裂縫性油藏注氣提高采收率

張志剛 高峰 劉志彬（中石化勝利油田分公司河口采油廠采油三礦 山東 東營 257000）

在全球范圍內，原油儲量的20%以上是由裂縫性油藏提供。裂縫性油藏經過衰竭式開采后，仍有大量的原油殘存在基巖中；殘存油量可以通過水驅有所降低，但是水驅會導致油井很快見水、含水率快速上升，從而導致水竄或是暴性水淹狀況；假若油藏是屬于油濕或中性潤濕，水驅則會為基巖阻礙只能將裂縫中的原油采出。注氣能夠有效提高原油采收率，將此技術用于裂縫性油藏，可以在保持地層壓力的同時提高驅油效率。

一、裂縫性油藏注氣開采特征

（1）注氣能夠提高原油采收率，但提高的幅度在不同的油藏有著較大的差異。

根據油藏的地質狀況不同，特別是裂縫發育狀況的差異性，使得注采井的分布情況、油藏和注入流體性質、油藏壓力與溫度條件、油藏流體的飽和度分布等都會有較大的差異，由于這些差異性的存在，導致注氣在不同裂縫性油藏的提高原油采收率程度也存在著很大的差別，有的可能增幅很大，有的則見效甚微。

（2）注氣作業時氣體突破時間和產油狀況都受到地質條件與注入井分布的影響

裂縫性油藏注氣開采時見氣時間主要受單井裂縫發育狀況和注入井位置分布的影響決定的。當注入氣體以后，氣體的流動方向受到單井裂縫發育狀況和注入井位置分布兩個因素的影響，同時由于重力的作用，氣體要向高位上升，驅使原油向下移。在多個因素的影響下，生產井見氣動態存在很大差異性。

（3）氣驅突破速度不一定比水驅突破速度快。

在同一個油藏中先后進行注水驅和注氣驅，對比生產井中水和氣的突破時間，發現雖然注入氣體的流動性比注入水的流動性大，但是氣體的突破速度未必快于水突破時間。

（4）氣驅波及范圍可能比水驅波及范圍大。

在裂縫性油藏注氣過程中，在驅動力作用下氣體進入裂縫中，同時氣體由于重力原因也會向儲層上部提升，從而在儲層上部水驅難以到達的裂縫與孔隙中注入氣體；在交叉流作用下氣體也與基巖和死端孔隙中的原油產生質量交換，使得油氣界面張力減小，從而驅動水驅不能達到的小孔隙基巖中的原油。綜合這些因素，使得氣驅波及范圍很可能比水驅波及范圍要廣。

（5）注氣會造成油藏油氣界面和油水界面發生變化，但其變化趨勢受到裂縫發育狀況的制約。

當裂縫性油藏帶有氣頂時，氣體從頂部注入后，會造成原有的油氣、油水界面下移，但是儲層裂縫的非均質性會造成地下流體運動方向和速度的不同，根據對監測井的觀察，發現油氣或油水界面變化趨勢存在較大的差異性。注入氣體在重力和驅動力雙重作用下，優先在大裂縫中運動，引起油氣、油水界面變化在裂縫發育程度不同的區域對注氣反應敏感程度差別很大。

二、裂縫性油藏注氣提高采收率技術研究現狀

1.室內實驗研究技術

室內實驗研究技術主要是通過各種物理模型，近似模擬裂縫性油藏中的注氣驅油過程，進而研究裂縫中的注氣驅油機理，對驅油效率進行評估，并對驅油效率的各個影響因素及其敏感性進行分析，例如注氣速度、裂縫參數（方向、密度、表面粗糙度、寬度等）、巖心長度、流體成分、驅替壓力等。注氣驅油物理模型一般采用的是多孔介質模型，常用的有以下4種：

（1）基巖采用圓柱形巖心垂直放置，裂縫用放置巖心的圓柱形容器與巖心之間的環形空間來模擬，驅替流體可以從容器上方注入，向下運動，也可以從容器下方注入，向上運動。

（2）兩塊或是多塊平板狀巖心垂直連接放置或是重疊放置，巖心塊之間的空隙作為裂縫，以此組合成驅替研究的多孔介質模型。

（3）人工造縫法，即使用薄刀片或是鋸子對完整的垂直巖心進行切割，以在巖心中產生一定的裂縫。這種造縫方法可以用刀片切割方向來控制裂縫方向，從而在研究裂縫方向對驅替效率的影響時較為方便。

（4）取一均質巖心，封閉其各個面，只留一個面不封閉，在該未封閉面與巖心夾持器或是容器之間保留一定空間，將該空間視為裂縫。注入氣體后，在裂縫處氣體與未封閉面內的巖心流體發生交換或流動。該巖心可以水平放置、垂直放置、倒置。該類模型常用于研究注氣過程中裂縫性介質擴散作用的影響，以及裂縫和基巖間重力、粘滯驅動力、毛管壓力和擴散作用等造成的交叉流動或是傳遞的工作機理。

2.數學模擬研究技術

數學模擬研究技術就是用數學表達式對裂縫性多孔介質內的流體在注氣過程中的滲流機理進行描述，從而分析注氣驅油機理，并對驅油動態進行預測。目前，一般根據是否考慮混相而分為兩種類型。

不考慮裂縫性介質中流體混相時，驅替數學模型一般分為單孔模型和雙孔模型兩類。其中單孔模型就是在忽略裂縫特殊性基礎上，用單孔數學模型對雙孔介質中注氣機理進行描述。但單孔模型忽略了介質雙重特性對氣驅過程的影響，存在著較大的局限性，難以對真實的注氣動態進行準確模擬。雙孔模型在注氣驅油數學模擬方法研究方面已有不少成果，但其大多數的數學模型中，都有較多的假設條件，一般只能對驅替機理的某一個參數或幾個參數進行模擬研究，在適用上具有較大的限制性，還需進一步完善。

考慮裂縫介質中流體混相時，其混相驅模型一般都設置流體為一次接觸混相，但是由于壓力、氣源等條件的影響，在實際生產中一次接觸混相在實現難度上要大于多次接觸動態混相，成本也要高，所以研究多次接觸混相驅適用的模型更為重要。

結束語

我國裂縫性儲層和發育裂縫的低滲透儲層都有著較廣泛的分布，隨著經濟需求的刺激以及石油工業自身的發展，該部分儲層的開發力度將不斷加大。但目前國內關于裂縫性油藏注氣提高采收率的研究還非常少，應該加強裂縫性儲層的地質與油藏工程研究，多開展雙孔介質注氣驅油的室內與理論研究，重視現場先導試驗的開展與研究總結等。

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