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超前注水技术改善低渗透油田开发机理的研究(1)

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超前 注水 技术 改善 渗透 油田 开发 机理 研究
资源描述:
第 卷 第 期年 月石 油 化 工 应 用超 前 注 水 技 术 改 善 低 渗 透 油 田 开 发 机 理 的 研 究赵 冰 , 顾 晓 敏 , 邓 海 蓉中 国 石 油 长 庆 油 田 公 司 第 四 采 油 厂 , 陕 西 靖 边摘 要 随 着 我 国 时 石 油 需 求 的 不 断 增 加 , 低 渗 透 油 田 和 特 低 渗 透 油 田 在 我 国 油 田 开 发 中 的 占 有 越 来 越 重 要 的 地 位 , 是 未 来 石 油 工业 可 持 续 发 展 的 方 向 。 针 时 低 渗 透 油 田 储 层 压 力 系 数 低 、 地 饱 压 差 小 、 物 性 差 、 启 动 压 差 大 等 地 质 特 点 , 我 国 许 多 低 渗 透 油 田 对 超 前注 水 的 作 用 机 理 进 行 了 理 论 研 究 和 实 践 , 进 一 步 完 善 了 超 前 注 水 技 术 , 为 低 渗 透 油 田 高 效 开 采 打 下 基 础 。关 键 字 低 渗 透 油 田 超 前 注 水 渗 透 率中 图 分 类 号 文 献 标 识 码 文 章 标 号 一 叨 刁 一低 渗 透 油 田 简 况随 着 我 国 对 能 源 需 求 的 不 断 增 加 , 油 田 开 发 规 模的 不 断 扩 大 , 低 渗 透 油 田 在 我 国 原 油 生 产 中 占 有 越 来越 重 要 的 地 位 。 但 是 低 渗 透 油 田 储 层 具 有 压 力 系 数 低 、地 饱 压 差 小 、 物 性 差 以 及 启 动 压 力 梯 度 大 等 特 点 , 造 成了 单 井 产 量 低 、 产 量 递 减 速 度 快 稳 产 困 难 以 及 采 收 率低 等 结 果 , 严 重 制 约 了 油 田 开 发 效 果 。 创 新 低 渗 透 油 田开 发 技 术 , 有 效 地 提 高 单 井 产 量 , 促 进 难 采 储 量 的 效 益转 化 , 对 于 提 高 石 油 储 量 资 源 的 开 发 利 用 、 拓 展 石 油 资源 的 勘 探 开 发 具 有 重 要 意 义 。超 前 注 水 技 术 简 介低 渗 透 油 藏 注 水 开 发 时 机 , 经 历 了 只 采 不 注 、 先 采后 注 、 注 采 同 步 和 超 前 注 水 个 阶 段 。 超 前 注 水 技 术 就是 为 了 提 高 低 渗 透 油 田 开 发 效 果 , 而 发 展 起 来 的 一 项新 技 术 , 是 指 注 水 井 在 采 油 井 投 产 前 投 注 , 油 井 投 产 时其 泄 油 面 积 内 含 油 饱 和 度 不 低 于 原 始 含 油 饱 和 度 , 地层 压 力 高 于 原 始 地 层 压 力 , 并 建 立 起 有 效 驱 替 系 统 的一 种 注 采 方 式 。 超 前 注 水 是 针 对 特 低 渗 透 油 层 具 有 启动 压 力 梯 度 及 油 层 具 有 弹 一 塑 性 形 变 等 特 点 , 根 据 非达 西 流 提 出 的 改 善 储 层 开 发 效 果 的 一 项 技 术 , 进 行 超前 注 水 , 取 得 了 显 著 的 效 果 , 为 低 渗 透 油 田 高 效 开 采 打下 了 坚 实 的 基 础 , 并 在 长 庆 、 新 疆 、 吉 林 以 及 江 苏 等 多个 油 田 得 到 了 广 泛 的 应 用 。超 前 注 水 机 理 研 究超 前 注 水 作 为 一 种 新 的 注 水 开 发 模 式 能 较 好 地 改善 开 发 效 果 , 但 目 前 针 对 超 前 注 水 改 善 开 发 效 果 机 理的 研 究 还 较 少 。 因 此 需 要 根 据 我 国 低 渗 透 油 田 的 理 论研 究 和 开 发 实 践 , 借 助 渗 流 力 学 和 油 藏 工 程 , 地 质 条 件分 析 等 手 段 , 认 清 在 超 前 注 水 开 发 模 式 下 特 低 渗 透 油藏 的 渗 流 规 律 , 并 在 此 基 础 上 对 超 前 注 水 改 善 开 发 效果 的 机 理 进 行 较 为 系 统 地 研 究 , 为 超 前 注 水 技 术 的 进一 步 发 展 和 完 善 打 下 基 础 。低 渗 透 油 田 超 前 注 水 改 善 开 发 效 果 的 作 用 主 要有 改 善 水 驱 油 两 相 渗 流 特 征 , 降 低 启 动 压 力 梯 度 和 增大 生 产 压 差 , 克 服 水 驱 油 过 程 中 的 粘 性 指 进 , 进 而 提 高注 人 水 水 驱 均 匀 程 度 , 进 而 改 善 油 田 开 发 效 果 等 等 。改 善 渗 透 率大 多 数 低 渗 透 油 田 都 伴 有 裂 缝 发 育 , 当 低 渗 透 油藏 地 层 压 力 大 幅 度 下 降 后 , 油 层 孔 隙 度 将 会 减 小 , 裂 缝闭 合 , 渗 透 率 降 低 , 再 通 过 注 水 恢 复 地 层 压 力 , 渗 透 率只 能 恢 复 到 左 右 。 超 前 注 水 则 保 持 了 较 高 的 地 层压 力 , 降 低 了 因 地 层 压 力 下 降 造 成 的 微 裂 缝 渗 透 率 的伤 害 通 过 实 施 超 前 注 水 提 高 压 力 梯 度 , 还 可 使 部 分 不能 流 动 的 油 开 始 流 动 水 相 相 对 渗 透 率 变 化 不 大 , 而 油相 相 对 渗 透 率 上 升 同 时 在 较 高 注 水 压 差 的 作 用 下 , 油层 中 部 分 闭 合 的 微 裂 缝 开 启 , 从 而 增 大 了 地 层 微 裂 缝系 统 的 渗 透 率 。收 稿 日 期 一 一作 者 简 介 赵 冰 一 , 助 理 工 程 师 , 年 毕 业 于 石 油 大 学 华 东 石 油 工 程 专 业 , 目 前 在 长 庆 油 田 会 司 第 四 采 油 厂 地 质研 究 所 工 作 。石 油 化 工 应 用 年 第 卷降 低 启 动 压 力 梯 度低 渗 透 油 田 由 于 孔 道 半 径 很 小 , 原 油 边 界 层 的 影响 显 著 , 油 气 渗 流 特 征 为 非 达 西 渗 流 , 油 井 投 产 后 地 层压 力 下 降 快 , 产 量 少 且 递 减 快 。 低 渗 透 油 层 在 流 动 过 程中 出 现 启 动 压 力 梯 度 , 它 受 储 层 渗 透 率 、 孔 喉 比 、 流 体的 粘 度 以 及 非 润 湿 相 饱 和 度 等 因 素 的 影 响 。 研 究 资 料表 明 , 低 渗 透 油 藏 的 启 动 压 力 梯 度 与 地 层 平 均 渗 透 率的 关 系 满 足 幂 函 数人 二 仪 尺 书式 中 汰 一 启 动 压 力 梯 度 一 地 层 平 均 渗 透 率 、一 回 归 系 数 。 从 上 式 可 以 看 出 , 启 动 压 力 梯 度 与 渗 透率 成 反 比 , 渗 透 率 越 低 启 动 压 力 梯 度 越 大 。超 前 注 水 对 启 动 压 力 梯 度 主 要 作 用 有 通 过 超 前注 水 提 高 储 层 压 力 后 , 油 层 渗 透 率 和 微 裂 缝 系 统 渗 透率 增 大 。 因 油 层 渗 透 率 改 善 程 度 很 小 , 油 层 的 启 动 压 力梯 度 降 低 程 度 也 是 很 小 的 , 相 反 , 当 地 层 压 力 超 过 微 裂缝 开 启 临 界 压 力 后 , 微 裂 缝 系 统 渗 透 率 改 善 程 度 较 大 ,微 裂 缝 系 统 的 启 动 压 力 梯 度 将 大 幅 度 下 降 。 当 地 层 压力 超 过 微 裂 缝 开 启 临 界 压 力 后 , 储 层 渗 透 率 得 到 有 效提 高 , 地 层 压 力 超 过 微 裂 缝 开 启 临 界 压 力 后 的 启 动 压力 梯 度 也 有 显 著 下 降 同 时 超 前 注 水 使 注 水 井 周 围 含水 饱 和 度 大 幅 度 增 大 , 使 启 动 压 力 梯 度 降 低 。提 高 驱 油 效 率低 渗 透 油 田 采 用 滞 后 注 水 或 同 步 注 水 的 开 采 方式 , 注 人 水 将 优 先 沿 渗 流 阻 力 小 的 较 高 渗 透 层 段 快 速突 进 , 再 加 上 较 高 渗 透 层 段 采 出 段 , 压 力 降 比 较 大 , 更加 剧 了 注 人 水 沿 较 高 渗 透 层 的 突 进 , 使 注 人 水 的 平 面波 及 系 数 减 小 , 水 驱 油 效 率 较 低 采 用 超 前 注 水 , 由 于低 渗 透 油 田 在 未 投 人 开 发 前 地 层 处 于 原 始 压 力 平 衡 状态 , 各 点 处 的 压 力 基 本 保 持 一 致 , 注 水 井 投 注 时 , 注 入水 在 井 底 周 围 地 层 中 的 向 外 推 进 是 均 匀 的 , 首 先 沿 渗流 阻 力 小 的 较 高 渗 透 段 推 进 , 当 较 高 渗 透 层 段 的 地 层压 力 升 高 后 , 注 人 水 推 进 阻 力 加 大 , 同 时 因 高 低 渗 透 层段 之 间 的 压 力 差 , 迫 使 注 人 水 进 人 较 低 渗 透 层 段 , 提 高了 较 低 渗 透 层 段 的 地 层 压 力 , 缩 小 了 两 者 之 间 的 压 力差 , 可 以 使 更 细 小 孔 道 的 原 油 被 驱 出 , 从 而 提 高 了 注 水平 面 波 及 系 数 , 增 大 了 水 驱 油 效 率 , 也 就 提 高 了 油 田 开发 效 果 。此 外 , 通 过 推 导 , 还 可 得 到 原 油 动 用 程 度 与 渗 透 率及 压 力 梯 度 的 关 系 式叠 二 二 立 些 二△ 一 压 力 梯 度 一 原 油 动 用 程 度 一 渗 透 率一 单 井 产 量 递 减 率 。 从 上 式 也 可 看 出 , 可 动 油 的 动 用程 度 与 压 力 梯 度 成 正 比 , 压 力 梯 度 越 大 , 相 应 的 驱 油 效率 也 越 大 , 则 可 动 油 的 动 用 程 度 亦 越 大 。降 低 产 , 递 减 速 度根 据 非 达 西 渗 流 对 油 藏 单 井 产 量 递 减 规 律 影 响 研究 结 果 , 启 动 压 力 梯 度 对 油 藏 单 井 产 量 递 减 率 的 影 响关 系 具 有 以 下 表 达 式一 拥一 压 力 梯 度 因 子 一 单 井 产 量 递 减 率 。 从 式 中可 以 看 出 , 单 井 产 量 没 有 启 动 压 力 时 的 递 减 速 率 比 有启 动 压 力 时 的 递 减 速 率 要 大 。 当 存 在 启 动 压 力 梯 度 时 ,随 着 超 前 注 水 对 储 层 渗 透 率 的 改 善 , 启 动 压 力 梯 度 减小 , 启 动 压 力 梯 度 因 子 将 增 大 , 单 井 累 积 产 量 将 随 之增 大 , 这 就 意 味 着 超 前 注 水 开 发 模 式 可 缩 短 油 藏 的 开发 周 期 , 提 高 油 田 开 发 效 益 。总 结 及 建 议通 过 对 超 前 注 水 改 善 开 发 效 果 的 机 理 进 行 较为 系 统 的 研 究 , 从 而 可 以 为 提 高 特 低 渗 透 油 藏 注 水 采油 效 果 、 制 定 油 藏 合 理 的 超 前 注 水 开 发 技 术 政 策 提 供理 论 依 据 和 技 术 支 撑 , 这 对 提 高 低 渗 透 油 田 油 井 产 量 ,保 证 特 低 渗 透 油 田 开 发 效 益 最 大 化 具 有 较 好 的 指 导意 义 。超 前 注 水 技 术 改 善 低 渗 透 油 田 开 发 情 况 的 机理 研 究 需 要 考 虑 油 田 的 井 网 系 统 、 地 层 地 质 条 件 以 及原 油 物 性 等 实 际 情 况 , 才 能 起 到 更 好 的 效 果 。参 考 文 献李 道 品 ,等 低 渗 透 砂 岩 油 田 开 发 附 北 京 石 油 工 业 出 版 社王 瑞 飞 ,等 利 用 超 前 注 水 技 术 开 发 低 渗 透 油 田 田 断 块 油 气田 一 ,张 英 芝 , 杨 铁 军 , 等 特 低 渗 透 油 藏 开 发 技 术 研 究 田 北 京 石油 工 业 出 版 社 兀 阿 一△ 。 , △ 尸 、 加才 、 火 二 一 少
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