探討低滲透油藏裂縫對水驅(qū)效果影響

詹旭陽

摘要：注水開發(fā)是油藏開發(fā)中后期的重要工藝技術措施。低滲油藏儲層中裂縫發(fā)育較為復雜，因此研究低滲油藏裂縫對水驅(qū)效果的影響就顯得尤為重要。本文主要通過分析裂縫性低滲透油藏的孔隙結(jié)構(gòu)特征，進一步探討裂縫性低滲透油藏的滲流特征，闡述了裂縫對低滲透油藏水驅(qū)油效果的影響規(guī)律。

關鍵詞：注水開發(fā);低滲透油藏，裂縫;規(guī)律

1 裂縫性低滲透油藏

關于裂縫性低滲透油藏的特點，主要有以下幾方面。第一，其儲層物性相對較差，滲流能力相對于其他常規(guī)油藏儲層較差;第二，地層能量不足，有明顯的啟動生產(chǎn)壓差現(xiàn)象;第三，儲層敏感性比較強，儲層容易受到損傷;第四，儲層的儲集空間變化比較大，不能夠準確判斷頂面深度;第五，儲層有裂縫發(fā)育，并且裂縫發(fā)育對油藏產(chǎn)能有一定的影響;第六，其儲層非均質(zhì)性比較強，裂縫發(fā)育在平面和縱向上造成非均質(zhì)性嚴重等。

低滲油藏開發(fā)中，注水開發(fā)能夠提供有效的滲流通道和儲集空間，增大各孔隙間的溝通聯(lián)系，極大地提高了儲層的滲濾能力，增大了采油井的生產(chǎn)能力。另一方面注水開發(fā)中低滲油藏中裂縫的存在進一步增加了儲層的非均質(zhì)性，在注水開發(fā)中容易造成注入水沿裂縫的竄流，影響注水開發(fā)效果。隨著注水開發(fā)，裂縫發(fā)生不可逆形變，裂縫轉(zhuǎn)為大型顯裂縫，從而對注水開發(fā)造成一定影響。

2 裂縫性低滲透儲層孔隙結(jié)構(gòu)分析

孔隙和喉道的大小、幾何形狀、分布特征以及相互間的連通關系等就是所謂的巖石孔隙結(jié)構(gòu)。當流體在巖石中流動時，巖石的孔隙結(jié)構(gòu)將起到至關重要的影響，因為正是這些微觀結(jié)構(gòu)特征決定了宏觀的儲集、滲流性能。[1]根據(jù)大小不同儲層喉道半徑可分為五類。分別為粗喉、中喉、細喉、微喉、吸附喉。其半徑分為分別為大于5μm、5μm-1μm、1μm-0.2μm、0.2μm-0.02μm、小于小于0.02μm。

對有微裂縫的特低滲透儲層巖心進行孔滲參數(shù)的測試，進一步得到巖心孔隙度及滲透率的關系，一般裂縫性低滲油藏其滲透率分布范圍較大，孔隙度分布相對集中。由于低滲透儲層巖心中存在著裂縫，從而導致了其內(nèi)部微觀孔隙結(jié)構(gòu)變得較為復雜。因此低滲透儲層中出現(xiàn)孔隙度與滲透率兩者并不相關。即裂縫可以對儲層的滲透率產(chǎn)生比較大的影響，但是對孔隙度基本沒有太大的影響。則，我們可以知道裂縫性低滲透油藏中的孔隙度與滲透率的關系區(qū)別于一般的中高滲油藏。

3 裂縫性低滲透油藏滲流特征分析

3.1 越流壓力曲線分析

為進一步研究裂縫對流體在多孔介質(zhì)中滲流的影響，將長儲層的塊巖心進行了越流壓力曲線測試。在越流壓力曲線測試過程中，三塊巖心在圍壓10Mpa下進行驅(qū)替，其中一塊巖心不含裂縫，將其越流壓力曲線作為對比曲線。實驗結(jié)果表明，無縫巖心的越流曲線接近于一條平滑的曲線。而含裂縫巖心的越流平臺出現(xiàn)的時間較晚，壓力也比較高。若將圍壓升為20Mpa，則隨著圍壓的增大，越流平臺向左上方移動，即出現(xiàn)越流平臺的時間提前。這是由于隨著圍壓增大，裂縫受到擠壓而緩慢閉合，開度下降，導致儲容系數(shù)降低，竄流系數(shù)減小，從而導致越流壓力變大，出現(xiàn)越流平臺的時間提前，且平臺延續(xù)時間有所增加。因此裂縫對裂縫性低滲透儲層的導流能力影響最大。因此在進行注水開發(fā)井網(wǎng)設計時，要充分考慮裂縫系統(tǒng)對導流能力的貢獻。

3.2 非線性滲流規(guī)律研究

根據(jù)理論研究，我們知道在低滲透油藏中其流體的滲流規(guī)律并不符合達西定律，并且其滲流速度和驅(qū)動壓力不再是線性關系，我們把這種滲流稱為非達西滲流。根據(jù)圍壓實驗，我們采取10Mpa、5Mpa圍壓實驗，進一步分析其滲流曲線。在較高圍壓10Mpa條件下，巖心的應力敏感性變強，巖心中的裂縫受到擠壓而緩慢閉合，此時孔隙和喉道成為主要的滲流通道，對流體的流動起主要作用，因而此時的滲流特征曲線近似于一條直線。而在較低圍壓6Mpa條件下，其滲流特征曲線呈現(xiàn)為一條曲線。這是因為低圍壓下，巖心中的裂縫對流體的滲流起到一定作用，尤其是在驅(qū)動壓力較低時，裂縫的作用更為明顯當驅(qū)替壓力提高到一定程度后，較大的孔喉也對滲流起到了作用。[2]

3.3 油水相對滲透率及特征

油水兩相滲流理論是油田注水開發(fā)的理論基礎，儲層巖心的油水相對滲透率曲線反映了油水在孔隙介質(zhì)中的滲流規(guī)律。根據(jù)實驗測得的結(jié)果進行分析，可以看出裂縫的存在導致相對滲透率曲線的兩相流動區(qū)范圍比較小。隨著含水飽和度的逐漸增加，油相相對滲透率迅速降低，并很快降至零，最后形成較高的殘余油飽和度。結(jié)合巖心油水相對滲透率曲線我們知道裂縫的存在導致巖心兩相流動區(qū)比較窄，同時含水率上升很快。

4 裂縫性低滲透油藏水驅(qū)油規(guī)律研究

（1）裂縫對水驅(qū)油采出程度有明顯影響，裂縫滲透率對比基質(zhì)滲透率要高，裂縫是主要的流動通道。

（2）當水驅(qū)油同時發(fā)生在裂縫及部分孔隙介質(zhì)中，裂縫對最終驅(qū)油效果影響比較小。在周圍基質(zhì)物性相對較好的情況下，注入水雖然在裂縫中的滲流速度很快，但仍可以比較順利地進入周圍基質(zhì)中，基質(zhì)中也同時存在著持續(xù)的驅(qū)油過程，裂縫對最終的水驅(qū)油結(jié)果影響并不很大。

（3）對于那些寬度和基質(zhì)孔隙半徑接近的微細裂縫僅相當于流通的孔道，只是增加了注入水的滲流通道，對無水驅(qū)油效果和最終采出程度影響都較小。注入水同時進入裂縫和基質(zhì)孔隙中驅(qū)油，微裂縫僅相當于滲流的大孔隙。

（4）當裂縫被完全充填時，這些裂縫不僅不能成為滲流通道，還會對油水的滲流起隔擋作用，使儲層的非均質(zhì)性加劇，對水驅(qū)油效果產(chǎn)生不利影響。

5 總結(jié)

通過對低滲透裂縫性油藏儲層性質(zhì)，孔隙結(jié)構(gòu)，滲流規(guī)律，水驅(qū)油規(guī)律的探討，我們得到了裂縫對低滲油藏注水開發(fā)有一定的影響，也為后續(xù)該類油藏開采開發(fā)提供了一定的理論研究基礎。

參考文獻：

[1]趙傳峰，姜漢橋，陳民鋒等.裂縫性砂巖油藏的水驅(qū)動態(tài)規(guī)律[J].西安石油大學學報（白然科學版），2006，21（2）：26-2.

[2]張莉.中國北方典型特低滲透砂巖油藏儲層裂縫研究[D].西北人學博士論文，2001