fā)、或CO2驅(qū)會進(jìn)一步改善開發(fā)效果；針對滲透率大于等于3×10-3μm2、小于10×10-3μm2的低滲透油藏，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用仿水平井注水開發(fā)技術(shù)、或水平井分段壓裂技術(shù)或常規(guī)壓裂小井距注水開發(fā)技術(shù)，砂巖油藏的油藏條件可以擴(kuò)展到有效厚度下限3.5 m、儲量豐度下限23×104t/km2，砂礫巖油藏的油藏條件有效厚度和儲量豐度下限要高一些；針對滲透率小于3×10-3μm2的砂巖或砂礫巖油藏，強(qiáng)調(diào)長水平段、多級壓裂、大型壓裂、高導(dǎo)流通道壓裂、立體開發(fā)技術(shù)的綜合應(yīng)用，這類油藏一般都是天然能量開發(fā)，砂巖油藏有效厚度下限7.1 m、儲量豐度下限38×104t/km2，砂礫巖油藏有效厚度下限75 m、儲量豐度下限178×104t/km2。

(2)明確了現(xiàn)有開發(fā)技術(shù)條件下未開發(fā)儲量的潛力和主要技術(shù)措施?？捎行ч_發(fā)的儲量0.36×108t，潛力小，包括兩部分：第一類主要屬于特低滲透油藏中滲透率較高、儲量豐度較高的油藏，主要依靠仿水平井注水開發(fā)、水平井分段壓裂、常規(guī)壓裂小井距注水開發(fā)等技術(shù)實現(xiàn)有效動用；第二類主要屬于特低滲透油藏中適宜CO2驅(qū)的油藏。

(3)明確了低滲透油藏開展技術(shù)攻關(guān)的油藏類型、儲量規(guī)模和技術(shù)方向。需要開展技術(shù)攻關(guān)儲量2.06×108t，主要為特低滲透、超低滲透及致密油藏，主要攻關(guān)方向是CO2驅(qū)提高采收率技術(shù)和大型壓裂提高儲層滲流能力技術(shù)。

(4)明確了無技術(shù)攻關(guān)方向的儲量規(guī)模及油藏類型，儲量約6 300×104t，主要是超低豐度灘壩砂、濁積巖、砂礫巖油藏，及低含油飽和度的深層基山砂巖體油藏。

致謝：本論文撰寫基礎(chǔ)資料來自中國石化各分公司，中國石化石油勘探開發(fā)研究院的凡哲元、魏萍等領(lǐng)導(dǎo)和同事也給予了極大的幫助，審稿專家和編輯老師也對本文提出了關(guān)鍵性的修改意見，在此一并感謝！