低渗透油藏提高采收率技术

低渗透油藏提高采收率技术

随着石油天然气勘探的深入，许多低渗透油藏逐渐被探明，其分布范围越来越广，储量越来越大。目前已探明低渗储量近50亿吨，已经开发近20亿吨，动用率40%左右，未动用储量近30亿吨。由于低渗透油藏一般边底水都不活跃，天然能量不充足，渗流阻力大，能量消耗快，严重制约低渗透油田的高水平开发。我国近年来经济发展迅速,对油气能源的需求也与日俱增，搞好低渗透油藏的开发对我国石油工业的稳定和发展具有十分重要的战略意义。

低渗透油藏开发过程存在问题主要表现在：①油藏天然能量不足，地层压力下降快；②油井需压裂投产，初期产量较高，但递减快；③受裂缝分布和储层非均质性影响，注采井组内一部分油井含水上升过快甚至水淹，另一部分油井却不见效果，致使相当部分低渗透油藏处于低产、低采收率状态。 1 低渗透油藏特点 1.1启动压力梯度

低渗透油藏存在启动压力梯度，且随着渗透率的降低，地层流体的启动压力梯度急剧增加，两者之间呈幂函数关系（图1），即:

式中， Ge为启动压力梯度，MPa/m；K为渗透率，mD。

图1 低渗透中原油启动压力梯度与渗透率关系曲线

1.2 应力敏感

低渗透油藏大多属于应力敏感性油藏，随着注入水的进入或地层流体的采出，地层岩石的有效覆压将会发生变化，岩石发生形变，从而引起地层孔隙度和渗透率发生变化，这种变化是不可逆的过程，最终影响油气藏的产能和开发效果。

通过研究发现，岩心应力敏感系数b与岩心初始渗透率Ko，在双对数坐标下呈线性关系（图2）。对于低渗透油藏，应力敏感的影响显著增加，只要存在压力降，就会有渗透率的损失。因此，搞好低渗透油藏开发的关键是保持合理的地层压力。

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岩心渗透率与应力敏感系数关系2 提高采收率技术研究 2.1 超前注水技术

低渗透油田普遍存在启动压力梯度和驱动压差均较大、渗流和传导慢等特点, 加之低渗透油田一般为低饱和油藏, 油层压力系数仅为0.8。如果不提前注水保持地层原始压力开采, 油层就会消耗大量能量, 易造成油层内部岩石格架变形, 孔隙结构变差, 渗流能力降低以及原油性质变化等, 最终会导致油藏开发效果差和采收率低等情况。因此, 针对低渗透油藏采用超前注水, 这样不仅能在油层内部建立有效的驱替压力系统, 而且还能改善渗流能力，减小储层应力敏感伤害，改善储层物性，提高油井单井产量和油藏最终采收率。

根据理论计算, 注水井以定量超前注水时的地层压力变化曲线如图3所示。由图3可见, 超前注水时间越长,地层压力上升越高；且在排距150～200m范围内, 地层压力可达到原始压力的105%～130%，当油井以同一采油指数和流压生产时,则会获得较高的产量。

图3 超前注水不同时机地层压力剖面

2.2 N2驱油技术

与其他提高采收率技术相比，氮气驱在低渗油藏中的应用具有明显的优势，一是氮气在低渗油藏中的注入能力远比水的注入性强，具备进入致密基质，启动其中剩余油的必要条件；二是氮气气源充足，便于获取，价格低廉，降低开采成本的潜力空间较大。

根据实验表明，水驱后以水气交替方式注入氮气能提高驱油效率16.37%，在

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水驱基础上比常规的稳定注气方式提高采收率13.23%，与脉冲注气提高采收率接近。根据实验结果，常规的氮气驱在水驱后的低渗油藏驱油效率很低，不适宜作为低渗油藏水驱后提高采收率技术；脉冲注气和水气交替注入方式在水驱基础上提高驱油效率高达16%，是具有应用前景的低渗油藏水驱后提高采收率技术。 2.3 连续油管水力喷射压裂技术

连续油管水力喷射压裂技术是从连续油管进行喷砂射孔，从套管进行加砂压裂。在相应油层位置利用连续油管及喷砂射孔器进行喷砂射孔，射孔后上提连续油管至垂直段，进行环空水力压裂，形成水力支撑裂缝；采用高砂比混合砂塞封堵已压裂段，完成第一段压裂；利用连续油管探砂面并调整砂面，下放连续油管至第二射孔井段，进行射孔、套管环空压裂、砂塞封堵。重复上述工序，直至完成设计要求的各段压裂。全井段压裂完成后，直接用连续油管携带冲砂器进行冲砂塞至人工井底，清除井筒砂塞，完成全井施工。

连续油管水力喷射压裂技术实现了施工连续，施工周期短；不需要封隔器，成功率高；不怕砂堵，可快速冲砂，是一种综合集水力喷砂射孔、水力压裂和水力隔离等多种工艺一体化的新型水力压裂技术。与常规水力压裂相比, 连续油管水力喷射压裂技术可较准确地造缝、无需机械封隔、简化作业程序、降低作业风险, 适应于多产层、薄层的直井逐层压裂改造, 对开发低渗透油气藏等难动用储量具有重要的意义和广阔前景。 3 结论

（1）低渗透储层储层颗粒细小，胶结物含量高，面孔率低，孔喉细微，决定了低渗透储层渗流能力差；

（2）启动压力梯度和应力敏感系数与地层渗透率之间均为幂函数关系，启动压力梯度和应力敏感对低渗透油藏开发有较大的影响；

（3）低渗透油藏采用超前注水技术、气水交替注入驱油技术，应用连续油管水力喷射压裂技术，有效的改善了平面和剖面渗流条件，为规模开发低渗透油藏提供了新途径。

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