低滲油藏超前注水滲流機理及開發技術

柴喜慶 中國石油長慶油田分公司第五采油廠

超前注水開發方式可以合理的補充地層能量，提高地層的壓力，使油井能夠長期保持較高的地層能量和旺盛的生產能力，產量遞減從而明顯減小[1]。同時該開發方式可以降低甚至避免因地層壓力下降造成的地層傷害，同時抑制油井的初始含水率，從而提高投產初期油田的產量，使得油田能夠保持較長的穩產期，減緩遞減，提高最終采收率。而且通過超前注水還可防止原油物性變差，從而導致滲流條件的變差，有效地保證原油滲流通道的暢通，提高注入水波及體積[2]。而超前注水作為一種全新的注水開發模式能較好地改善開發效果，但是目前針對超前注水改善開發效果機理的研究還不多。

一、儲層物性特性

研究區主力油層長'、長儲集層，屬三角洲前緣水下分流河道和河口壩沉積，主體帶展布方向為南西一北東向。疊合砂體厚度為，主體帶寬約，區內延伸約一。由巖心分析資料可知，屬低孔、特低滲的儲集層，其中長81 儲層物性最好，平均巖心分析孔隙度10%，平均滲透率17.5mD，原始含油飽和度為70%，油藏原始地層壓力18.2MPa，飽和壓力12.3MPa，從長8 完鉆的所有井看，油藏未見邊底水，含有溶解氣。油藏主要受到巖性變化控制，為砂巖巖性油藏。原始驅動類型為彈性溶解氣驅，屬低孔、低壓、低滲油藏。

長81 滲透率突進系數為1.667～20.16，平均6.86，突進系數大于4 的井點占75%以上，級差2.3～1125.6，平均265.5，級差大于100 的井點占60%。長81 儲層滲透率突進系數與級差的平面分布與砂體沉積微相的變化有關，沉積微相的變化大，儲層滲透率突進系數與級差就大，反之則小，非均質性也弱。以上說明長81 儲層層內非均質性嚴重。

二、超前注水滲流機理

滲流是流體在多孔介質中的流動，滲流的特征取決于滲流三大要素的變化，即流體主要是流體的組成和物理化學性質、多孔介質主要是多孔介質的孔隙結構和物理化學性質、流動狀況主要是流動的環境、條件和流體一固體之間的相互作用，這三大因素決定著滲流規律。

低滲透、特低滲透油層的孔隙系統，孔隙很小，喉道很細，孔喉比也增大。孔隙結構上的這種特征對流動的多相流體的分布及滲流規律產生極強的影響，由于多孔介質的性質如滲透率是連續變化的，所以它對滲流規律的影響也是漸變的[3]。

在中高滲透區段，滲透率只影響曲線斜率的大小，并不影響達西滲流規律的性質。而在低滲透區段，首要的是滲流規律變成了非線性規律，只是在不同滲透率區間影響的程度不同，在滲透率較高一些的區間，一般出現非線性規律和平均啟動壓力梯度，而在滲透率較低的區間，除了非線性規律和平均啟動壓力梯度以外，還會出現真實啟動壓力梯度最大毛管的啟動壓力梯度。只有當壓力梯度達到突破壓力時，才會有少量流體流動。由此可見多孔介質的性質對滲流規律有實質性的影響。

外來流體進入油層產生了不良效應，其實質是外來流體與油藏流體，或二者與巖石之間所產生的多種物理過程和化學反應的結果，導致孔隙度減小，滲透率降低。外來的液體或固體侵入油層，與油層中的粘土或其他敏感性礦物組分發生物理、化學作用，使油層的巖石結構、表面性質、礦物成分及性質、液體相態發生變化，改變了儲層的孔隙度、滲透率、油水飽和度及潤濕性等物理參數，從而降低了流體的滲流能力。

在多孔介質的孔隙系統中，充滿了流體，流體的某些分子就可能與孔道表面的分子產生相互作用。這樣在孔道表面處流體這些分子的濃度就比遠離孔道表面處的分子濃度要大。這種流體分子濃度隨距孔道表面距離大小的變化，將導致其他物理化學性質的變化，因此，在滲流環境中，由于邊界流體的存在及影響，使滲流流體的性質有其特殊的變化規律。

三、產能影響因素分析

（一）儲層滲透率對產能影響

儲層滲透率對產能影響較大，滲透率越低，產能越低。但與常規中高滲透儲層不同的是低滲透儲層產能與滲透率并不是簡單的反比關系，這是由于低滲透層存在啟動壓力梯度，滲透率越低，啟動壓力梯度越大，因而開發時流體阻力越大。產量就越低。可見對于低滲透油田，地層平均滲透率對啟動壓力梯度的大小影響非常顯著，而啟動壓力梯度就會影響油井產能。

（二）有效驅動因子對產能影響

有效驅動因子是一個低滲透儲層所特有的反映啟動壓力梯度與驅動壓力梯度綜合效應的系數，其物理意義為在克服儲層啟動壓力梯度后所剩余的用于有效驅油的壓力比例，它表征開發過程中低滲透儲層真正的驅動能量大小，因此，有效驅動因子對低滲透儲層產能有決定性的影響。當有效驅動因子較小時，即用于克服啟動壓力梯度要消耗較大比例的生產壓差時，油井產能很低，隨著有效驅動因子的增加，即用于有效驅油的生產壓差的比例增加，油井產能增加，當有效驅動因子大于后油井產能急劇增加。因此，從增加產能的角度來看，低滲透油田開發應注重提高有效驅動因子，改善開發效果。

四、結語

通過對低滲透油藏產量遞減規律和水驅特征的研究，啟動壓力梯度對產量以及含水率和含水上升速度都有明顯的影響。當啟動壓力梯度越大，即有效驅動因子越小時，則含水率越高，含水上升速度增加越快。對于產量來說有啟動壓力存在的初始產量比沒有啟動壓力存在的初始產量要小。存在啟動壓力時，初始產量隨啟動壓力的增大而變小，但沒有啟動壓力時的遞減速率比有啟動壓力時的遞減速率要大。