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摘要:随着石油资源的不断开发与利用,低渗透油田在我国油田开发中所占的比例越来越大。低渗透油气田将是我国石油工业增产的资源基础。在低渗透油藏的开发中,即使渗透率和孔隙度下降值不是很大,但由于原始渗透率和孔隙度很低,其相对变化幅度对油藏开发产生的影响仍然较大,所以需要考虑介质变形的影响。目前对于渗流机理较为复杂的低渗透油藏的研究主要集中在单一因素对试井解释模型的影响,也将影响到后续工作的开展。因此研究考虑启动压力梯度和介质变形影响的低渗透油藏试井解释模型能够更加科学地指导低渗透油藏试井应用,具有重要的理论价值和实用价值。
关键词:低渗透 油藏 影响因素分析
【中图分类号】TE357
1低渗透油藏渗流规律研究现状
低渗透油藏就是渗透率低的油藏。国内外学者对低渗透油层的界限做过许多研究,我国学者李道品等把渗透率为 (0.1~ 50)×10-3?m2的储油层划分为低渗透油层,并根据实际生产特征,按照油层平均渗透率进一步把低渗透油藏划分为三类。第一类为一般低渗透油藏,油层平均渗透率为10.1×10-3?m2~50×10-3?m2,,这类油层接近正常油层,油井能达到工业油流标准,但产量低,须采取压裂等增产措施,才能取得较好的开发效果和经济效果,第二类为特低渗透油藏,油层平均渗透率为 1.1×10-3?m2~10.0×10-3?m2,这类油田和正常油田的差别比较明显,束缚水含量较高,喉道细小而狭窄,自然产能很低,正常测试达不到工业油流标准,必须采取大型压裂改造,才能获得有效产能;第三类为超低渗透油藏,油层平均渗透率0.1×10-3?m2~1.0×10-3?m2,这类油层更为致密,束缚水含量很高,基本没有自然产能,一般不具备工业开发价值,如果油层厚.原油性质好、工艺措施经济有效,仍可有效地进行开发。
2、 研究的内容
(1) 渗透油藏特征与渗流规律
分析了低渗透油藏的基本特征,主要介绍了其存在启动压力、应力敏感性以及多裂缝三个主要特征。并且分别和综合考虑这些影响因素,研究低渗透油藏非达西渗流规律和低渗透变形介质油藏渗流规律,从而获得一定的理论成果。
(2) 低渗透油藏流入动态关系
首先,从宏观上把低渗透油藏分成两大类:低渗透饱和油藏和低渗透未饱和油藏。然后,分别研究这两类低渗透油藏的产能方程,并简答地分别介绍影响这两大类低渗透油藏的因素。最后,从低渗透油藏孔隙中的流体种类,即单相、两相、三相,分别研究其不同的油井流入动态。
(3) 天然裂縫性低渗透油藏流入动态研究和其影响因素分析
通过引入列宾函数推导裂缝性油藏产能方程的方法和利用相关理论知识结合实际推导产能方程的方法,分别建立物理模型和数学模型,推导了天然裂缝性低渗透油藏的产能方程。应用其中的一种方法,进行矿场分析;并且,分别研究了介质变形系数、起动压力梯度、裂缝半长、裂缝渗透率对其流入动态曲线的影响。
3、低渗透油藏主要特征
3.1 存在启动压力梯度
吸附分子与固体表面结合力的性质来划分固体表面的吸附。吸附有两种类型:物理吸附和化学吸附。在实际条件下,虽然两种吸附均可发生,但常以物理吸附为主。原油的某些组分在岩石表面的吸附,对原油的渗流过程有重大影响。尤其对低渗透油层来说,它是至关重要的。原油通过岩石孔隙渗流时,由于液固界面分子力的作用,使靠近孔壁的一很小薄层内原油的粘度远大于孔隙中间的原油粘度,这种特殊的原油薄层称为原油边界层,边界层的特性使原油在岩石孔隙中渗流时表现出非牛顿流体的特征,即只有当压力梯度大于某一压力梯度(启动压力梯度)时,原油才能在岩石中流动。高渗透油层岩石具有大的孔隙空间,由于边界层中的原油占总孔隙中原油量的比例小,因此边界层原油的非牛顿性对渗流影响不明显,所以表现出线性渗流的特征,且不具有启动压力梯度;低渗透油层岩石具有窄小的孔隙空间,由于边界层中的原油占总孔隙中原油量的比例大,因此边界层原油的非牛顿性对渗流有明显影响,所以在低压力梯度下表现出非线性渗流的特征,且具有一定的启动压力梯度。
3.2 应力敏感性特征
油田开发实践、实验分析及理论研究表明,油气藏在开发过程中,由于压力的变化会导致油藏岩石的变形,从而使储层的孔隙度、渗透率发生变化,产生压敏效应。压敏效应明显的油藏称为变形介质油藏。这种现象对中高渗透油藏的影响并不显著,但在低渗透油藏的开发中,即使渗透率和孔隙度绝对值下降不很大,但由于原始渗透率和孔隙度很低,相对变化幅度对油藏开发产生的影响仍较大,这时不能不考虑介质变形的影响。
3.3 低渗透油藏渗流规律
3.3.1 低渗透油藏非达西渗流规律研究
具有启动压力梯度是低渗透油藏多孔介质中渗流的重要特征。低渗透油藏渗流主要的表现特征是:在压力梯度低于某一界限时,流体不能克服流动的阻力,不发生流动,即存在启动压力梯度;在压力梯度大于启动压力梯度后,压力梯度与流速之间的关系不是简单的线性关系,而是复杂的非线性渗流;只有当压力梯度继续增大达到临界驱替压力梯度时,压力梯度与流速之间的关系才呈线性关系,渗流才进入拟达西流段,储层的渗透能力达到最大状态,渗流阻力达到最小状态。
3.3.2 低渗透变形介质油藏渗流规律研究
由于低渗透多孔介质的孔喉细小,导致介质的渗流能力具有明显的压力敏感性,即介质的渗透率随压力变化而发生变化,实际低渗透油井通常都是经过压裂增产措施后投产的,近井附近由于增产作业的激活,具有较高的渗透率,因此低渗透特征在近井区反而不是它的本质.换句话说,油井径向渗流区域被分割成近井区的中高渗透率区域和远井区的低渗透率区域。
4、低渗透均质油藏单相流入动态研究
4.1启动压力梯度对油井产量的影响
在低渗油藏中由于存在启动压力梯度,需要一个启动压差油井才有产量。随着流压的降低,油井产量逐渐变大。相同流差下启动压力梯度的存在使油井产量降低。所以,对低渗透油藏进行油井流入动态及产能预测研究时必须考虑启动压力梯度的影响。可以采取压裂、酸化等措施提高油层渗流能力,达到提高油井产量的目的。
4.2低渗透油藏多相流入动态研究
低渗透未饱和均质油藏是一类特殊油藏,除了具备未饱和油藏的特点外,它还受到低渗透均质油藏特点的影响,即受到启动压力梯度和介质变形的影响。
5、结 论
(1) 低渗透油藏渗流过程中存在启动压力梯度,渗透率越小,需要的启动压力梯度值越大,两者之间成幂函数关系。启动压力梯度影响油井产量,在进行油井流入动态分析时不容忽视。
(2) 低渗透油藏具有应力敏感性特征,在研究流入动态关系时,应考虑介质变形的影响。
(3) 变形系数、启动压力梯度越大,流入动态曲线向压力轴偏转越明显;在相同压差下,很大程度上影响油井的产油量。
(4) 裂缝半长、裂缝渗透率越大,流入动态曲线向压力轴偏转越不明显;同时,在相同压差下,产量能明显地
关键词:低渗透 油藏 影响因素分析
【中图分类号】TE357
1低渗透油藏渗流规律研究现状
低渗透油藏就是渗透率低的油藏。国内外学者对低渗透油层的界限做过许多研究,我国学者李道品等把渗透率为 (0.1~ 50)×10-3?m2的储油层划分为低渗透油层,并根据实际生产特征,按照油层平均渗透率进一步把低渗透油藏划分为三类。第一类为一般低渗透油藏,油层平均渗透率为10.1×10-3?m2~50×10-3?m2,,这类油层接近正常油层,油井能达到工业油流标准,但产量低,须采取压裂等增产措施,才能取得较好的开发效果和经济效果,第二类为特低渗透油藏,油层平均渗透率为 1.1×10-3?m2~10.0×10-3?m2,这类油田和正常油田的差别比较明显,束缚水含量较高,喉道细小而狭窄,自然产能很低,正常测试达不到工业油流标准,必须采取大型压裂改造,才能获得有效产能;第三类为超低渗透油藏,油层平均渗透率0.1×10-3?m2~1.0×10-3?m2,这类油层更为致密,束缚水含量很高,基本没有自然产能,一般不具备工业开发价值,如果油层厚.原油性质好、工艺措施经济有效,仍可有效地进行开发。
2、 研究的内容
(1) 渗透油藏特征与渗流规律
分析了低渗透油藏的基本特征,主要介绍了其存在启动压力、应力敏感性以及多裂缝三个主要特征。并且分别和综合考虑这些影响因素,研究低渗透油藏非达西渗流规律和低渗透变形介质油藏渗流规律,从而获得一定的理论成果。
(2) 低渗透油藏流入动态关系
首先,从宏观上把低渗透油藏分成两大类:低渗透饱和油藏和低渗透未饱和油藏。然后,分别研究这两类低渗透油藏的产能方程,并简答地分别介绍影响这两大类低渗透油藏的因素。最后,从低渗透油藏孔隙中的流体种类,即单相、两相、三相,分别研究其不同的油井流入动态。
(3) 天然裂縫性低渗透油藏流入动态研究和其影响因素分析
通过引入列宾函数推导裂缝性油藏产能方程的方法和利用相关理论知识结合实际推导产能方程的方法,分别建立物理模型和数学模型,推导了天然裂缝性低渗透油藏的产能方程。应用其中的一种方法,进行矿场分析;并且,分别研究了介质变形系数、起动压力梯度、裂缝半长、裂缝渗透率对其流入动态曲线的影响。
3、低渗透油藏主要特征
3.1 存在启动压力梯度
吸附分子与固体表面结合力的性质来划分固体表面的吸附。吸附有两种类型:物理吸附和化学吸附。在实际条件下,虽然两种吸附均可发生,但常以物理吸附为主。原油的某些组分在岩石表面的吸附,对原油的渗流过程有重大影响。尤其对低渗透油层来说,它是至关重要的。原油通过岩石孔隙渗流时,由于液固界面分子力的作用,使靠近孔壁的一很小薄层内原油的粘度远大于孔隙中间的原油粘度,这种特殊的原油薄层称为原油边界层,边界层的特性使原油在岩石孔隙中渗流时表现出非牛顿流体的特征,即只有当压力梯度大于某一压力梯度(启动压力梯度)时,原油才能在岩石中流动。高渗透油层岩石具有大的孔隙空间,由于边界层中的原油占总孔隙中原油量的比例小,因此边界层原油的非牛顿性对渗流影响不明显,所以表现出线性渗流的特征,且不具有启动压力梯度;低渗透油层岩石具有窄小的孔隙空间,由于边界层中的原油占总孔隙中原油量的比例大,因此边界层原油的非牛顿性对渗流有明显影响,所以在低压力梯度下表现出非线性渗流的特征,且具有一定的启动压力梯度。
3.2 应力敏感性特征
油田开发实践、实验分析及理论研究表明,油气藏在开发过程中,由于压力的变化会导致油藏岩石的变形,从而使储层的孔隙度、渗透率发生变化,产生压敏效应。压敏效应明显的油藏称为变形介质油藏。这种现象对中高渗透油藏的影响并不显著,但在低渗透油藏的开发中,即使渗透率和孔隙度绝对值下降不很大,但由于原始渗透率和孔隙度很低,相对变化幅度对油藏开发产生的影响仍较大,这时不能不考虑介质变形的影响。
3.3 低渗透油藏渗流规律
3.3.1 低渗透油藏非达西渗流规律研究
具有启动压力梯度是低渗透油藏多孔介质中渗流的重要特征。低渗透油藏渗流主要的表现特征是:在压力梯度低于某一界限时,流体不能克服流动的阻力,不发生流动,即存在启动压力梯度;在压力梯度大于启动压力梯度后,压力梯度与流速之间的关系不是简单的线性关系,而是复杂的非线性渗流;只有当压力梯度继续增大达到临界驱替压力梯度时,压力梯度与流速之间的关系才呈线性关系,渗流才进入拟达西流段,储层的渗透能力达到最大状态,渗流阻力达到最小状态。
3.3.2 低渗透变形介质油藏渗流规律研究
由于低渗透多孔介质的孔喉细小,导致介质的渗流能力具有明显的压力敏感性,即介质的渗透率随压力变化而发生变化,实际低渗透油井通常都是经过压裂增产措施后投产的,近井附近由于增产作业的激活,具有较高的渗透率,因此低渗透特征在近井区反而不是它的本质.换句话说,油井径向渗流区域被分割成近井区的中高渗透率区域和远井区的低渗透率区域。
4、低渗透均质油藏单相流入动态研究
4.1启动压力梯度对油井产量的影响
在低渗油藏中由于存在启动压力梯度,需要一个启动压差油井才有产量。随着流压的降低,油井产量逐渐变大。相同流差下启动压力梯度的存在使油井产量降低。所以,对低渗透油藏进行油井流入动态及产能预测研究时必须考虑启动压力梯度的影响。可以采取压裂、酸化等措施提高油层渗流能力,达到提高油井产量的目的。
4.2低渗透油藏多相流入动态研究
低渗透未饱和均质油藏是一类特殊油藏,除了具备未饱和油藏的特点外,它还受到低渗透均质油藏特点的影响,即受到启动压力梯度和介质变形的影响。
5、结 论
(1) 低渗透油藏渗流过程中存在启动压力梯度,渗透率越小,需要的启动压力梯度值越大,两者之间成幂函数关系。启动压力梯度影响油井产量,在进行油井流入动态分析时不容忽视。
(2) 低渗透油藏具有应力敏感性特征,在研究流入动态关系时,应考虑介质变形的影响。
(3) 变形系数、启动压力梯度越大,流入动态曲线向压力轴偏转越明显;在相同压差下,很大程度上影响油井的产油量。
(4) 裂缝半长、裂缝渗透率越大,流入动态曲线向压力轴偏转越不明显;同时,在相同压差下,产量能明显地