特低滲透油藏注氣開(kāi)發(fā)技術(shù)研究.pdf

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1、特低滲透油藏注氣開(kāi)發(fā)技術(shù)研究杜高強(qiáng)(中石化江漢油田分公司坪北經(jīng)理部陜西安塞717462)摘要：特低滲透油藏分布范圍廣、儲(chǔ)量豐度低，但是由于儲(chǔ)量品位低，開(kāi)發(fā)動(dòng)用難度大。為此對(duì)特低滲透油藏低孔、特低滲透的特點(diǎn)開(kāi)展了滲流機(jī)理研究，進(jìn)行了包括單相油、單相水、油水兩相、油氣兩相的啟動(dòng)壓力試驗(yàn)和油水相滲規(guī)律試驗(yàn)、壓力敏感性試驗(yàn)等，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，利用油藏工程方法推導(dǎo)得到了彈性驅(qū)、水驅(qū)、二氧化碳驅(qū)等各種開(kāi)發(fā)方式井網(wǎng)井距的計(jì)算方法，初步確定了特低滲透油藏各種開(kāi)發(fā)方式的滲透率界限，在此基礎(chǔ)上對(duì)水平井分段壓裂和二氧化碳驅(qū)

2、技術(shù)進(jìn)行了可行性論證，并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，有利地指導(dǎo)了特低滲透油藏的開(kāi)發(fā)動(dòng)用。關(guān)鍵詞：特低滲透油藏；啟動(dòng)壓力；注氣開(kāi)發(fā)；二氧化碳驅(qū)一、特低滲透油藏地質(zhì)特征及開(kāi)發(fā)難點(diǎn)特低滲透油藏由于油藏特征復(fù)雜、開(kāi)發(fā)難度大，主要難點(diǎn)集中表現(xiàn)在：儲(chǔ)層物性差，基本無(wú)自然產(chǎn)能；砂泥巖薄互層發(fā)育，層多、層薄，施工參數(shù)優(yōu)化難度大、既要有效溝通各儲(chǔ)層，又要實(shí)現(xiàn)壓裂砂的有效支撐，壓裂過(guò)程中儲(chǔ)層濾失大，壓裂施工規(guī)模難以加大；彈性開(kāi)發(fā)遞減快，采收率低，常規(guī)注水開(kāi)發(fā)注水壓力高，能耗高，能量補(bǔ)充困難，開(kāi)發(fā)方式難以確定，受經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件限

3、制，儲(chǔ)量豐度低，要求按大井距部署井網(wǎng)，既要優(yōu)化布井方式又要整體壓裂才能形成有效的驅(qū)替壓差，井網(wǎng)井距確定難度大。二、特低滲透油藏滲流機(jī)理研究巖石孔隙中的流體分為體相流體(位于孔隙中間不受邊界影響)和邊界流體(位于邊界，受孔隙壁面影響)。低滲透油藏孔隙細(xì)小，邊界層流體在孔隙中所占的比例較大。流體在巖石孔隙中滲流時(shí)往往伴隨一些物理化學(xué)作用，從而對(duì)滲流規(guī)律產(chǎn)生很大影響。油、水在油藏中滲流時(shí)除粘滯阻力外，還有油與巖石的吸附阻力或水化膜的吸引阻力，只有當(dāng)驅(qū)動(dòng)壓力克服這種附加阻力后，液體才能流動(dòng)。邊界層內(nèi)流體都存

4、在這種力的作用，當(dāng)邊界層厚度達(dá)到孔隙中間時(shí)，只有當(dāng)孔隙兩端的壓力達(dá)到一定值后，孔隙內(nèi)的流體才開(kāi)始流動(dòng)，這就是啟動(dòng)壓力。由于啟動(dòng)壓力的存在，低滲透油藏油水滲流非達(dá)西現(xiàn)象突出，常規(guī)依靠天然能量開(kāi)發(fā)效果不佳。通過(guò)分析鄂爾多斯盆地坪北油田長(zhǎng)6組大量巖心相滲曲線可知，滲透率越低，兩相滲流區(qū)越小，驅(qū)油效率越低。當(dāng)滲透率小于3X10。3“m2時(shí)，油水兩相的共滲區(qū)只有0．21，難以形成有效的驅(qū)替(見(jiàn)表1)。表1不同物性下巖心相滲曲線對(duì)比殘余油束縛水驅(qū)油效驅(qū)油效率Kg共滲區(qū)率(f=(f=飽和度98％)100％)0．5

5、0．350．56180．088225．227．20．70．340．51690．143126．429．90．80．330．52230．147727．530．82．4460．30．5010．19937．240．93．6840．280．4930．22740．543．71芻0．20．40．250．553．75687813從特低滲透油藏油水相滲曲線中可以看出，巖石滲透率kg增加，兩相區(qū)增加，端點(diǎn)相對(duì)滲透率增加。三、特低滲透油藏注氣開(kāi)發(fā)技術(shù)研究CO：是一種臨界點(diǎn)比較低(31．1℃、7．39MPa)易于壓縮的氣體

6、，與原油的混相壓力相對(duì)較低，是注氣EOR中比較理想的介質(zhì)。COz驅(qū)主要有CO：混相驅(qū)和CO：非混相驅(qū)兩種方式，其中COz混相驅(qū)是提高采收率幅度最大的氣驅(qū)方法。其提高采收率的機(jī)理是：當(dāng)油藏壓力達(dá)到最小混相壓力時(shí)，CO：與原油達(dá)到混相，該狀態(tài)下油氣能按任何比例混和，為單一相。此時(shí)CO：與原油之間不存在相界面，界面張力降到接近為零，即毛管數(shù)變?yōu)闊o(wú)限大，使殘余油降低到它的最低值，從而使原油的采收率達(dá)到最大。1．二氧化碳?xì)怛?qū)開(kāi)發(fā)可行性研究目標(biāo)研究區(qū)塊特低滲透油藏目前仍處于開(kāi)發(fā)早期，油藏采出程度低，基本不含水，

7、有利于CO：混相驅(qū)注采工藝的實(shí)施；油藏埋深在2600～3500米之間，原始地層壓力在30～42MPa，壓力系數(shù)為1．3～1．5，地飽壓差大，地層易與CO：形成混相。(1)注入CO：后地層油飽和壓力的變化隨著注入CO：量的增加，地層原油飽和壓力逐漸升高，表明地層油對(duì)CO：有較強(qiáng)的溶解能力。②注入CO：后地層油體積膨脹系數(shù)的變化隨著原油中溶解的CO：增多，地層油體積膨脹系數(shù)增大，表明CO：具有較強(qiáng)的膨脹地層原油的能力。③注入CO：后地層原油粘度的變化隨著原油中溶解的CO：量的增加，地層油粘度降低，表明C

8、Oz對(duì)地層油有很好的降粘效果，可以改善地層油的流動(dòng)性。2．二氧化碳?xì)怛?qū)開(kāi)發(fā)優(yōu)化設(shè)計(jì)基于CO：混相驅(qū)的基本設(shè)計(jì)要求，模擬條件設(shè)置如下：生產(chǎn)井的最小極限井底流壓12MPa；最小極限采油量3t／d；極限氣油比2000m3／m3；注氣井的井底最大注入壓力60MPa。采用CMG油藏模擬器進(jìn)行模擬。(1)壓力保持水平優(yōu)化研究根據(jù)采收率隨地層壓力變化曲線可以得出：低于混相壓力(28．94MPa)時(shí)，隨著壓力的上升，采出程度上升幅度比較大，高于混相壓力后采出程度上升幅度變緩。因此油藏