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低渗透储集层油藏的产能特征分析

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渗透 储集层 油藏 产能 特征 分析
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李 传 亮 , 等 : 低 渗 透 率 储 集 层 油 藏 的 产 能 特 征 分 析第 2 7 卷 第 5 期图 1 均 质 无 限 大 中 高 渗 透 地 层 油 井 产 量 变 化 曲 线2 0 01 6 01 2 08 00 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0t( 生 产 时 间 ) , 井产量),m3/ 日 期 : 2 0 0 6 - 0 2 - 2 0作 者 简 介 : 李 传 亮 ( 1 9 6 2 - ) , 男 , 山 东 嘉 祥 人 , 博 士 , 教 授 , 油 藏 工 程 ,( T e l) 0 2 8 - 8 3 0 3 3 2 9 1( E - m a i l) c l l i p e @ 1 6 3 . c o m 透 储 集 层 油 藏 的 产 能 特 征 分 析李 传 亮 , 杨 学 锋( 西 南 石 油 大 学 油 气 藏 地 质 及 开 发 工 程 国 家 重 点 实 验 室 , 成 都 6 1 0 5 0 0 )摘 要 : 低 渗 透 储 集 层 的 自 然 产 能 很 低 。 若 油 井 以 自 然 产 能 生 产 , 油 井 产 量 的 递 减 速 度 并 不 快 , 而 是 与 中 高 渗 透 储 集层 基 本 相 同 。 若 迫 使 油 井 以 较 高 的 初 期 产 量 投 产 , 油 井 的 产 量 递 减 速 度 必 然 很 快 , 这 是 初 期 开 采 、 后 期 亏 空 的 必 然 结果 , 并 不 是 储 集 层 的 应 力 敏 感 性 所 致 。关 键 词 : 低 渗 透 ; 油 气 藏 ; 产 量 ; 递 减 ; 应 力中 图 分 类 号 : T E 3 3 文 献 标 识 码 : 透 储 集 层 不 存 在 强 应 力 敏 感 , 这 是 笔 者 在 文献 [ 1 ] 中 得 出 的 结 论 。 但 是 , 低 渗 透 储 集 层 投 产 后 产 能递 减 较 快 , 这 个 现 象 被 人 们 普 遍 认 为 是 储 集 层 应 力 敏感 性 强 的 结 果 。 实 际 上 , 这 是 对 储 集 层 应 力 敏 感 性 的一 种 误 解 。 储 集 层 岩 石 一 般 都 很 坚 硬 , 低 渗 透 储 集 层更 是 如 此 , 应 力 的 变 化 一 般 不 会 使 储 集 层 岩 石 性 质 产生 剧 烈 的 变 化 。 低 渗 透 储 集 层 投 产 后 产 能 递 减 快 的 现象 , 是 其 他 原 因 所 致 。1 低 渗 透 储 集 层 主 要 地 质 特 点( 1 ) 孔 隙 欠 发 育 , 孔 隙 度 和 渗 透 率 都 较 低 一 般低 渗 透 储 集 层 的 孔 隙 度 都 小 于 1 0 % , 渗 透 率 通 常 都 小于 1 0 × 1 0- 3μ 流 体 在 其 中 的 流 动 极 其 困 难 , 因 而 低渗 透 储 集 层 的 自 然 产 能 通 常 都 较 低 , 属 于 难 开 采 储 集层 范 畴 , 开 采 效 益 低 下 。( 2 ) 水 敏 性 相 对 较 强 低 渗 透 储 集 层 的 岩 石 胶 结程 度 相 对 较 强 , 岩 石 致 密 而 坚 硬 , 粘 土 矿 物 含 量 一 般都 较 高 , 因 而 水 敏 性 相 对 较 强 , 注 水 开 采 低 渗 透 储 集层 一 般 起 不 到 很 好 的 效 果 , 注 气 开 采 是 一 种 有 效 的 替代 方 法 。( 3 ) 微 裂 缝 较 发 育 低 渗 透 储 集 层 因 致 密 、 坚 硬而 具 有 一 定 的 脆 性 , 在 不 均 衡 的 地 应 力 作 用 下 , 内 部通 常 发 育 较 多 的 微 裂 缝 , 这 对 渗 透 性 能 有 一 定 的 改善 。 但 微 裂 缝 的 连 续 性 差 、 延 伸 范 围 小 , 对 渗 透 性 能 的改 善 程 度 有 限 。 微 裂 缝 对 低 渗 透 储 集 层 渗 透 性 能 的 贡献 , 还 不 如 粒 间 孔 隙 对 中 高 渗 透 储 集 层 渗 透 性 能 的 贡献 。 通 常 人 们 认 为 , 低 渗 透 储 集 层 存 在 着 强 应 力 敏 感 ,主 要 也 是 基 于 储 集 层 中 存 在 的 微 裂 缝 。 这 种 认 识 过 于朴 素 。 实 际 上 , 低 渗 透 储 集 层 的 微 裂 缝 等 价 于 中 高 渗透 储 集 层 的 粒 间 孔 隙 。 粒 间 孔 隙 没 有 使 中 高 渗 透 储 集层 产 生 强 应 力 敏 感 现 象 , 微 裂 缝 也 不 可 能 使 低 渗 透 储集 层 产 生 强 应 力 敏 感 现 象 。2 产 能 特 征 分 析油 井 的 产 能 是 地 层 渗 透 能 力 和 驱 动 能 量 的 综 合反 映 。图 1 是 厚 度 为 1 0 m 的 均 质 无 限 大 地 层 中 心 一 口油 井 的 产 量 变 化 曲 线 ( 数 值 模 拟 结 果 ) , 地 层 原 油 粘 度为 0 . 5 m P a · s , 原 油 压 缩 系 数 为 1 0 × 1 0- 4M P , 岩 石 压缩 系 数 为 1 × 1 0- 4M P , 孔 隙 度 为 1 5 % , 油 井 生 产 压 差为 5 M P a , 地 层 渗 透 率 较 高 , 达 5 0 × 1 0- 3μ 油 井 投 产初 期 的 产 量 高 达 1 7 3 . 8 1 d , 生 产 1 年 后 的 油 井 产 量递 减 至 1 4 0 . 8 7 d , 递 减 了 1 8 . 9 0 % , 属 于 中 等 递 减 的范 畴 。图 2 中 的 油 井 从 孔 隙 度 为 5 % 、 渗 透 率 为 1 × 1 0- 3μ 渗 透 均 质 地 层 中 采 油 , 其 他 参 数 同 图 1 。 油 井投 产 初 期 的 产 量 只 有 3 . 8 7 d , 产 量 水 平 非 常 低 , 生产 1 年 后 的 油 井 产 量 递 减 至 3 . 0 7 d , 递 减 了 2 0 . 7 % 产 量 的 递 减 速 度 , 并 没 有 因 为 低 渗 透 而 出 现 明 显偏 高 的 现 象 , 而 是 与 中 高 渗 透 地 层 基 本 相 同 。 因 此 , 只要 让 油 井 以 其 自 然 产 能 生 产 , 油 井 产 量 的 递 减 速 度 就不 会 像 人 们 想 象 的 那 么 快 。但 是 , 低 渗 透 储 集 层 的 自 然 产 能 太 低 , 不 能 给 油田 开 发 带 来 一 定 的 经 济 效 益 。 图 2 中 的 油 井 初 始 产 量文 章 编 号 : 1 0 0 1 - 3 8 7 3( 2 0 0 6 ) 0 5 - 0 5 6 7 - 0 2第 2 7 卷 第 5 期 新 疆 石 油 地 质 V o l . 2 7 , N o . 52 0 0 6 年 1 0 月 X I N J I A N G P E T R O L E U M G E O L O G Y O c t . 2 0 0 62 0 0 6 年新 疆 石 油 地 质只 有 3 . 8 7 d . 为 了 提 高 油 田 的 经 济 效 益 , 必 须 提 高单 井 的 产 量 。 这 时 往 往 对 地 层 进 行 压 裂 , 提 高 近 井 地带 的 渗 透 能 力 , 以 达 到 提 高 单 井 产 量 的 目 的 。 压 裂 后的 地 层 , 就 不 再 是 均 质 地 层 , 而 相 当 于 非 均 质 复 合 地层 。 由 于 裂 缝 的 延 伸 范 围 通 常 不 是 太 大 ( 假 设 为 5 0m ) , 5 0 m 范 围 以 外 的 地 层 依 然 为 1 × 1 0- 3μ 渗透 地 层 。 5 0 m 范 围 以 内 的 地 层 渗 透 率 随 压 裂 程 度 而不 同 , 假 设 小 型 压 裂 的 地 层 渗 透 率 为 1 0 × 1 0- 3μ 大型 压 裂 的 地 层 渗 透 率 为 2 0 × 1 0- 3μ 图 3 为 复 合 地层 的 油 井 产 量 变 化 曲 线 。 小 型 压 裂 地 层 的 油 井 初 投 产量 提 高 到 3 3 . 2 5 d , 生 产 1 年 后 的 油 井 产 量 递 减 至1 0 . 7 8 d , 递 减 了 6 7 . 6 % . 大 型 压 裂 地 层 的 油 井 初 投产 量 提 高 到 5 6 . 7 2 d , 生 产 1 年 后 的 油 井 产 量 递 减至 1 2 . 4 8 d , 递 减 了 7 8 . 0 % . 油 井 的 产 量 递 减 速 度 非常 快 , 并 且 初 投 产 量 越 高 , 递 减 速 度 越 快 。 这 就 是 让 低渗 透 地 层 以 高 于 其 自 然 产 量 生 产 的 必 然 结 果 。 尽 管 产量 递 减 较 快 , 但 产 量 较 高 , 油 井 生 产 1 年 后 的 产 量 依然 比 地 层 的 自 然 产 量 高 , 当 然 会 给 油 田 开 发 带 来 较 好的 经 济 效 益 。需 要 说 明 的 是 , 油 井 产 量 递 减 快 的 原 因 , 不 是 因为 地 层 的 渗 透 能 力 低 , 而 是 因 为 油 井 的 初 期 产 量 太 高( 相 对 于 其 自 然 产 能 ) 的 缘 故 。 均 质 低 渗 透 地 层 的 产 量递 减 速 度 并 不 快 , 对 其 进 行 增 产 作 业 后 , 提 高 了 油 井的 初 期 产 量 , 对 地 层 进 行 强 采 , 因 而 递 减 速 度 加 快 。大 多 数 的 低 渗 透 地 层 , 投 产 前 都 进 行 了 储 集 层 改造 。 改 造 后 的 低 渗 透 地 层 产 量 递 减 快 的 现 象 , 给 了 人 们一 个 错 觉 , 即 认 为 低 渗 透 地 层 存 在 较 强 的 应 力 敏 感 。 实际 上 , 低 渗 透 地 层 产 量 递 减 较 快 , 与 应 力 敏 感 没 有 任 何关 系 , 这 是 地 层 超 前 开 采 、 后 期 亏 空 的 必 然 结 果 。可 见 , 针 对 低 渗 透 储 集 层 的 孔 隙 开 度 较 小 、 泥 质含 量 较 高 等 地 层 特 征 , 储 集 层 保 护 工 作 应 着 眼 于 水 质处 理 和 配 伍 性 研 究 , 而 不 应 一 味 考 虑 地 层 的 应 力 敏 感性[ 2 - 9 ]。参 考 文 献 :[ 1 ] 李 传 亮 . 低 渗 透 储 层 不 存 在 强 应 力 敏 感 [ J ] . 石 油 钻 采 工艺 , 2 0 0 5 , 2 7( 4 ) : 6 1 - 6 3 .[ 2 ] 王 秀 娟 , 赵 永 胜 , 文 武 , 等 . 低 渗 透 储 层 应 力 敏 感 性 与 产能 物 性 下 限 [ J ] . 石 油 与 天 然 气 地 质 , 2 0 0 3 , 2 4( 2 ) : 1 6 2 - 1 6 5 .[ 3 ] 向 阳 , 向 丹 , 杜 文 博 . 致 密 砂 岩 气 藏 应 力 敏 感 的 全 模拟 试 验 研 究 [ J ] . 成 都 理 工 大 学 学 报 , 2 0 0 2 , 2 9 ( 6 ) : 6 1 7 9 .[ 4 ] 杨 满 平 , 李 允 , 李 治 平 . 气 藏 含 束 缚 水 储 层 岩 石 应 力 敏感 性 实 验 研 究 [ J ] . 天 然 气 地 球 科 学 , 2 0 0 4 , 1 5( 3 ) : 2 2 7 - 2 2 9 .[ 5 ] 张 浩 , 康 毅 力 , 陈 一 健 , 等 . 岩 石 组 分 和 裂 缝 对 致 密 砂 岩应 力 敏 感 性 影 响 [ J ] . 天 然 气 工 业 , 2 0 0 4 , 2 4( 7 ) : 5 5 - 5 7 .[ 6 ] 张 新 红 , 秦 积 舜 . 低 渗 岩 心 物 性 参 数 与 应 力 关 系 的 试 验 研究 [ J ] . 石 油 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) , 2 0 0 1 , 2 5( 4 ) : 5 6 - 6 0 .[ 7 ] 石 玉 江 , 孙 小 平 . 长 庆 致 密 碎 屑 岩 储 集 层 应 力 敏 感 性 分 析[ J ] . 石 油 勘 探 与 开 发 , 2 0 0 1 , 2 8( 5 ) : 8 5 - 8 7 .[ 8 ] 廖 新 维 , 王 小 强 , 高 旺 来 . 塔 里 木 深 层 气 藏 渗 透 率 应 力 敏感 性 研 究 [ J ] . 天 然 气 工 业 , 2 0 0 4 , 2 4( 6 ) : 9 3 - 9 4 .[ 9 ] 陈 古 明 , 胡 捷 . 平 落 坝 气 田 须 二 段 气 藏 储 层 敏 感 性 实 验分 析 [ J ] . 天 然 气 工 业 , 2 0 0 1 , 2 1( 3 ) : 5 3 - 5 6 均 质 无 限 大 低 渗 透 地 层 油 井 产 量 变 化 曲 线5 . 04 . 03 . 02 . 00 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0t( 生 产 时 间 ) , 井产量),m3/ 复 合 地 层 油 井 产 量 变 化 曲 线6 05 04 03 02 01 000 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0t( 生 产 时 间 ) , 井产量),m3/ × 1 0- 3μ × 1 0- 3μ r o d u c t i v i t y B e h a v i o r o f L o w P e r m e a b i l i t y R e s e r v o i r C h u a n - l i a n g , Y A N G X u e - f e n g( S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f O i l / G a s R e s e r v o i r G e o l o g y a n d E x p l o i t a t i o n , S o u t h w e s t P e t r o l e u m I n s t i t u t e , C h e n g d u , S i c h u a n 6 1 0 5 0 0 , C h i n a )A b s t r a c t : N a t u r a l p r o d u c t i v i t y o f l o w - p e r m e a b i l i t y r e s e r v o i r s i s q u i t e l o w . I f w e l l s p r o d u c e a t n a t u r a l p r o d u c t i v i t y , t h e i r f l o w r a t e s d e c l i n ew i t h t h e s a m e s p e e d a s t h e m i d - a n d h i g h - p e r m e a b i l i t y r e s e r v o i r s . I t w e l l s p r o d u c e a t h i g h e r r a t e t h a n t h e i r n a t u r a l p r o d u c t i v i t y , t h e f l o wr a t e s w i l l c e r t a i n l y d e c l i n e w i t h h i g h e r s p e e d , w h i c h i s t h e i n e v i t a b l e r e s u l t o f e a r l i e r e x p l o i t a t i o n a n d l a t e v o i d a t i o n o f r e s e r v o i r s . H i g hs p e e d d e c l i n a t i o n o f f l o w r a t e s o f l o w - p e r m e a b i l i t y r e s e r v o i r s a r e n o t r e l a t e d t o s t r e s s s e n s i t i v i t y i n r e s e r v o i r r o c k s .K e y w o r d s : l o w p e r m e a b i l i t y ; r e s e r v o i r ; p r o d u c t i o n r a t e ; d e c l i n e ; s t r e s 8· ·
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