浅谈裂缝性低渗透油藏开发

朱苏茵

摘 要：本文首先阐述了低渗透油藏在我国石油工业中的重要地位以及关于裂缝性低渗透油藏研究的重要意义；说明了对低渗透油藏界限的界定标准，并列举了裂缝性低渗透油藏的特点；介绍了裂缝性低渗透储层的分类，并描述了不同类型储层的流体渗流特征；详细分析了关于低渗透油藏中裂缝的研究.最后重点阐述了关于裂缝性低渗介质中渗流理论的研究进展。

关键词：裂缝；低渗透油藏；特征；储层类型；水力压裂；渗流

1.1 低渗透油藏的概念

低渗透是一个相对的概念，近20年来，我国低渗透油田的勘探开发取得了很大的进展，对于低渗透储层范围和界限已有了比较一致的认识，我国一般采用李道品（1997）的定义，即50×10-3μm2，因为渗透率低于50×10-3μm2的储层必须经过压裂施工改造才能有效地投入正常开发。

低渗透的内在原因是孔隙喉道小。低渗透储层按地质成因分为3种类型：即原生低渗储层（沉积型低渗透储层）、次生低渗透储层（成岩型低渗透储层）和裂缝性低渗透储层（构造型低渗透储层）。按渗透率大小及开采方式亦可分为3类：一类储层渗透率50×10-3～10×10-3μm2；二类储层渗透率10×10-3～1×10-3μm2；三类储层渗透率1×10-3～0.1×10-3μm2。

1.2 低渗透油藏的特征

裂缝性低渗透油藏具有以下特点：①埋藏深，一般大于2000m；②储层渗透性差，小于50×10-3μm2，非均质性严重，油层更易污染，产能低而且递减速度快；③能量不足，提液难度较大，存在启动生产压差现象，渗流阻力和压力消耗特别大；④储集空间变化大、油层顶面深度难以预测准确；⑤油藏的产能受裂缝发育程度控制；⑥裂缝多以大于70°的垂直缝为主；⑦裂缝发育在平面和纵向上非均质性严重等等。

基于以上特征，在分支水平井开采裂缝性低渗透油藏时，应加强储层研究，寻找相对高渗储层；加强应力和裂缝分布研究，水平井延伸方向应尽量与裂缝方向垂直，优化水平段设计；采用欠平衡钻井，加强油层保护，减少油层污染。

2.1 低渗透油藏裂缝研究

储层裂缝既是渗流通道，又可作为储集空间，控制着油气的渗流和分布。因此深入研究储层裂缝，对于提高低渗透油藏的采收率具有重要意义。

对裂缝的预测主要有以下4 种方法：裂缝地质建模与随机模拟方法、构造方法、地震方法和综合分析方法。

在描述裂缝时，通常用裂缝密度来评价裂缝的发育程度。裂缝密度有3种表示方法：①體积密度，单位体积内裂缝壁表面积的一半；②面密度，单位面积内裂缝的长度；③线密度，微裂缝与垂直于该组裂缝的单位测线上的交点数。但是这种方法存在以下缺陷：一是在裂缝发育段取心收获率一般很低，岩心多破裂成小的碎块，归位和裂缝统计都十分困难；二是由于岩心直径有限，高角度、大间距的裂缝密度统计无法进行。人们进一步研究发现：储层构造裂缝的复杂形态及分布可概括为具有随机表象的多重尺度问题，具有明显的分形特征。于是便开始采用分形方法研究和评价储层构造裂缝，并由此进一步定量预测其三维分布。

3.1 低渗透油藏的开发基本做法

（1）储层保护

水敏、水锁、速敏、酸敏损害是低渗、特低渗油藏储层的主要损害因素，并且都随渗透率的降低损害程度增加，所以低渗、特低渗储层更需要加强储层保护工作。水敏、水锁损害的主要原因是外来液体水的入侵，为减轻这方面的损害，我们采取高速近平衡钻井技术，缩短建井周期，3500米井深的建井周期平均为63天，从而减少钻井液对储层的侵入程度和浸泡时间，减轻了对储层损害程度。油井作业采取储层无污染或轻微污染方案施工，同时最近新打的井采用负压射孔和避射技术，以此保护储层。

（2）早期高压注水，高压分注

根据大庆油田早期注水高效开发的成功经验，结合濮67块沙三中6-10低渗油藏的特性，实施早期高压注水，注水地面井口压力为25-30MPa ，同时实施高压分注，解决层间矛盾，注够水，注好水，保持地层压力。

3.2 低渗透油藏注水开发的不利影响因素

（1）孔吼半径太小

若油层渗透率k=0.74×10-3μm2，孔隙度？=0.129，由公式r=8k/？得r=0.21（μm）孔喉比一般为1/5～1/10，则喉道半径为0.042～0. 021μm，而经水处理后的水中颗粒半径最大为2μm（裂缝注水例外）。

（2）水敏

油气层水敏性的基本原因是储集层中含有可水化膨胀或分散运移的水敏性粘土矿物。从美国学者提出的不同粘土矿物对地层的损害指数及其与产状分布的相关系数，可知水敏性大小与其含量、类型及分布有关，其中蒙脱石的影响最大。濮67块沙三中6-10油藏的粘土矿物有高岭石、伊利石、绿泥石及伊一蒙混层，含量约8%，分布类型以孔隙内衬、孔隙充填为主，加上孔喉半径小，采用注水开发易产生水敏损害。

（3）伴生气的存在，导致气液两相流动，液流阻力大为增加，当存在气液两相流动时，贾敏效应阻力不容忽视。

3.3 低渗透油藏采收率的探讨

濮67块沙三中6-10油藏埋藏深，储层物性差，渗透率低，边水不活跃，天然能量主要为液体和储层岩石的弹性能量、溶解气驱能量。

根据弹性可采储量公式见式（3-1）

Nn=Ce·V·△P·D0/B0 （3-1）

其中：Ce=Cl·+Cf

式中：Ce—综合弹性压缩系数（1/MPa）；

—孔隙度（小数），取0.129；

Cl—液体压缩系数（1/MPa），取13.0×104；

Cf—储层岩石压缩系数（1/MPa），取1.5×104；

V—地层体积（km2·m），取69.36×106；

△P—地饱压差（MPa），取12.2；

D0—地面原油密度（t/m3），取0.850；

B0—原油体积系数，取1.38。

计算得Nn=16.66×104t

由此可以看出，低渗油藏完全靠天然能量开采，最终采收率仅为15.93%，只有采取早期注水方式加强地层能量补充和油层改造才能取得较好的开发效果。

认识与建议：

油田低渗透油藏动用储量0.92×108t，占油田的62%，可采储量0.28×108t，年产油85×104t，占油田的77.6%，采收率为13.1%，每年新增生产能力1.9×104t。因此，开发好低渗透油藏具有重大意义。

结 论

根据深埋藏低孔低渗透油藏的特性，下面总结几条建议：

（1）压裂、重复压裂稳产增产。压裂、重复压裂技术是改善储集层渗流特性，发挥低渗油藏潜力的重要手段，为保证压裂的成功实施，要求固井质量完好，但如何控制其在油层部位造缝和造缝尺寸是个仍待解决的至关重要的问题；

（2）采取钻井和钻井流体最新勘探开发低渗、特低渗储集层，如应用水平井、分枝井、大位移井、水平井、欠平衡钻进等新型钻井方法及气体、泡沫、气化液体、低滤失量钻井完井流体等技术；

参考文献：

[1] 李道品等 低渗透砂岩油田开发[M] 北京：石油工业出版社，1997

[2] 胥元刚，张琪 变裂缝导流能力下水力压裂整体优化设计方法[J] 大庆石油地质与开发，2000

[3] 周涌沂，李阳，孙焕泉等 低渗透复杂介质中的渗流描述方法研究[J] 油气地质与采收率，2002