• / 4
  • 下载费用:5 下载币  

特低渗透油藏驱替及开采特征的影响因素

关 键 词:
渗透 油藏 开采 特征 影响 因素
资源描述:
© 1994 (中 国 石 化 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 ,北 京 100083)摘 要 :应 用 非 达 西 渗 流 理 论 和 非 线 性 弹 性 渗 流 理 论 ,分 析 了 影 响 特 低 渗 透 油 藏 驱 替 及 开 采 特 征 的 主 要 因 素 。 研 究结 果 表 明 ,启 动 压 力 梯 度 和 毛 细 管 压 力 是 影 响 特 低 渗 透 油 藏 驱 替 特 征 的 主 要 因 素 ;而 影 响 特 低 渗 透 油 藏 开 采 特 征的 主 要 因 素 是 储 层 的 弹 塑 性 ,即 储 层 的 压 力 敏 感 性 。 在 特 低 渗 透 油 藏 的 开 发 中 应 适 当 缩 小 注 采 井 距 提 高 驱 替 压 力梯 度 ,采 取 整 体 压 裂 措 施 减 小 启 动 压 力 梯 度 ,通 过 气 驱 或 活 性 水 驱 油 减 小 毛 细 管 压 力 ,及 时 补 充 地 层 能 量 以 减 少 压力 敏 感 性 对 储 层 的 伤 害 。关 键 词 :特 低 渗 透 砂 岩 油 藏 ;非 达 西 渗 流 理 论 ;非 线 性 弹 性 渗 流 理 论 ;驱 替 特 征 ;开 采 特 征 ;启 动 压 力 梯 度中 图 分 类 号 : 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 : 1009 - 9603 (2006) 06 - 0073 - 03截 至 2005年 底 ,中 国 石 化 已 探 明 砂 岩 特 低 渗 透石 油 地 质 储 量 为 4. 8 2 6 9 × 1 08 t,动 用 储 量 仅 为2. 125 1 × 108 t,开 发 效 果 较 差 ,具 有 很 大 的 开 发 潜力 。 但 在 开 发 技 术 上 局 限 于 实 际 开 采 特 征 的 研 究 ,理 论 研 究 尚 不 够 深 入 。 因 此 ,应 用 渗 流 理 论 ,研 究 影响 特 低 渗 透 油 藏 驱 替 及 开 采 特 征 的 主 要 因 素 ,揭 示制 约 其 开 发 效 果 的 内 在 规 律 ,为 特 低 渗 透 油 藏 有 效开 发 技 术 政 策 的 研 究 提 供 理 论 依 据 和 方 向 指 导 。1  非 达 西 渗 流 理 论 与 驱 替 特 征 影 响 因素在 特 低 渗 透 介 质 中 ,多 孔 介 质 孔 隙 系 统 的 孔 道很 微 细 ,固 液 界 面 上 分 子 力 的 作 用 非 常 显 著 。 由 于固 体 与 液 体 的 界 面 作 用 ,在 油 层 岩 石 孔 隙 的 内 表 面 ,存 在 原 油 的 边 界 层 。 在 边 界 层 内 ,原 油 的 组 成 和 性质 与 体 相 原 油 的 差 别 很 大 ,存 在 组 分 的 有 序 变 化 以及 结 构 粘 度 和 屈 服 值 。 边 界 层 的 厚 度 与 原 油 本 身 的性 质 、 孔 道 大 小 及 驱 替 压 力 梯 度 有 关 。 固 液 界 面 上分 子 力 的 作 用 将 阻 碍 流 体 的 运 动 ,使 渗 流 规 律 发 生明 显 的 变 化 ,即 出 现 了 启 动 压 力 梯 度 。 当 驱 替 压 力梯 度 低 于 其 启 动 压 力 梯 度 时 ,流 体 不 能 流 动 ;当 驱 替压 力 梯 度 达 到 启 动 压 力 梯 度 以 后 ,流 体 开 始 流 动 ,但属 于 低 速 非 线 性 流 动 ;当 驱 替 压 力 梯 度 达 到 某 一 临界 压 力 梯 度 后 ,流 体 开 始 呈 线 性 流 动 特 征 [ 1 - 4 ]。 因此 ,特 低 渗 透 油 藏 的 驱 替 和 开 采 特 征 不 同 于 中 高 渗透 油 藏 的 达 西 渗 流 特 征 [ 5 ] ,将 呈 现 非 达 西 渗 流 特征 。驱 替 特 征 影 响 因 素 的 研 究 思 路 是 应 用 非 达 西 渗流 理 论 ,在 建 立 非 达 西 渗 流 数 学 模 型 的 基 础 上 ,通 过求 解 不 同 条 件 下 水 驱 前 缘 含 水 饱 和 度 和 驱 替 相 压 力分 布 ,分 析 影 响 特 低 渗 透 油 藏 驱 替 效 果 的 主 要 因 素 。1. 1  模 型 的 建 立模 型 的 基 本 假 设 包 括 : ① 流 体 为 不 可 压 缩 且 不互 溶 的 非 混 相 一 维 流 动 ; ② 水 为 润 湿 相 ,被 驱 原 油 为非 润 湿 相 ; ③ 水 的 流 动 为 达 西 流 动 ,油 的 流 动 符 合 修正 的 达 西 定 律 ; ④ 流 体 流 动 符 合 连 续 性 方 程 。 基 于这 些 假 设 ,由 修 正 的 达 西 公 式 及 连 续 性 方 程 ,可 得 油水 两 相 渗 流 的 水 相 压 力 分 布 偏 微 分 方 程 和 考 虑 毛 细管 压 力 的 两 相 驱 替 前 缘 含 水 饱 和 度 分 布 偏 微 分 方程 [ 6 - 7 ]。水 相 压 力 分 布 方 程 为99x λ999x λ 0(1)λ =λ o +λ w = )式 中 : 离 点 源 的 位 置 , 为 油 相 和 水相 流 度 之 和 ,μ (s) ; 井 底 压 力 , o 为 油 的 流 度 ,μ (s) ; 毛 细 管 压 力 , 油 和 水 总 流 量 , s;λ w 为 水 的 流 度 ,μ (s) ; 石 渗 透 率 , 10 - 3μ 日 期 2006 - 09 - 14;改 回 日 期 2006 - 11 - 01。作 者 简 介 :王 文 环 ,女 ,高 级 工 程 师 , 1991年 毕 业 于 石 油 大 学 (华 东 )石 油 地 质 专 业 , 2000年 和 2004年 分 别 获 该 校 油 气 田 开 发 工 程 专 业 硕 士和 博 士 学 位 ,现 从 事 油 田 开 发 研 究 工 作 。 联 系 电 话 : (010) 51616598, E -   气   地   质   与   采   收   率2006年 11月             C       第 13卷   第 6期© 1994 ;μ o 和 μ w 分 别 为 油 和水 的 粘 度 , s。考 虑 毛 细 管 压 力 的 两 相 驱 替 前 缘 含 水 饱 和 度 分布 方 程 为< 9 q( t)A · 9 99x λ o fw 9 0 (3) λ λ w(4)式 中 : <为 孔 隙 度 ; 水 相 饱 和 度 ; 一时 刻 , s; q ( t)为 体 积 流 量 , s; A 为 过 水 断 面 面积 , 含 水 率 。式 (1)和 式 (3)均 为 非 线 性 方 程 ,分 别 采 用 8 - 9 ]进 行 差 分 数 值 计 算 ,通 过 隐 式 求 解 压 力 ,显式 求 解 饱 和 度 。1. 2  计 算 结 果 分 析启 动 压 力 梯 度   由 计 算 结 果 可 见 (图 1,图 2) ,启 动 压 力 梯 度 的 存 在 造 成 了 见 水 前 缘 平 均 含 水 饱 和度 的 降 低 和 驱 替 相 压 力 的 升 高 ,驱 替 效 果 变 差 。 因为 随 着 启 动 压 力 梯 度 的 增 加 ,原 油 的 表 观 粘 度 增 大 ,水 窜 现 象 加 剧 ;同 时 造 成 油 水 两 相 区 内 渗 流 阻 力 增加 ,注 入 压 力 升 高 。 即 在 特 低 渗 透 油 藏 的 实 际 开 发过 程 中 ,启 动 压 力 梯 度 的 存 在 造 成 油 井 见 水 早 ,含 水上 升 快 ;注 水 井 注 入 压 力 高 ,注 水 困 难 。图 1  启 动 压 力 梯 度 对 前 缘 含 水 饱 和 度 分 布 的 影 响图 2  启 动 压 力 梯 度 对 驱 替 相 压 力 分 布 的 影 响毛 细 管 压 力   毛 细 管 压 力 的 存 在 将 导 致 见 水 前缘 含 水 饱 和 度 降 低 ,含 水 饱 和 度 前 缘 超 前 ,水 淹 区 内的 含 水 饱 和 度 趋 于 均 匀 ;同 样 亦 造 成 驱 替 相 压 力 的增 加 (图 3,图 4)。 即 在 特 低 渗 透 油 藏 的 实 际 开 发过 程 中 ,毛 细 管 压 力 的 存 在 将 造 成 油 井 见 水 早 ,注 水井 注 入 压 力 高 。 因 此 ,启 动 压 力 梯 度 和 毛 细 管 压 力是 影 响 特 低 渗 透 油 藏 驱 替 效 果 的 主 要 因 素 ,是 特 低渗 透 油 田 难 以 开 发 的 主 要 原 因 之 一 。图 3  毛 细 管 压 力 对 前 缘 含 水 饱 和 度 分 布 的 影 响图 4  毛 细 管 压 力 对 驱 替 相 压 力 分 布 的 影 响2  非 线 性 弹 性 渗 流 理 论 与 开 采 特 征 影响 因 素油 气 储 层 是 典 型 的 多 孔 介 质 ,由 于 岩 石 颗 粒 分选 差 异 较 大 ,多 孔 介 质 内 部 的 孔 隙 空 间 形 状 极 其 复杂 。 当 储 层 压 力 发 生 变 化 时 ,岩 石 所 产 生 的 变 形 将对 流 体 和 储 存 空 间 产 生 很 大 的 影 响 ,进 一 步 影 响 到多 孔 介 质 的 渗 流 特 征 。在 弹 性 驱 动 的 假 设 下 ,储 层 的 弹 性 性 质 在 压 力下 降 及 压 力 恢 复 后 都 将 保 持 不 变 。 但 实 际 上 ,室 内试 验 和 矿 场 生 产 动 态 都 表 明 ,油 气 储 层 随 着 地 层 压力 的 变 化 具 有 明 显 的 不 可 逆 性 或 部 分 不 可 逆 性 ,即储 层 具 有 弹 塑 性 特 征 [ 10 - 11 ]。 某 些 岩 石 在 地 层 压 力明 显 变 化 时 仅 发 生 弹 性 变 形 ,流 体 在 此 类 岩 石 中 的渗 流 符 合 弹 性 渗 流 理 论 。 而 某 些 岩 石 在 负 荷 变 化后 ,不 能 完 全 恢 复 本 身 的 原 始 性 质 ,发 生 弹 塑 性 变形 ,流 体 在 此 类 岩 石 中 的 渗 流 符 合 非 线 性 弹 性 渗 流理 论 [ 12 ] ,非 线 性 弹 性 渗 流 是 弹 塑 性 渗 流 中 的 一 种 特殊 情 况 。特 低 渗 透 油 藏 开 采 特 征 影 响 因 素 研 究 的 思 路是 :应 用 非 线 性 弹 性 渗 流 理 论 ,在 建 立 非 线 性 弹 性 渗流 数 学 模 型 的 基 础 上 ,求 解 地 层 压 力 的 分 布 ,研 究 影响 特 低 渗 透 变 形 介 质 油 藏 开 采 特 征 的 主 要 因 素 。2. 1  数 学 模 型 的 建 立假 定 地 层 参 数 随 地 层 压 力 呈 指 数 变 化 [ 12 - 13 ] ,且所 有 的 形 变 都 是 完 全 可 逆 的 ,并 且 在 虎 克 定 律 适 用的 范 围 内 ,那 么 就 可 以 得 到 非 线 性 弹 性 渗 流 的 泛 定方 程·47· 油   气   地   质   与   采   收   率                           2006年 11月  © 1994 (5)φ = e[β ( p - ] (6)n = μ 0α(7)式 中 :φ 为 关 于 压 力 的 函 数 ; 压 系 数 ; 率 变 化 综 合 系 数 与 孔 隙 和 流 体 综 合 压 缩 系 数 之比 ;β 为 孔 隙 和 流 体 综 合 压 缩 系 数 , ; 前地 层 压 力 , 原 始 地 层 压 力 , 原 始地 层 压 力 下 的 渗 透 率 , 10 - 3μ <0 为 原 始 地 层 压 力下 的 孔 隙 度 ;μ 0 为 地 层 原 油 粘 度 , s;α 为 渗 透率 综 合 变 化 系 数 ,。对 式 (5)进 行 有 限 差 分 求 解 [ 7 - 8 ] ,从 而 求 出 地层 压 力 的 分 布 。2. 2  结 果 分 析内 边 界 定 产 条 件 下 的 地 层 压 力 分 布   在 定 产 生产 条 件 下 ,计 算 不 同 地 层 渗 透 率 变 化 系 数 对 应 的 地层 压 力 分 布 ,其 结 果 是 地 层 渗 透 率 变 化 系 数 越 大 ,地层 压 力 降 低 越 急 剧 (图 5)。 试 验 证 明 储 层 的 渗 透 率越 小 ,压 力 敏 感 性 越 强 ,即 地 层 渗 透 率 变 化 系 数 就 越大 。 因 此 ,在 实 际 生 产 过 程 中 ,特 低 渗 透 油 藏 地 层 压力 下 降 快 ,造 成 产 量 递 减 快 。 尤 其 在 异 常 高 压 特 低渗 透 油 藏 中 ,由 于 孔 隙 压 力 高 ,在 降 压 开 采 的 过 程中 ,其 储 层 压 力 敏 感 性 更 强 ,即 渗 透 率 变 化 系 数 更大 ,产 量 递 减 会 更 快 。图 5  不 同 渗 透 率 变 化 系 数 条 件 下 地 层 压 力 分 布 曲 线内 边 界 定 产 条 件 下 的 流 压 分 布   由 井 底 流 压 和产 量 关 系 可 以 看 出 :当 井 底 流 压 一 定 时 ,变 形 越 严 重的 油 藏 产 量 越 低 ;而 当 产 量 一 定 时 ,变 形 越 严 重 的 油藏 井 底 流 压 越 低 ,即 生 产 压 差 越 大 (图 6) ,也 就 是 弹塑 性 越 大 的 油 藏 产 能 越 低 。 油 藏 的 弹 塑 性 是 影 响 特低 渗 透 油 藏 的 产 能 和 产 量 递 减 的 主 要 因 素 。图 6  生 产 井 指 示 曲 线3  结 论 与 认 识启 动 压 力 梯 度 和 毛 细 管 压 力 的 存 在 是 特 低 渗 透油 田 难 以 开 发 的 主 要 原 因 之 一 。 在 特 低 渗 透 油 藏 的开 发 中 ,应 采 取 提 高 驱 替 压 力 梯 度 或 减 小 启 动 压 力梯 度 以 及 降 低 毛 细 管 压 力 的 措 施 。 例 如 适 当 缩 小 注采 井 距 可 提 高 驱 替 压 力 梯 度 ,采 取 整 体 压 裂 措 施 可减 小 启 动 压 力 梯 度 ,通 过 气 驱 或 活 性 水 驱 油 可 减 小毛 细 管 压 力 。 因 此 ,合 理 井 距 确 定 、 整 体 压 裂 设 计 及合 理 开 发 方 式 优 选 是 特 低 渗 透 油 藏 开 发 技 术 政 策 研究 的 重 点 内 容 。在 特 低 渗 透 油 藏 中 ,由 于 油 藏 弹 塑 性 更 强 ,随 着地 层 压 力 的 下 降 ,对 油 层 渗 透 率 伤 害 更 强 ,将 导 致 产量 快 速 递 减 ,该 过 程 的 不 可 逆 性 也 将 严 重 影 响 开 发效 果 。 因 此 ,在 开 发 过 程 中 ,尤 其 是 异 常 高 压 特 低 渗透 油 藏 应 以 保 持 地 层 压 力 为 前 提 ,才 能 取 得 较 好 的开 发 效 果 ,可 见 合 理 转 注 时 机 是 特 低 渗 透 油 藏 开 发技 术 政 策 研 究 的 另 一 重 点 内 容 。参 考 文 献 :[ 1 ]   李 道 品 . 低 渗 透 砂 岩 油 田 开 发 [M ]. 北 京 :石 油 工 业 出 版 社 ,1997: 114 - 152.[ 2 ]   黄 延 章 . 低 渗 透 油 层 渗 流 机 理 [M ]. 北 京 :石 油 工 业 出 版 社 ,1987: 30 - 101.[ 3 ]  冯 文 光 ,葛 家 理 . 单 一 介 质 、 双 重 介 质 中 非 定 常 非 达 西 低 速 渗流 问 题 [ J ]. 石 油 勘 探 与 开 发 , 1985, 12 (1) : 56 - 67.[ 4 ]  邓 英 尔 ,闫 庆 来 ,马 宝 歧 . 界 面 分 子 力 作 用 与 渗 透 率 的 关 系 及其 对 渗 流 的 影 响 [ J ]. 石 油 勘 探 与 开 发 , 1998, 25 (2) : 46 - 49.[ 5 ]  何 秋 轩 ,阮 敏 ,王 志 伟 . 低 渗 透 油 藏 注 水 开 发 的 生 产 特 征 及 影响 因 素 [ J ]. 油 气 地 质 与 采 收 率 , 2002, 9 (2) : 6 - 9.[ 6 ]  葛 家 理 . 现 代 油 藏 渗 流 力 学 原 理 (上 、 下 册 ) [M ]. 北 京 :石 油 工业 出 版 社 , 2003: 1 - 7.[ 7 ]  张 建 国 ,雷 光 伦 ,张 艳 玉 . 油 气 田 渗 流 力 学 [M ]. 东 营 :石 油 大学 出 版 社 , 1998: 139 - 171.[ 8 ]  韩 大 匡 ,陈 欣 雷 ,闫 存 章 . 油 藏 数 值 模 拟 基 础 [M ]. 北 京 :石 油工 业 出 版 社 , 1993: 149 - 215.[ 9 ]  李 允 . 油 藏 模 拟 [M ]. 东 营 :石 油 大 学 出 版 社 , 1999: 76 - 105.[ 10 ] 刘 建 军 ,刘 先 贵 . 有 效 压 力 对 低 渗 透 多 孔 介 质 孔 隙 度 、 渗 透 率的 影 响 [ J ]. 地 质 力 学 学 报 , 2001, 7 (1) : 41 - 44.[ 11 ] 宋 付 权 . 变 形 介 质 低 渗 透 油 藏 的 产 能 分 析 [ J ]. 特 种 油 气 藏 ,2002, 9 (4) : 33 - 35.[ 12 ] 戈 尔 布 诺 夫 A T. 异 常 油 田 开 发 [M ]. 章 树 宝 ,译 . 北 京 :石 油 工业 出 版 社 , 1987: 9 - 15.[ 13 ] 杨 满 平 . 低 渗 透 变 形 油 藏 合 理 生 产 压 差 研 究 [ J ]. 油 气 地 质 与采 收 率 , 2004, 11 (5) : 41 -   刘 北 羿·57·  第 13卷   第 6期                 王 文 环 :特 低 渗 透 油 藏 驱 替 及 开 采 特 征 的 影 响 因 素                  © 1994
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:特低渗透油藏驱替及开采特征的影响因素
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-18687.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开