我國海上低滲油田分類標準研究＊

張金慶 楊凱雷 梁 斌

（中海油研究總院）

我國海上低滲油田分類標準研究＊

張金慶 楊凱雷 梁 斌

（中海油研究總院）

在分析低滲油田國家分類標準的基礎上，基于低滲油田啟動壓力梯度和巖心應力敏感性實驗，形成了我國海上低滲油田分類標準：滲透率在10～50 mD的油田為一般低滲透油田，此類油田儲層可忽略啟動壓力梯度和壓敏效應；滲透率在5～10 mD的油田為特低滲透油田，此類油田儲層存在啟動壓力梯度，但壓敏效應可忽略；滲透率低于5 mD的油田為超低滲透油田，此類油田儲層同時存在啟動壓力梯度和壓敏效應。根據這一分類標準，可以較好地梳理中國近海低滲油田的油氣資源，篩選出在目前技術和經濟條件下適合開采的低滲油田。

海上低滲油田 分類標準 應力敏感性 啟動壓力梯度

隨著中國海洋石油開發力度加大，越來越多的優質儲量已被動用，而未開發儲量中低滲難采儲量越來越多。據不完全統計，中國海油2009年的低滲油田產量近100萬m3，低滲產量占總產量的比例較低。隨著中國近海深層油田勘探的進行，低滲油田的探明儲量比例會越來越大。由于海上油田開發受環境和成本的制約，其低滲油田的開發比陸上油田更加困難。為充分動用海上低滲油田的儲量，提高低滲油田的產量比例，技術上必須更先進，評價上必須更準確。

低滲油田存在啟動壓力梯度和應力敏感現象[1－4]，這些非線性滲流現象增加了低滲油田的開發難度。由于啟動壓力梯度決定了開發井距的大小，應力敏感決定了生產壓差的大小，而井距和壓差則是影響油田開發效果的關鍵因素之一，因此有必要確定存在啟動壓力梯度和（或）應力敏感時的滲透率上限值，將我國海上低滲油田按滲透率進行分類，篩選出在目前技術和經濟條件下適合開采的海上低滲油田。

1 低滲油田國家分類標準

低滲油田是一個相對概念，目前世界上沒有一個統一的標準。美國將滲透率不大于100 mD的油田稱為低滲油田，前蘇聯將滲透率為50～100 mD的油田稱為低滲油田。我國國家標準將滲透率低于50 m D的油田稱為低滲油田。這一分類標準是基于陸上不同滲透率巖心的驅替試驗結果（圖1）。從圖1可以看出：當滲透率高于50 mD時，隨著滲透率增加，無水采收率和最終采收率基本不變，因此將滲透率值50 mD作為低滲油田的上限。

圖1 驅替速度為0.52×10－5 m/s時采收率與滲透率關系[5]

基于大慶油田外圍三肇地區的單層試油得出了圖2所示的單位厚度采油量與滲透率的關系[5]。從圖2看出：當滲透率為10 m D時，單位厚度采油量僅為0.5 t/（d·m）；當滲透率大于10 mD時，單位厚度采油量隨滲透率的增加而急劇增加；當滲透率小于10 mD時，單位厚度采油量隨滲透率的增加而增加的幅度較小，因此將滲透率值10 mD作為一般低滲油田和特低滲油田的分界限。對于滲透率小于1 m D的油田，在常規開發方式下沒有產量，而通過簡單的壓裂改造后仍有一定的生產能力。因此，低滲油田更進一步的分類是：滲透率在10～50 mD的油田為一般低滲油田，滲透率在1～10 m D的油田稱為特低滲油田，滲透率小于1 mD的油田稱為超低滲油田。

2 我國海上低滲油田分類標準

目前我國低滲油田分類標準僅考慮了低滲油田的采油能力和增產措施，沒有考慮低滲油田內在的滲流特征和規律。因此，有必要在低滲油田國家分類標準的基礎上，結合低滲巖心的啟動壓力梯度和應力敏感實驗，對低滲油田重新進行分類，形成我國海上低滲油田分類標準。

2.1 啟動壓力梯度和應力敏感實驗

當儲層滲透率降到一定程度后，油水滲流具有明顯的非達西滲流特征，即當驅動壓力梯度達到一定值后流體才開始流動，此時的驅動壓力梯度為啟動壓力梯度[5]。

圖3為某低滲油田巖心的啟動壓力梯度實驗結果，可以看出：當滲透率低于10 mD時，啟動壓力梯度隨滲透率的減小而急劇增加，啟動壓力梯度的影響不可忽略；當滲透率高于10 mD時，啟動壓力梯度很小，幾乎可以忽略不計。由此可見，滲透率值10 mD可以視為存在啟動壓力梯度的上限值，低于10 mD時必須考慮啟動壓力梯度的影響，高于10 mD時可忽略啟動壓力梯度的影響。

低滲油藏在開發過程中，由于壓力下降導致巖石骨架變形，使孔隙度、滲透率降低且不可逆，此現象為應力敏感現象[6]。基于陸上某低滲油田16塊低滲巖心的應力敏感實驗[7]，得到了滲透率損失率與初始滲透率關系曲線（圖4）。

圖4 某低滲油田16塊巖心滲透率損失率與初始滲透率關系圖[7]

從圖4可以看出：當滲透率大于5 mD時，滲透率損失率小于5%，其影響可以忽略不計，這種條件下油田開發時可以像常規儲層一樣通過放大生產壓差來提高單井產能；當滲透率小于5 mD時，滲透率損失率急劇增大，且隨滲透率的減小而增加。由此可見，滲透率等于5 mD可作為巖心存在應力敏感現象的上限值，低于5 m D時必須考慮應力敏感的影響，高于5 mD時可忽略應力敏感的影響。

2.2 海上低滲油田分類標準

基于以上啟動壓力梯度和應力敏感實驗的研究成果，確定海上低滲油田存在啟動壓力梯度的滲透率上限值為10 mD，存在應力敏感的滲透率上限值為5 mD。結合這2個滲透率上限值，可將海上低滲油田分為3類：滲透率在10～50 mD的油田為一般低滲透油田，此類油田儲層可忽略啟動壓力梯度和壓敏效應，可按常規物性油田的開發思路開發；滲透率在5～10 m D的油田為特低滲透油田，此類油田儲層存在啟動壓力梯度，但壓敏效應可忽略，可根據具體油田的地質油藏特征優選相對好的區塊或層段開發；滲透率低于5mD的油田為超低滲透油田，此類油田儲層同時存在啟動壓力梯度和壓敏效應，在目前海上技術經濟條件下不具備開發條件。

3 結束語

基于低滲油田國家分類標準，借助低滲油田巖心的啟動壓力梯度和應力敏感實驗，將海上低滲油田分為一般低滲透油田（滲透率在10～50 m D）、特低滲透油田（滲透率在5～10 mD）和超低滲透油田（滲透率低于5 mD）。應用這一分類標準可以較好地梳理中國近海低滲油田的油氣資源，即在目前海上開發技術和經濟條件下主要考慮開發滲透率在10～50 mD的低滲油田；對于滲透率在5～10 mD的特低滲透油田，可在已開發低滲油田中優選相對好的區塊或層段采取措施進行開發；對于滲透率低于5 mD的超低滲透油田則暫不考慮，從而使海上低滲油田的開發變得有的放矢。

[1] 李中鋒.低滲透儲層非達西滲流機理探討[J].特種油氣藏，2005，2（5）：27－32.

[2] 李道品.高效開發低滲透油藏的關鍵和核心[J].低滲透油氣田，2006，11（3）：1－7.

[3] 許家峰，孫福街，田冀，等.考慮啟動壓力梯度時普通稠油非線性滲流模型解析求解方法[J].中國海上油氣，2011，23（1）：32－35.

[4] 羅二輝，王曉冬.雙重低滲介質含啟動壓力梯度不定常滲流研究[J].中國海上油氣，2011，23（5）：318－321.

[5] 李道品.低滲透砂巖油田開發[M].北京：石油工業出版社，1997.

[6] 張浩，康毅力，陳一健，等.鄂爾多斯盆地北部致密砂巖氣藏應力敏感性實驗分析[J].低滲透油氣田，2005，10（1）：17－20.

[7] 王秀娟，趙永勝，文武，等.低滲透儲層應力敏感性與產能物性下限[J].石油與天然氣地質，2003，24（2）：162－165.

A classification of low－permeability oilfields offshore China

Zhang Jinqing Yang Kailei Liang Bin
（CNOOC Research Institute，Beijing，100027）

According to an analysis of the national classification for low－permeability oilfields and some experiments of threshold pressure gradient and core stress sensitivity in low－permeability oilfields，a new classification was developed for the low－permeability oilfields offshore China.In this new classification，the oilfields with permeability between 10～50 mD are considered as GENERAL low－permeability oilfields，in whose reservoirs the effects of threshold pressure gradient and stress sensitivity can be ignored；the oilfields with permeability between 5～10 mD are referred to SPECIAL low－permeability oilfields，in whose reservoirs the stress sensitivity effect can be ignored，but the effect of threshold pressure gradient exists；and the oilfields with permeability below 5 mD are referred to ULTRA low－permeability oilfields，in whose reservoirs both the effects of threshold pressure gradient and stress sensitivity exist.This new classification can be used to classify reasonably the low－permeability hydrocarbon resources offshore China and select the low－permeability oilfields that can be developed effectively under the present technology and economy.

low－permeability oilfield；classification；stress sensitivity；threshold pressure gradient

＊中海油研究總院2009—2011年度綜合科研項目“海上三低油田開發關鍵技術評價研究”部分研究成果。

張金慶，男，教授級高級工程師，現任中海油研究總院開發研究院院長，主要從事油氣田開發及數值模擬方面的研究。地址：北京市東城區東直門外小街6號海油大廈（郵編：100027）。電話：010－84522170。

2012－02－24

（編輯：楊 濱）