低滲透油氣藏啟動(dòng)壓力的分析方法與應(yīng)用

李賀龍

（遼河油田曙光采油廠，遼寧盤(pán)錦 124109）

低滲透油氣藏啟動(dòng)壓力的分析方法與應(yīng)用

李賀龍

（遼河油田曙光采油廠，遼寧盤(pán)錦 124109）

從低滲透油藏地質(zhì)特征入手，探討低滲透儲(chǔ)層非達(dá)西滲流機(jī)理，從多孔介質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)、孔隙介質(zhì)與滲流流體之間的相互作用等方面闡述了低速非達(dá)西滲流產(chǎn)生機(jī)理的不同觀點(diǎn)，探討了孔隙大小、孔隙喉道的幾何結(jié)構(gòu)、比表面積與滲透率的關(guān)系及其對(duì)啟動(dòng)壓力的影響。確定啟動(dòng)壓力的簡(jiǎn)便方法。最后闡述降低啟動(dòng)壓力梯度的措施。

低滲透；地質(zhì)特征；非達(dá)西滲流；啟動(dòng)壓力

本論文的研究的目的是從低滲透油層的地質(zhì)特征入手，對(duì)低滲透油藏的非達(dá)西滲流機(jī)理、啟動(dòng)壓力梯度進(jìn)行比較簡(jiǎn)單化的論述，為低滲透油田開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。

1 低滲透油田的地質(zhì)特征

1.1概念與界限

滲透率基本不會(huì)影響原油的采收率，相對(duì)于一般中高滲透儲(chǔ)層是正確的，但滲透率降低到一定程度后，對(duì)采收率就有的明顯影響了，根據(jù)滲透率對(duì)采收率影響程度和滲透率與臨界壓力梯度的曲線觀察，滲透率低于40×10-3μm2時(shí)，采收率下降明顯，臨界壓力梯度明顯增加。

綜上所述，我們把，0.1×10-3μm2≤滲透率≤50×10-3μm2的儲(chǔ)層統(tǒng)稱(chēng)為低滲透油層。

1.2儲(chǔ)層巖石學(xué)特性

（1）巖石粒度：由于顆?；祀s，分選差，因而低滲透儲(chǔ)層巖石粒度分布范圍寬廣。

（2）礦物成分：據(jù)統(tǒng)計(jì)，巖石礦物中石英占36.24%，長(zhǎng)石占26.85%，巖屑占35.84%，其他占0.85%。這反映礦物成熟度很低，屬長(zhǎng)石砂巖和巖屑砂巖。

（3）顆粒形態(tài)和接觸關(guān)系：據(jù)統(tǒng)計(jì)，次棱角狀占61.67%，而次圓狀僅占11.11%。顆粒接觸關(guān)系以緊密的線狀一凹凸?fàn)顬橹?，而且深度愈大，接觸愈緊密。

（4）膠結(jié)物：低滲透儲(chǔ)層膠結(jié)物含量較高，平均為16.6%。膠結(jié)物成分以粘土為主，其次為碳酸鹽，此外還有少量硫酸鹽、硅質(zhì)等。

1.3儲(chǔ)層物理性質(zhì)特征

低滲透儲(chǔ)層首先是孔隙度比較低，據(jù)統(tǒng)計(jì)，絕大部分集中在10%～20%之間，占80%。小于10%的占7%，大于20%的占13%。其次是滲透率值低，一般小于50×10-3μm2。

2 低滲透儲(chǔ)層非達(dá)西滲流機(jī)理

2.1低滲透儲(chǔ)層中的滲流特點(diǎn)

滲透率越小，非達(dá)西滲流特征就更加明顯。非達(dá)西滲流的過(guò)程可以用圖1來(lái)描述：A點(diǎn)是液體開(kāi)始流動(dòng)的啟動(dòng)壓力梯度，AD線段是液體流速表現(xiàn)為下凹型增加的實(shí)測(cè)曲線，DE線段是實(shí)測(cè)的達(dá)西滲流直線。D點(diǎn)是從曲線變?yōu)橹本€的臨界壓力梯度。C是DE直線延伸和壓力梯度坐標(biāo)的交叉點(diǎn)，一般被叫作擬啟動(dòng)壓力梯度。直線（即DE線）延長(zhǎng)線（即DC線）不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，這就是非達(dá)西滲流的主要特征。

圖1　低滲透非達(dá)西滲流特征曲線

2.2多孔介質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)影響

孔隙大小、孔隙喉道幾何結(jié)構(gòu)和分布會(huì)影響流體的滲流速度。滲透率的貢獻(xiàn)值主要由孔隙體積比例小相對(duì)粗的孔道提供。而孔隙小、喉道細(xì)、孔隙連通性差是影響低滲透非達(dá)西滲流的重要原因。

3 確定低滲透油藏啟動(dòng)壓力的簡(jiǎn)便方法

啟動(dòng)壓力梯度的方程是擬線性方程，通過(guò)流速與驅(qū)動(dòng)壓力梯度曲線上根據(jù)直線的斜率和截距就能求得啟動(dòng)壓力梯度。在油田開(kāi)發(fā)中，最容易獲得的速度和壓力梯度法之間的關(guān)系是基于速度敏感測(cè)試。在油田開(kāi)發(fā)中，最簡(jiǎn)便地獲取流速與壓力梯度關(guān)系的方法是通過(guò)速敏試驗(yàn)。速敏試驗(yàn)是油田為了研究流體流速對(duì)儲(chǔ)層造成的傷害程度而開(kāi)展的常規(guī)性試驗(yàn)，因此數(shù)據(jù)資料容易獲得。

4 降低啟動(dòng)壓梯度的措施

1）通過(guò)對(duì)射孔技術(shù)的研究，采用合理的射孔參數(shù)、負(fù)壓射孔以及與儲(chǔ)層配伍的射孔液有效地對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行射孔，以此來(lái)增大流體在儲(chǔ)層內(nèi)的滲流通道，這將使?jié)B透率增大，而啟動(dòng)壓力梯度減小，達(dá)到降低啟動(dòng)壓力梯度的目的。

2）壓裂技術(shù)方式是在適當(dāng)?shù)脑龃髢?chǔ)層的滲流通道，減小流體在儲(chǔ)層內(nèi)的各種影響因素，改善低滲透儲(chǔ)層的滲透性，從而降低啟動(dòng)壓力梯度來(lái)達(dá)到合理開(kāi)采的目的。

3）酸化方式分為常規(guī)酸化與酸壓兩種

常規(guī)酸化在低于地層破裂壓力，不壓開(kāi)裂縫的情況向下，把酸液擠入地層，起到解除井底附近地層的堵塞作用，所以已成為解堵酸化。

酸壓是在高于地層破裂壓力下進(jìn)行的酸化作業(yè)。酸壓一般應(yīng)用于碳酸鹽巖地層，其核心問(wèn)題提高酸液的有效作用距離和裂縫的導(dǎo)流能力。在采用此方法時(shí)，一定要防止儲(chǔ)層傷害，否則會(huì)污染儲(chǔ)層。

5 結(jié)論

低滲透油藏的上限為50×10-3μm2，下限為不小于0.1×10-3μm2；低滲透儲(chǔ)層的沉積環(huán)境包括近源沉積、遠(yuǎn)源沉積、成巖作用；儲(chǔ)層特征包括了巖石學(xué)特性、物理性質(zhì)特征；從低滲透非達(dá)西滲流機(jī)理分析看出，影響低滲透儲(chǔ)層滲流特征如下：多孔介質(zhì)孔隙結(jié)構(gòu)，孔隙度和流體之間的相互作用；應(yīng)用室內(nèi)速度敏感的測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)確定啟動(dòng)壓力梯度的低滲透儲(chǔ)層是一種可行的方法；射孔技術(shù)、壓裂技術(shù)、酸化等方法是改善低滲透儲(chǔ)層的滲透性非常重要的方法，從而有效降低油層啟動(dòng)壓力梯度，使油井能夠正常投入生產(chǎn)。

[1] 才汝成，李小清.低滲透油藏開(kāi)發(fā)新技術(shù)[M].北京：中國(guó)石化出版社，2004.

[2] 張琪.采油工程原理與設(shè)計(jì)[M].東營(yíng)：石油大學(xué)出版社，2003.

[3] 羅英俊.油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)中的保護(hù)油層技術(shù)[M].石油工業(yè)出版社，1996.

Low Permeability Reservoir Starting Pressure Analysis Methods and Application

Li He-long

This paper from low permeability reservoir geological characteristics，discusses the non-Darcy fl ow in low permeability reservoir mechanism，explained the low-speed non-Darcy fl ow in terms of the pore structure of the porous medium，the interaction between fluid flow in porous media and the like mechanism of different points of view，discusses the geometry of pore size，pore throats，specific surface area and permeability relationship and its impact on the start-up pressure.Simple method to determine the pressure starts.Finally elaborate measures to reduce the pressure gradient.

low permeability geological characteristics of non-Darcy fl ow starting pressure

TE353

A

1003-6490（2016）01-0020-02

2016-01-02

李賀龍（1977—），男，河北南宮人，高級(jí)技師，主要從事石油管理和采油工作。