低滲透油田高壓注水開發(fā)探討

1、2009年7月第16卷第4期斷塊油氣田High-pressure water injection in the development of low-permeability oilfieldsZhang Chunrong(Qinghe Oil Production Plant,Shengli Oilfield Company ,SINOPEC ,Shouguang 262714,ChinaIn order to enhance the oil recovery of low permeability in Yanhe Oilfield and increase recoverable res

2、erves,high-pressure water injection is selected to improve the development effect of low-permeability reservoir.During waterflooding,low-permeability reservoir is affected greatly by capillary force and Jia Min effect.As permeability decreases,capillary pressure will be higher and continuous oil in

3、the micro waterflooding is easily to be cut off where the radius of throat is changed.And the continuous oil will become discontinuous oil drops.In this case,enough pressure is needed to overcome the resistance effect to drive out the oil droplets.So a relatively high-pressure water injection must b

4、e used during the waterflooding in low permeability reservoirs in order to improve the sweep efficiency to 10%25%in theory,and increase recovery rate by 3%4%.The results show that ultimate recovery of Yanhe Oilfield has increased by 25%and the recoverable reserves increased 29.5×104t.Key words

5、:oil recovery,sand body,low permeability,effect evaluation,Yanhe Oilfield.收稿日期:2008-12-03;改回日期:2009-05-11。作者簡(jiǎn)介:張春榮,女,工程師,1988年畢業(yè)于江漢石油職工大學(xué)勘探地質(zhì)專業(yè),現(xiàn)主要從事油氣地質(zhì)生產(chǎn)及管理工作。E-mail :zcrzbl 。1地質(zhì)概況及開發(fā)現(xiàn)狀1.1地質(zhì)概況嚴(yán)河油田位于湖北省潛江市蚌湖區(qū)團(tuán)結(jié)鄉(xiāng),北臨潭口油田,西臨鐘市油田,東南為廣華油田。該油田主要包括嚴(yán)2、嚴(yán)5、嚴(yán)6、嚴(yán)7四個(gè)井區(qū),含油層系為下第三系潛江組。潛33油組油層埋深2800m ,平均油層厚度3.0m ;潛

6、34油組油層埋深3150m ,平均油層厚度2.5m ;嚴(yán)6井區(qū)主力油層為潛40中油組,油層埋深32503400m ,油層分布井段長(zhǎng)150m ,平均油層厚度4.8m 。3個(gè)油組共探明含油面積3.23km 2,石油地質(zhì)儲(chǔ)量118.38×104t 。嚴(yán)河油田屬于低滲透巖性油藏,油層埋藏深、滲透率低是其主要地質(zhì)特征。1.2油藏地質(zhì)特征嚴(yán)河油田屬低孔低滲儲(chǔ)層,油層平均孔隙度15%,平均空氣滲透率11.5×10-3m 2。原油性質(zhì)較好,地面原油密度0.846g ·cm -3,地面原油黏度7.0mPa ·s ,含硫0.23%,凝固點(diǎn)27.0。該油田位于潛江凹陷蚌湖向斜

7、帶東斜坡,潛33、潛34油組和潛40中油組是越過(guò)蚌湖向斜在斜坡上尖滅而形成的上傾尖滅巖性油藏,地層傾角約15°,目前尚未發(fā)現(xiàn)斷層存在,油藏類型為巖性油藏。1.3開發(fā)現(xiàn)狀嚴(yán)河油田2008年10月油水井24口,油井開井17口,觀察井1口,核實(shí)產(chǎn)油量66t ·d -1,井口產(chǎn)液量132t ·d -1,綜合含水率49.89%,可采儲(chǔ)量采油速度8.77%,累計(jì)采油量16.75×104t ,地質(zhì)儲(chǔ)量采出程度11.45%,可采儲(chǔ)量采出程度61.09%。水井開井6口,注水量99m 3·d -1,月注采比0.68,累計(jì)注水量41.4×104m 3,低滲

8、透油田高壓注水開發(fā)探討張春榮(勝利油田分公司清河采油廠,山東壽光262714摘要為了提高嚴(yán)河油田低滲透油藏的采收率,增加可采儲(chǔ)量,通過(guò)采用高壓注水方式,改善了低滲透油藏的注水開發(fā)效果。低滲透油藏在注水開發(fā)過(guò)程中受毛細(xì)管壓力、賈敏效應(yīng)的影響很大,隨著滲透率的降低,毛細(xì)管壓力較高,其微觀水驅(qū)油特征表現(xiàn)為連續(xù)的油很容易在喉道變徑處卡斷,變成不連續(xù)的油滴,必須要有足夠的壓差才能克服其阻力效應(yīng)將油驅(qū)出。因此,低滲透油藏的注水開發(fā)必須使用相對(duì)的高壓注水,這樣才能在理論上提高波及系數(shù)10%25%,從而使采收率提高3%4%。研究結(jié)果表明,嚴(yán)河油田最終采收率提高了25個(gè)百分點(diǎn),增加可采儲(chǔ)量29.5×1

9、04t 。關(guān)鍵詞采收率;砂體;低滲透;效果評(píng)價(jià);嚴(yán)河油田中圖分類號(hào):TE348文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1005-8907(200904-080-03斷塊油氣田FAULT-BLOCK OIL&GAS FIELD 80第16卷第4期2009年7月累計(jì)注采比1.23,累計(jì)虧空-7.8×104m3。2注水開發(fā)工作及效果嚴(yán)河油田在注水開發(fā)過(guò)程中,主要經(jīng)歷了2個(gè)開發(fā)階段。2.1天然能量開采階段1990年12月1998年4月為天然能量開采階段,在此期間,嚴(yán)2井區(qū)共有生產(chǎn)井5口(嚴(yán)2井、嚴(yán)2-1井、嚴(yán)斜2-2井、嚴(yán)2-5井、嚴(yán)2-6井,主力油層為潛341層。該階段為井網(wǎng)局部完善階段,靠天然能

10、量開采。截至1998年4月,井口產(chǎn)油量33t·d-1,產(chǎn)水量4m3·d-1,采出程度2.45%。2.2注水開發(fā)階段嚴(yán)河油田1998年5月投入注水開發(fā)至目前,其中包括嚴(yán)2井區(qū)和嚴(yán)5井區(qū)。1嚴(yán)2井區(qū):該井區(qū)主要生產(chǎn)層位潛341油組, 1990年12月投產(chǎn),1998年5月投入注水開發(fā),到1999年4月注水見(jiàn)效,產(chǎn)油量達(dá)到46t·d-1,井區(qū)注水量156m3·d-1,產(chǎn)液量56m3·d-1,綜合含水率17.69%。1999年47月,在注水量保持不變的情況下,井區(qū)產(chǎn)量開始下降,產(chǎn)油量由46t·d-1下降到41t·d-1,綜合含水率由1

11、7.69%上升到24.38%,產(chǎn)液量穩(wěn)定。1999年9月以來(lái),雖然對(duì)嚴(yán)2井實(shí)施脈沖注水,嚴(yán)2-6、嚴(yán)2-10井實(shí)施多次動(dòng)態(tài)調(diào)水,但都未能扼制住井區(qū)產(chǎn)量下滑趨勢(shì)。目前嚴(yán)2井區(qū)只有2口井(嚴(yán)斜2-2井、嚴(yán)2-5井產(chǎn)油量2.3t·d-1,產(chǎn)液量21.7t·d-1,綜合含水率89.4%。2嚴(yán)5井區(qū):該區(qū)主要生產(chǎn)層位潛333和潛343油組,2000年10月投入注水開發(fā),注水后,油井見(jiàn)效明顯,但時(shí)間短。如嚴(yán)5-5-6井在嚴(yán)5-2井注水后,產(chǎn)油量由9.6t·d-1上升到12.7t·d-1,僅見(jiàn)效2個(gè)月。2.3實(shí)施周期注水,提高注入水的驅(qū)替效率低滲透油藏的非均質(zhì)性是影響

12、注水波及效率的主要因素,通過(guò)周期注水形成不穩(wěn)定的壓力場(chǎng),造成高滲透帶與低滲透帶之間的壓差,促使油水重新分布,可有效采出低滲透層中滯留的原油,改善其開發(fā)效果。非均質(zhì)性嚴(yán)重的低滲透油田進(jìn)行周期注水,波及系數(shù)可提高10%25%,采收率可提高3%4%。美國(guó)斯普拉柏雷油田這項(xiàng)工作做得很好(見(jiàn)表1。嚴(yán)2井區(qū)在完善注采井網(wǎng)的情況下實(shí)施周期注水。嚴(yán)2-1井周期注水,對(duì)應(yīng)的2口油井嚴(yán)斜2-2井和嚴(yán)2-5井,產(chǎn)液量由10m3·d-1上升到16m3·d-1,產(chǎn)油量由4t·d-1上升到7.5t·d-1。表1美國(guó)斯普拉柏雷油田周期注水效果3開發(fā)水平現(xiàn)狀評(píng)價(jià)3.1油藏動(dòng)用程度統(tǒng)計(jì)嚴(yán)

13、河油田的14口生產(chǎn)井,鉆遇油層43層共100.6m,射開油層34層78.8m,分別占鉆遇油層的79.1%和78.3%,目前生產(chǎn)油層33層75.6m。嚴(yán)河油田未射油層9層共21.8m,其中水淹層3層7.8m,可補(bǔ)層6層共14.0m,此乃嚴(yán)河油田的潛力所在。3.2水驅(qū)儲(chǔ)量控制程度2006年嚴(yán)河油田油井生產(chǎn)33層75.6m,注水受效厚度22層63.6m,有采無(wú)注6層12.0m,該油田注采對(duì)應(yīng)率84.13%,比2005年提高了6.26個(gè)百分點(diǎn)。3.3注水開發(fā)效果低滲透油田儲(chǔ)層物性差、敏感性復(fù)雜,滲透率通常小于50.0×10-3m2,孔隙度一般小于12.0%,孔喉半徑0.434.2m。壓汞資料

14、統(tǒng)計(jì)表明,隨著滲透率的降低,孔隙喉道中值半徑會(huì)變得更小,毛細(xì)管壓力較高;微觀水驅(qū)油特征表現(xiàn)為連續(xù)的油易在喉道變徑處卡斷,變成不連續(xù)的油滴。因此,必須有足夠的壓差才能克服阻力效應(yīng)將油驅(qū)出。低滲透油藏的物理特征,決定了低滲透油藏的注水開發(fā)必須使用高壓注水1-2。通常,低滲透油藏小喉道連通的孔隙體積較大,而毛細(xì)管半徑較小,注水開發(fā)過(guò)程中受毛管力、賈敏效應(yīng)的影響較大。毛細(xì)管壓力表達(dá)式為p c1=2(cos-0.5/r當(dāng)液泡在驅(qū)動(dòng)壓力梯度下克服上述毛細(xì)管壓力流動(dòng)時(shí),液泡的彎月面產(chǎn)生變形,從而產(chǎn)生第2種毛管力:p c2=2(1/R2-1/R1其中R2=cos2/rR1=cos1/r式中:p c1為第1種毛

15、細(xì)管壓力,Pa;p c2為第2種毛細(xì)管壓力,Pa;為界面張力,mN·m-1;為潤(rùn)濕接觸角,(°1為第1種毛細(xì)管壓力潤(rùn)濕接觸角,(°2為第2種毛細(xì)管壓力潤(rùn)濕接觸角,(°r為毛細(xì)管半徑,cm。156.2130.8110.2一二三周期內(nèi)產(chǎn)油量/104t全周期總天數(shù)周期產(chǎn)油量/(t·d-1注水前停注前停注后張春榮:低滲透油田高壓注水開發(fā)探討(1(2812009年7月第16卷第4期斷塊油氣田對(duì)于復(fù)雜的孔喉網(wǎng)絡(luò),當(dāng)液泡流動(dòng)通過(guò)孔道窄口時(shí)會(huì)遇到阻擋,要使液泡通過(guò)窄口,需克服液泡遇阻變形所產(chǎn)生的第3種毛細(xì)管壓力p c3,即賈敏效應(yīng),表示為p c3=2(1/R2

16、-1/R1因此,只有當(dāng)驅(qū)動(dòng)液泡的壓力梯度克服了上述的毛細(xì)管壓力和賈敏效應(yīng)后,液泡才能流動(dòng)。從上述3式中可以看出,毛細(xì)管半徑、毛細(xì)管壓力越大,喉道越小,賈敏效應(yīng)影響越大,所需要的驅(qū)動(dòng)壓力也越大。西安石油大學(xué)閆慶來(lái)教授用地層水通過(guò)天然巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)3表明:在小壓力梯度條件下,因巖石顆粒表面分子的表面作用力浮留束縛水在很狹窄的孔隙中是不能流動(dòng)的,同時(shí)也妨礙了自由水在與之相鄰的較大孔隙中的流動(dòng)。因此,只有當(dāng)驅(qū)動(dòng)壓力梯度增加到某個(gè)啟動(dòng)壓力梯度值后,破壞了束縛水的堵塞,水才能開始流動(dòng)。實(shí)踐證明,高壓注水技術(shù)是改善低滲透油藏行之有效的途徑。如嚴(yán)河油田油藏埋深3350m,注水井Y5-5-5井的滲透率僅為12&#

17、215;10-3m2,在31.0MPa下不吸水,通過(guò)提壓到39.0MPa,注水量可提高到52 m3·d-1。注水后,對(duì)應(yīng)井組產(chǎn)油量由15t·d-1上升到23 t·d-1以上。3.4油田開發(fā)水平評(píng)價(jià)最終采收率是評(píng)價(jià)油田開發(fā)水平的一個(gè)重要標(biāo)志,是指油田經(jīng)過(guò)多種方法開采后,最終采出的總采油量占原始地質(zhì)儲(chǔ)量的百分?jǐn)?shù)。確定最終采收率的方法很多,通過(guò)比較后認(rèn)為乙型水驅(qū)特征曲線計(jì)算出的最終采收率比較客觀。圖1表明,嚴(yán)河油田采收率19.6%,通過(guò)多元化開采,油田最終采收率提高了21.2個(gè)百分點(diǎn),增加可采儲(chǔ)量25.09×104t。圖1嚴(yán)河油田乙型水驅(qū)特征曲線4潛力分析嚴(yán)河

18、油田油藏滲透率很低,所以需要針對(duì)油層的不同特點(diǎn),采取相應(yīng)的油層保護(hù)措施,以提高采收率。開采中合理部署開發(fā)井網(wǎng),立足于早期注水,確保充足地層能量,是低滲透油田開發(fā)的基礎(chǔ);低滲透儲(chǔ)層孔隙度和滲透率較低,吸水能力差,注水難度大,很容易被污染堵塞,水質(zhì)精細(xì)處理、增注及分層注水等一系列適應(yīng)低滲透油田開發(fā)特點(diǎn)的注水工藝配套技術(shù),才能實(shí)現(xiàn)注好水,注夠水,這是低滲透油田開發(fā)的保證;油層改造技術(shù)是低滲透油田開發(fā)的重點(diǎn),低滲透油藏儲(chǔ)層物性差,需要壓裂才能獲得較高的產(chǎn)能。區(qū)塊采用整體壓裂改造和井筒舉升技術(shù),方可實(shí)現(xiàn)高效開發(fā)。建議注入CO2并進(jìn)行氮?dú)怛?qū)實(shí)驗(yàn),以達(dá)到增產(chǎn)的目的;低滲透油田的井深、產(chǎn)能低,加大泵掛深度、放大生產(chǎn)壓差等生產(chǎn)管理手段,是低滲透油田穩(wěn)產(chǎn)的有效方法。5結(jié)論1低滲透油藏穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵是地層能量的合理保持,因此,低滲透油藏應(yīng)立足于早期注水。2高壓注水對(duì)提高和改善低滲透油田的開發(fā)效果起到了至關(guān)重要的作用。合理提高注水壓力,可以增加油層的吸水能力,改善和提