致密油藏注天然氣提高采收率應(yīng)用研究進(jìn)展

鄭太毅，劉先貴，楊正明，駱雨田，張亞蒲，何英 ，熊生春

(1.中國科學(xué)院大學(xué) 工程科學(xué)學(xué)院，北京 100049；2.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；3.中國科學(xué)院滲流流體力學(xué)研究所，河北 廊坊 065007)

致密油是指儲集在地下覆壓滲透率<0.1 mD或地面空氣滲透率<1 mD的致密砂巖、致密碳酸鹽巖等儲集層中的石油[1]。隨著世界油氣需求量的日益持續(xù)增長，致密油正逐漸成為油田增儲上產(chǎn)的主體，據(jù)美國信息能源署(EIA)統(tǒng)計(jì)，美國在2018年致密油產(chǎn)量占油氣總產(chǎn)量增長到60%，2017～2040年致密油年產(chǎn)量有望突破3億t[2-3]。現(xiàn)階段“水平井+體積壓裂”技術(shù)實(shí)現(xiàn)了致密油藏初期規(guī)模化有效開發(fā)，但由于致密油藏具有極低的滲透率和孔隙度，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜且孔喉細(xì)小，生產(chǎn)僅依靠彈性和溶解氣驅(qū)采油，會逐步消耗地層能量，導(dǎo)致致密油藏產(chǎn)量遞減快，采收率低[4-5]，亟需注入介質(zhì)來補(bǔ)充地層能量以期提高采收率。

鑒于致密油藏開發(fā)中遇到的瓶頸問題，采用天然氣作為能量補(bǔ)充介質(zhì)有利于致密油藏的長期持續(xù)開發(fā)，其應(yīng)用潛能主要表現(xiàn)在4方面：①不會污染儲層，有較好的注入能力及流動能力；②弱化萃取作用，消減由重質(zhì)組分沉淀引起的堵塞對儲層的傷害；③不具有腐蝕性，不會腐蝕設(shè)備及管線；④氣源相對充裕，主要分布于鄂爾多斯、四川、松遼、塔里木四大盆地，且注入的天然氣可回收再利用，便于大規(guī)模推廣應(yīng)用[6-8]。現(xiàn)階段天然氣在致密油中應(yīng)用處于探索試驗(yàn)的階段，有必要對天然氣在致密油中的滲流規(guī)律進(jìn)行研究。本文對國內(nèi)外關(guān)于天然氣驅(qū)油的文獻(xiàn)進(jìn)行調(diào)研，主要介紹致密油藏儲層特征、天然氣在國內(nèi)外油藏中的應(yīng)用現(xiàn)狀、注天然氣采油的機(jī)理及其研究成果與進(jìn)展，對天然氣在致密油藏中應(yīng)用的研究方向提出了一些建議。

1 致密油藏儲層特征

與常規(guī)油藏相比，常規(guī)油氣儲層集體發(fā)育毫米級或微米孔喉孔隙空間，而致密油則廣泛發(fā)育納米級孔喉結(jié)構(gòu)，致密砂巖油儲層孔喉直徑介于50～900 nm，其納米、亞微米級孔喉是流體滲流的主要通道，同時(shí)，部分納米級喉道及其相鄰的亞微納米孔隙為束縛流體的大量富集提供了有利空間，并且骨架顆粒表面附著的黏土礦物和粗糙的表面結(jié)構(gòu)也使得開采過程中非潤濕相流體極易殘留，并最終對儲層流體的滲流產(chǎn)生影響[9-10]。……