合水油區低滲油藏高效開發技術研究

陳愛軍，犍召奇，王海利 （中石油長慶油田分公司超低滲透油藏第一項目部，甘肅 慶陽745400）

姜漢峰 （中石油塔里木油田分公司油氣生產技術部，新疆 庫爾勒841000）

宛利紅 （長江大學計算機科學學院，湖北 荊州434023）

高碩 （中石油渤海鉆探工程有限公司油氣井測試分公司，河北 廊坊065007）

合水油區位于鄂爾多斯盆地伊斜坡西南部，開發區塊位于甘肅省慶陽市合水縣、寧縣和正寧縣境內，屬于三疊系油層，主要開采層位有長3、長6、長7和長8油層組。滲透率普遍都小于0.1mD，是典型的超低滲透油藏。經過多年反復勘探，2008年才大規模滾動式的開采。截止2012年底，有油井1200余口，水井300余口，年產原油80×104t，大部分區域實行超前注水開發，從2010年開始，陸續開發了40余口水平井，但尚未投入對應注水井，屬于水平井開發的起步階段。超低滲透油藏的開發是長慶油田的一大技術創新和發展趨勢。

1 制約合水油區開發效率的主要原因

在低滲油田的開發過程中，單井產能主要依靠井筒供液，往往一口新井投產后不久就因為供液不足導致油井間開甚至停井，這種現象嚴重制約了低滲油田的開發。

合水油區某區塊2012年12月單井日產小于1t的井數占了該開發區塊總井數的46.88%，但產能卻只占了總產能的0.85%。根據測井資料顯示，日產小于1t的井98%都是由于供液不足造成的。造成井筒供液不足的原因一般有2個方面：地層能量不足，致使地層液體無法向筒匯聚；地層物性差，滲流阻力大導致地層液體無法向井筒匯聚。

2 提高合水油區開發效果的措施

根據生產實踐經驗來看，目前主要有超前注水、重復壓裂和水平井開采3種方式可以改善合水油區的開發效果。

2.1 超前注水提高地層能量

地層能量不足對低滲油藏開發的不利影響表現在：低滲油藏（尤其在特低滲和超低滲油藏）開發時，地層壓力降低到飽和壓力以下時，地層原油開始脫氣，原油脫氣就會使地層原油的黏度、密度增大，體積系數會減小，增大原油的滲流阻力。同時由于地層壓力的下降，油層孔隙度和滲透率都將會減小，導油的微裂縫也將閉合，使得部分脫出氣體難以通過很小的孔道而被滯留于地層中，形成“賈敏效應”，減少了有效的油流通道，由于壓降減小的滲透率再進行地層注水增壓也只能恢復到原來的60%～80%，且由此造成的許多其他地層傷害是不可恢復的［1－2］。

低滲油藏實施超前注水來提高地層壓力以克服壓力梯度高的困難。超前注水是指注水井在生產井投產前投注，經過一定時間注水，使地層壓力在生產井投產前高于原始地層壓力，生產井投產時其泄油面積內含油飽和度不低于原始含油飽和度，地層壓力高于原始地層壓力，并建立起有效驅替體系的一種注水方式。雖然低滲油藏實行超前注水并不能改變地層流體的啟動壓力，卻能有效增加地層壓力，加大生產壓差，提高驅動壓力，當地層中任意一點的壓力高于啟動壓力后，在油層中就可以建立起有效地驅替壓力系統，可以減少啟動壓力的影響，從而提高可動油的動用程度，提高原油的采收率［3］。

表1 長慶油田各油田區塊超前注水與非超前注水單井開采效果對比

實施超前注水對開發低滲透油田和油田持續發展具有重要意義［4］。表1表示了長慶油田實施超前注水和非超前注水效果差異，說明超前注水能夠提高低滲油藏的開采效益。

2.2 通過壓裂措施改善地層物性，降低滲流阻力

改善地層物性，主要表現在構建有利的油流通道上面，壓裂措施是低滲油田開發中用來構建有利油流通道最常見也是最有效的方法。

合水油區的油井在投產前都會采取壓裂措施來構建有利的油流通道。同時，壓裂措施也是該油區老井穩產的主要手段。表2是該油區2012年部分老井的壓裂效果對比，能看出在該區域壓裂措施的效果比較明顯和穩定。

表2 長慶油田合水油區壓裂措施效果對比

2.3 水平井開采，降低開采過程對地層滲流能力的要求

圖1 水平井井底滲流示意圖

圖2 直井井底滲流示意圖

目前，低滲油田主要還是采用常規的直井進行開采，直井的井底滲流模式是典型的徑向流，在該滲流模式下流體向井筒匯聚是需要一個附加的啟動壓力，并且這個啟動壓力跟地層滲透率成反比，也就是說滲透率越低，流體像井筒匯聚時所需要的附加啟動壓力就越大。這對于物性較好的油田來說無關緊要，但是對低滲油田的開發而言，這個附加的啟動壓力就成了地層原油能否想井筒匯聚的關鍵因素了，為了降低對這個附加壓力的要求，可以采用水平井開采的方式來進行開發。相對垂直井的壓降漏斗集中在井地附近的滲流特性，水平井泄油半徑到井筒的壓力變化幾乎成線性。也就是說，水平井在近井地帶的壓降要比直井附近的壓降小得多。這種線性變化可以從2個方面理解：從水平面上看，水平井的流動是近似平行的線性流（見圖1），而直井的流動是徑向流（見圖2）。水平井單位長度上獲得的流量較小，液流幾乎平行流向井眼，這樣在穩態條件下，滲流截面上流量變化不大，壓降主要受滲流距離影響，而直井從供油邊界到近井地帶，不同滲流截面上流量變化相對較大，因而壓降變化就更為明顯［5－6］。

長慶油田合水油區某區塊現有油井共849口，其中直井835口，水平井14口，直井采用注水的方式開采，水平井目前還沒有對應的注水井，靠自然能進行開采。即便如此，水平井的平均日產量也是直井的3～4倍（見表3）。

表3 合水油區某區塊水平井與直井單井開采效率對比

3 結論和建議

1）低滲油田的開發效率比較低，井筒供液不足是制約高效開發效率的主要原因。

2）超前注水、壓裂和水平井開發等措施是提高低滲油田開發效率的有效方法。

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