超低滲透油藏滲流模型及工藝技術(shù)研究

超低滲透油藏滲流模型及工藝技術(shù)研究

0研究完善了滲流模型，改進(jìn)了滲流控制水膜儲層薄，膠體含量高，孔喉嚨薄，壓力層設(shè)計和介質(zhì)變形，是低滲透儲層中最顯著的滲透特征，對油田的開發(fā)效果評價顯著。筆者在前人研究的基礎(chǔ)上，定量描述了超低滲透儲層與特低滲透儲層的微觀差異性，量化了啟動壓力梯度和壓力敏感系數(shù)的非線性變化規(guī)律，建立了超低滲透油藏考慮應(yīng)力敏感和啟動壓力梯度的滲流模型，研究并試驗了以小井距、小水量、超前注水、多級加砂壓裂，射孔射流壓裂為主體的開發(fā)技術(shù)，有效的改善了平面和剖面滲流條件，為規(guī)模開發(fā)超低滲透油藏提供了新途徑。1進(jìn)行澆注時的關(guān)鍵超低滲透儲層特征決定了超低滲透儲層滲流能力差，開發(fā)中存在明顯的啟動壓力梯度和應(yīng)力敏感特征，注水開發(fā)的難度和滲流阻力增大，實(shí)現(xiàn)裂縫與基質(zhì)的良好匹配，降低啟動壓力梯度和儲層壓敏傷害，建立注水滲流條件下的有效驅(qū)替是關(guān)鍵。1.1啟動壓力梯度的計算超低滲透油藏存在啟動壓力梯度，且隨著滲透率的降低，地層流體的啟動壓力梯度急劇增加，兩者之間呈冪函數(shù)關(guān)系，即式中，Go為啟動壓力梯度，MPa/m;K為滲透率，mDㄢ1.2應(yīng)力敏感系數(shù)超低滲透油藏大多屬于應(yīng)力敏感性油藏，隨著注入水的進(jìn)入或地層流體的采出，地層巖石的有效覆壓將會發(fā)生變化，巖石發(fā)生形變，從而引起地層孔隙度和滲透率發(fā)生變化，這種變化是不可逆的過程，最終影響油氣藏的產(chǎn)能和開發(fā)效果。通過長慶油田超低滲巖心室內(nèi)實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，儲層滲透率越小，其應(yīng)力敏感性越強(qiáng)。定義新的應(yīng)力敏感系數(shù)為式中，b為應(yīng)力敏感系數(shù)；Ko為滲透率初始值，10-3um2;K為滲透率，10-3um2；σ為應(yīng)力，MPa；σ0為初始應(yīng)力，MPa。巖心應(yīng)力敏感系數(shù)b與巖心初始滲透率Ko，在雙對數(shù)坐標(biāo)下呈線性關(guān)系（圖1）。對于超低滲透油藏，應(yīng)力敏感的影響顯著增加，只要存在壓力降，就會有滲透率的損失。因此，搞好超低滲透油藏開發(fā)的關(guān)鍵是保持合理的地層壓力。1.3預(yù)測計算公式根據(jù)非達(dá)西滲流試驗和壓力敏感試驗，建立了考慮啟動壓力梯度和巖石壓力敏感的數(shù)學(xué)模型，在均值無限大油藏中的一口井其產(chǎn)能預(yù)測公式為式中，k為滲透率，mD；μ為粘度，mPa.s;h為油層厚度，m;p為地層壓力，MPa;pwf為井低流壓，MPa;b為巖心應(yīng)力敏感系數(shù)；Go為啟動壓力梯度，MPa/m;re為注采井距，m;rw為井筒半徑，m。2超低滲透油藏開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)在定量描述了啟動壓力梯度和壓力敏感系數(shù)的非線性變化規(guī)律，建立了超低滲透油藏考慮應(yīng)力敏感和啟動壓力梯度的滲流模型的基礎(chǔ)上，研究并試驗了以小井距、超前溫和注水、多級加砂壓裂、水力射孔射流壓裂為主體的開發(fā)技術(shù)，有效改善了平面和剖面滲流條件，為開發(fā)超低滲透油藏提供了新途徑。2.1超前技能技術(shù)依據(jù)變形介質(zhì)的壓敏效應(yīng)機(jī)理和非達(dá)西滲流理論，創(chuàng)建了以提高地層能量、克服啟動壓力、降低壓敏傷害、建立有效的驅(qū)替壓力系統(tǒng)的超前注水技術(shù)，使得油井單井產(chǎn)量較以往提高了15%～20%。2.2超低排放控制集成應(yīng)用裂縫描述術(shù)、試井解釋、油藏描述、數(shù)值模擬、電模擬以及物理模擬技術(shù)，形成了井網(wǎng)及注采優(yōu)化技術(shù)，應(yīng)用該技術(shù)對超低滲油藏井網(wǎng)形式、井排距、注水參數(shù)、合理流壓進(jìn)行優(yōu)化，并對有效壓力系統(tǒng)進(jìn)行評價，制定了超低滲油藏開發(fā)技術(shù)政策系列，將排距由180～200m調(diào)整到130～150m，水量由40～50m3調(diào)整到15～25m3，超前注水采用階梯注水技術(shù)政策，即單井日注水量按5m3遞增的方式階梯配注，階梯配注15m3,20m3,25m3，每個階段30～20天，且周期縮短到2～4個月。通過現(xiàn)場實(shí)施，超低滲透儲層單井日產(chǎn)油穩(wěn)定在2.5t左右，開發(fā)效果較好。2.3層儲層重建技術(shù)2.3.1單井采空液破膠程度針對物性差、填隙物含量高的儲層，采用前置酸加砂壓裂技術(shù)，降低壓裂液濾餅傷害，提高壓裂液破膠程度，通過改善地層與裂縫以及裂縫內(nèi)部的連通性，達(dá)到提高單井產(chǎn)量的目的。在長慶油田前期試驗100余口井，與以前的常規(guī)壓裂井對比，平均單井日增油0.4t，在超低滲透油藏已推廣應(yīng)用10口井，平均試油產(chǎn)量21.9m3/d，增產(chǎn)效果良好。2.3.2實(shí)施了高效改造針對超低滲透厚油層的改造采用多級加砂壓裂技術(shù)，在保證橫向上深度改造的同時，實(shí)現(xiàn)了縱向上有效支撐、充分動用。在超低滲透油藏產(chǎn)建區(qū)取得了明顯的增產(chǎn)效果。與傳統(tǒng)壓裂工藝對比，PQ、BB216、SAI392井區(qū)的試驗井平均單井日增產(chǎn)0.5t/d以上。2.3.3低滲油層儲層采后，縫口易受蠟、垢的堵塞造成蠟、垢的堵塞。采用高效保井生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)效果好，井區(qū)、鄰井、井間密度好，經(jīng)濟(jì)效益高為提高橫向改造程度，采用直井水力射孔射流壓裂工藝技術(shù)，一是解決了近井地帶壓耗較大，而生產(chǎn)過程中縫口易受到蠟、垢的堵塞傷害的問題，二是解決了低滲厚油層儲層均一，采用常規(guī)壓裂措施，裂縫易于縱向延伸，不利于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)縫長的問題，該工藝已在XH、SAI392、ZH9等井區(qū)試驗了9口井，取得了較好的增產(chǎn)效果，單井產(chǎn)量高于鄰井0.3t/d以上。3啟動壓力梯度和應(yīng)力敏感系數(shù)對超低滲透油藏開發(fā)的影響(1）超低滲透儲層儲層顆粒細(xì)小，膠結(jié)物含量高，面孔率低，孔喉細(xì)微，決定了超低滲透儲層滲流能力差，。(2）啟動壓力梯度和應(yīng)力敏感系數(shù)與地層滲透率之間均為冪函數(shù)關(guān)系