低滲透砂巖油藏水平井開發物理模擬研究

張威

(遼河油田淺海石油開發公司海南作業區,遼寧盤錦 124010)

低滲透砂巖油藏水平井開發物理模擬研究

張威

(遼河油田淺海石油開發公司海南作業區,遼寧盤錦 124010)

水平井開發油藏是提高儲量控制程度和改善油田開發效果的重要手段。隨著經濟全球化的發展,各國之間的經濟競爭出現愈演愈烈之勢,在石油作為主要工業燃料之際,經濟的競爭即為石油的競爭?；谶@種情況,在低滲透砂巖地區進行水平井石油開發物理模擬研究顯得尤為必要。

低滲透砂巖 水平井 物理模擬

我國幅員遼闊，海陸相接，物產資源豐富。已探明的石油儲量約九百四十億噸，但可供開采的石油資源僅為一百六十億噸。經過五十多年的開采，目前我國的石油最多還能使用八十年。由于石油儲量的日益減少，我國在使用進口石油的同時，應改進石油開采技術，減少由于開采不當造成的石油資源浪費。因此，對石油開采技術提出更多更高的要求。

1 影響水平井開發低滲透砂巖油藏的因素

(1)我國低滲透砂巖油藏的特征：①儲藏地域分散性大。我國石油儲備主要集中在黑龍江、塔里木、鄂爾多斯、渤海、四川、準格爾、柴達木、東海陸架八大層積盆地。這些儲油地區多分散在我國的東部和北部一帶，油田分散性大。②儲油層自然產能低，對石油開采技術的要求高。儲油層以層狀低滲透砂巖為主，油井鉆探過程中需要對儲油層進行不間斷地改造。③含油飽和度受儲油層不規則的影響，孔隙度和滲透率有較大變化。④存在層間裂縫。由于石油的儲存以大地為依托，大地經過歷史沉積，土壤層呈層狀分布，層狀土壤與層狀土壤之間會出現裂縫。⑤油質情況差。石油埋藏于地底下難免會與土壤粘合在一起，土壤對油質情況有影響。⑥低滲透性砂巖不利于油層的流動。油層流動性差，在開采過程中油層壓力大，產能低。⑦原油粘度低，密度小，性質較好。

(2)利用水平井開發低滲透油藏需要考慮的因素：①油藏深度。現階段，受我國石油開發技術和經濟條件的限制，我國石油水平井開采技術能開采的石油深度為一千米至六千米，并且，這一石油開采深度還受設備和地質條件的約束。②油藏構造。油藏構造較多地與地質條件相關聯。當儲油層構造較為平緩時，開采石油可以利用地層傾斜角較小的特點布置鉆水平井。當儲油層構造情況復雜時，則需要依據實際情況布置水平井。③油層厚度。當油層厚度超過2米時，選擇用水平井開采，若油層厚度小于2米，則需要將開采的成本和效益進行比較，選擇合適的開采方案。

2 低滲透砂巖油藏水平井開發物理模擬研究

迄今為止，國內外在低滲透砂巖油藏水平井開發上已做了大量物理模擬研究，但由于人工無法制作低滲透率的砂巖模型，這些物理模擬研究多以模擬研究效果不明顯或失敗而告終。進行低滲透砂巖油藏水平井開發物理模擬研究，需要控制所選取的砂巖滿足模擬的要求。本文采用低滲透率的天然砂巖作為可控對象，用樹脂進行封裝，研究砂巖的孔隙結構與孔滲特征對水平井開發石油的影響，經過模擬的可行性分析，對水平井定壓開采條件下的產量變化情況及壓力場分布特征進行了說明。

(1)物理模型制作：①選取天然低滲透砂巖，固定露頭尺寸為30cm×25cm×5cm。②布置測壓點，在測壓點處粘牢墊木并鉆孔，并將壓力傳感器的接頭固定在孔內。③在露頭側面中部開寬0.5毫米，長30厘米的水平槽，用以模擬水平井。④用墊木片密封好水平槽，并記錄水平槽在墊木片上的位置。⑤在其它側面布置抽真空孔的位置并在這些真空孔的位置上粘好墊木片，用樹脂進行澆鑄。⑥待樹脂固化后，用電鉆在抽真空孔位置和水平槽位置鉆孔，穿透樹脂層和墊木片。

(2)模型模擬可行性論證：模型模擬的可行性分析主要是選取本次物理模型中的6塊天然露頭鉆取的巖石作為研究對象，每個小巖心的直徑大概為2.5-2.8cm之間，采用標準測量方法，檢測小巖心的克氏滲透率，以明確該油田中天然露頭巖心的水平以及垂直方向。分別取水平和垂直方向的露天巖心，采用常規的壓力泵檢測巖心的常規承載壓力，從而能通過實踐掌握天然露天巖心的構成和基本孔滲的特征。本次研究中，其巖心結構和孔滲的特征效果圖如圖1所示。

由圖1可知，在不同的常規壓汞條件下，巖心中汞的飽和度會隨著毛管壓力的增加而逐漸下降。而本次研究的6塊巖石，共有巖心16塊，通過上述的實驗發現，巖心的平均孔隙度為15.23%。由此可見，采用天然露頭進行物理模擬實驗能較好地反映低滲透儲層的滲流特征。

(3)試驗分析：經試驗自動采集數據分析可知，水平井在開采初期，產量較高，隨著時間的推移，產量呈下降趨勢。本次模擬研究與真實石油開采過程極為相似，可依此次研究的結果分析真實的水平開采石油技術。在利用水平井開采石油的過程中，可通過加大壓力波增加石油的產量。

圖1 常規壓汞曲線圖

3 結語

石油是工業的血脈，工業的發展離不開石油。石油在日常生活

中的應用很廣泛，它是汽車、飛機、輪船和坦克運行的燃料，是纖維、橡膠、化肥和塑料制品制作的原材料，可以說人們的日常生活離不

開石油。市場對石油的需求量巨大，因而我國石油開采任務重大。雖

然只是物理模擬研究，但其得出的結論具有一定的參考價值，希望

能在具體的水平井開展石油的過程中提供有益的參考。

[1]沈瑞,胡志明,熊偉等.低滲透砂巖油藏水平井開發物理模擬研究[J].石油天然氣學報,2009,31(5).

[2]冉新權,程啟貴,屈雪峰等.特低滲透砂巖油藏水平井井網形式研

究[J].石油學報,2008,29(1).