低滲透砂巖油藏水平井開(kāi)發(fā)物理模擬研究

張威

(遼河油田淺海石油開(kāi)發(fā)公司海南作業(yè)區(qū),遼寧盤(pán)錦 124010)

低滲透砂巖油藏水平井開(kāi)發(fā)物理模擬研究

張威

(遼河油田淺海石油開(kāi)發(fā)公司海南作業(yè)區(qū),遼寧盤(pán)錦 124010)

水平井開(kāi)發(fā)油藏是提高儲(chǔ)量控制程度和改善油田開(kāi)發(fā)效果的重要手段。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展,各國(guó)之間的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)出現(xiàn)愈演愈烈之勢(shì),在石油作為主要工業(yè)燃料之際,經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)即為石油的競(jìng)爭(zhēng)?；谶@種情況,在低滲透砂巖地區(qū)進(jìn)行水平井石油開(kāi)發(fā)物理模擬研究顯得尤為必要。

低滲透砂巖 水平井 物理模擬

我國(guó)幅員遼闊，海陸相接，物產(chǎn)資源豐富。已探明的石油儲(chǔ)量約九百四十億噸，但可供開(kāi)采的石油資源僅為一百六十億噸。經(jīng)過(guò)五十多年的開(kāi)采，目前我國(guó)的石油最多還能使用八十年。由于石油儲(chǔ)量的日益減少，我國(guó)在使用進(jìn)口石油的同時(shí)，應(yīng)改進(jìn)石油開(kāi)采技術(shù)，減少由于開(kāi)采不當(dāng)造成的石油資源浪費(fèi)。因此，對(duì)石油開(kāi)采技術(shù)提出更多更高的要求。

1 影響水平井開(kāi)發(fā)低滲透砂巖油藏的因素

(1)我國(guó)低滲透砂巖油藏的特征：①儲(chǔ)藏地域分散性大。我國(guó)石油儲(chǔ)備主要集中在黑龍江、塔里木、鄂爾多斯、渤海、四川、準(zhǔn)格爾、柴達(dá)木、東海陸架八大層積盆地。這些儲(chǔ)油地區(qū)多分散在我國(guó)的東部和北部一帶，油田分散性大。②儲(chǔ)油層自然產(chǎn)能低，對(duì)石油開(kāi)采技術(shù)的要求高。儲(chǔ)油層以層狀低滲透砂巖為主，油井鉆探過(guò)程中需要對(duì)儲(chǔ)油層進(jìn)行不間斷地改造。③含油飽和度受儲(chǔ)油層不規(guī)則的影響，孔隙度和滲透率有較大變化。④存在層間裂縫。由于石油的儲(chǔ)存以大地為依托，大地經(jīng)過(guò)歷史沉積，土壤層呈層狀分布，層狀土壤與層狀土壤之間會(huì)出現(xiàn)裂縫。⑤油質(zhì)情況差。石油埋藏于地底下難免會(huì)與土壤粘合在一起，土壤對(duì)油質(zhì)情況有影響。⑥低滲透性砂巖不利于油層的流動(dòng)。油層流動(dòng)性差，在開(kāi)采過(guò)程中油層壓力大，產(chǎn)能低。⑦原油粘度低，密度小，性質(zhì)較好。

(2)利用水平井開(kāi)發(fā)低滲透油藏需要考慮的因素：①油藏深度。現(xiàn)階段，受我國(guó)石油開(kāi)發(fā)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件的限制，我國(guó)石油水平井開(kāi)采技術(shù)能開(kāi)采的石油深度為一千米至六千米，并且，這一石油開(kāi)采深度還受設(shè)備和地質(zhì)條件的約束。②油藏構(gòu)造。油藏構(gòu)造較多地與地質(zhì)條件相關(guān)聯(lián)。當(dāng)儲(chǔ)油層構(gòu)造較為平緩時(shí)，開(kāi)采石油可以利用地層傾斜角較小的特點(diǎn)布置鉆水平井。當(dāng)儲(chǔ)油層構(gòu)造情況復(fù)雜時(shí)，則需要依據(jù)實(shí)際情況布置水平井。③油層厚度。當(dāng)油層厚度超過(guò)2米時(shí)，選擇用水平井開(kāi)采，若油層厚度小于2米，則需要將開(kāi)采的成本和效益進(jìn)行比較，選擇合適的開(kāi)采方案。

2 低滲透砂巖油藏水平井開(kāi)發(fā)物理模擬研究

迄今為止，國(guó)內(nèi)外在低滲透砂巖油藏水平井開(kāi)發(fā)上已做了大量物理模擬研究，但由于人工無(wú)法制作低滲透率的砂巖模型，這些物理模擬研究多以模擬研究效果不明顯或失敗而告終。進(jìn)行低滲透砂巖油藏水平井開(kāi)發(fā)物理模擬研究，需要控制所選取的砂巖滿足模擬的要求。本文采用低滲透率的天然砂巖作為可控對(duì)象，用樹(shù)脂進(jìn)行封裝，研究砂巖的孔隙結(jié)構(gòu)與孔滲特征對(duì)水平井開(kāi)發(fā)石油的影響，經(jīng)過(guò)模擬的可行性分析，對(duì)水平井定壓開(kāi)采條件下的產(chǎn)量變化情況及壓力場(chǎng)分布特征進(jìn)行了說(shuō)明。

(1)物理模型制作：①選取天然低滲透砂巖，固定露頭尺寸為30cm×25cm×5cm。②布置測(cè)壓點(diǎn)，在測(cè)壓點(diǎn)處粘牢墊木并鉆孔，并將壓力傳感器的接頭固定在孔內(nèi)。③在露頭側(cè)面中部開(kāi)寬0.5毫米，長(zhǎng)30厘米的水平槽，用以模擬水平井。④用墊木片密封好水平槽，并記錄水平槽在墊木片上的位置。⑤在其它側(cè)面布置抽真空孔的位置并在這些真空孔的位置上粘好墊木片，用樹(shù)脂進(jìn)行澆鑄。⑥待樹(shù)脂固化后，用電鉆在抽真空孔位置和水平槽位置鉆孔，穿透樹(shù)脂層和墊木片。

(2)模型模擬可行性論證：模型模擬的可行性分析主要是選取本次物理模型中的6塊天然露頭鉆取的巖石作為研究對(duì)象，每個(gè)小巖心的直徑大概為2.5-2.8cm之間，采用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法，檢測(cè)小巖心的克氏滲透率，以明確該油田中天然露頭巖心的水平以及垂直方向。分別取水平和垂直方向的露天巖心，采用常規(guī)的壓力泵檢測(cè)巖心的常規(guī)承載壓力，從而能通過(guò)實(shí)踐掌握天然露天巖心的構(gòu)成和基本孔滲的特征。本次研究中，其巖心結(jié)構(gòu)和孔滲的特征效果圖如圖1所示。

由圖1可知，在不同的常規(guī)壓汞條件下，巖心中汞的飽和度會(huì)隨著毛管壓力的增加而逐漸下降。而本次研究的6塊巖石，共有巖心16塊，通過(guò)上述的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，巖心的平均孔隙度為15.23%。由此可見(jiàn)，采用天然露頭進(jìn)行物理模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)茌^好地反映低滲透儲(chǔ)層的滲流特征。

(3)試驗(yàn)分析：經(jīng)試驗(yàn)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)分析可知，水平井在開(kāi)采初期，產(chǎn)量較高，隨著時(shí)間的推移，產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)。本次模擬研究與真實(shí)石油開(kāi)采過(guò)程極為相似，可依此次研究的結(jié)果分析真實(shí)的水平開(kāi)采石油技術(shù)。在利用水平井開(kāi)采石油的過(guò)程中，可通過(guò)加大壓力波增加石油的產(chǎn)量。

圖1 常規(guī)壓汞曲線圖

3 結(jié)語(yǔ)

石油是工業(yè)的血脈，工業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)石油。石油在日常生活

中的應(yīng)用很廣泛，它是汽車、飛機(jī)、輪船和坦克運(yùn)行的燃料，是纖維、橡膠、化肥和塑料制品制作的原材料，可以說(shuō)人們的日常生活離不

開(kāi)石油。市場(chǎng)對(duì)石油的需求量巨大，因而我國(guó)石油開(kāi)采任務(wù)重大。雖

然只是物理模擬研究，但其得出的結(jié)論具有一定的參考價(jià)值，希望

能在具體的水平井開(kāi)展石油的過(guò)程中提供有益的參考。

[1]沈瑞,胡志明,熊偉等.低滲透砂巖油藏水平井開(kāi)發(fā)物理模擬研究[J].石油天然氣學(xué)報(bào),2009,31(5).

[2]冉新權(quán),程啟貴,屈雪峰等.特低滲透砂巖油藏水平井井網(wǎng)形式研

究[J].石油學(xué)報(bào),2008,29(1).