国内外低渗透油田开发技术调研

1、国内外低渗透油田开发技术调研汇汇 报报 内内 容容 一、低渗透油田特点及开发现状一、低渗透油田特点及开发现状 三、对胜利油田低渗透油田开发的一三、对胜利油田低渗透油田开发的一点建议点建议 二、低渗透油藏重点开发技术二、低渗透油藏重点开发技术 （一）（一）低渗透油田的储量分布特点低渗透油田的储量分布特点（二）低渗透油田地质特征及开采规律（二）低渗透油田地质特征及开采规律（三）（三）国内外低渗透油田的开发现状国内外低渗透油田的开发现状一、低渗透油藏特点及开发现状一、低渗透油藏特点及开发现状1 1、世界低渗透油田储量分布特点、世界低渗透油田储量分布特点19991999年报道年报道石油业石油业原油粘度

2、大多原油粘度大多10mPa.s以下，以下，有效厚度为有效厚度为2-10米，埋深米，埋深1200-4000米，采出程度较低米，采出程度较低渗透率低于渗透率低于50md储层中储储层中储量量150亿吨，占俄罗斯可采亿吨，占俄罗斯可采储量储量30%以上。以上。低渗透储层的低渗透储层的储量达数百亿储量达数百亿吨吨大部分已投大部分已投入开发入开发俄罗斯俄罗斯1 1、世界低渗透油田储量分布特点、世界低渗透油田储量分布特点19981998年报道年报道低渗透油气田可采储量占全国总储量低渗透油气田可采储量占全国总储量的的10%20-1 md的占30%20-100 md的约占60%低于1 md约占5%渗透率一般从几

3、个渗透率一般从几个mdmd到几十个到几十个mdmd据北美据北美172172美国美国国内探明地质储量国内探明地质储量52.152.1亿吨，占亿吨，占26.126.1国内已动用地质储量国内已动用地质储量26.726.7亿吨，占亿吨，占25.525.5这些油区共动用低渗透地质储量这些油区共动用低渗透地质储量2222亿吨，占全国的亿吨，占全国的8080以上。以上。 2 2、国内低渗透油田分布状况、国内低渗透油田分布状况目前发现的低渗透储量储层以中、深埋藏深度为主目前发现的低渗透储量储层以中、深埋藏深度为主小于小于1000m1000m1000-2000m1000-2000m2000-3000m2000-

4、3000m大于大于3000m3000m埋藏深度埋藏深度 m占占 %5.25.2 43.1 43.1 36.2 36.2 15.5 15.5国内低渗透油田分布特点国内低渗透油田分布特点低渗透储层中特低渗透及超低渗透储量占有较大的比例低渗透储层中特低渗透及超低渗透储量占有较大的比例特低渗透特低渗透1-10md1-10md 超低渗透超低渗透 0.1-1md0.1-1md渗透率渗透率8.48.437.637.65454一般低渗透一般低渗透10-50md10-50md国内低渗透油田分布特点国内低渗透油田分布特点国内低渗透油藏岩性以砂岩为主。国内低渗透油藏岩性以砂岩为主。砂岩油藏砂岩油藏砾岩油藏砾岩油藏

5、变质岩 变质岩及石灰岩及石灰岩等特殊岩等特殊岩性油藏性油藏70%10%20%20%国内低渗透油田分布特点国内低渗透油田分布特点（一）（一）低渗透油田的储量分布特点低渗透油田的储量分布特点（二）（二）低渗透油田地质特征及开采规律低渗透油田地质特征及开采规律（三）（三）国内外低渗透油田的开发现状国内外低渗透油田的开发现状一、低渗透油藏特点及开发现状一、低渗透油藏特点及开发现状低渗透油田地质特征低渗透油田地质特征油藏类型较单一油藏类型较单一 以岩性油藏、构造岩性油藏以岩性油藏、构造岩性油藏为主为主储层物性差储层物性差 孔隙度小、渗透率低孔隙度小、渗透率低孔喉细小、溶蚀孔发育孔喉细小、溶蚀孔发育储层非

6、均质性严重储层非均质性严重油层原始含水饱和度高油层原始含水饱和度高储层敏感性强储层敏感性强裂缝发育裂缝发育原油性质好原油性质好原油密度小、粘度小原油密度小、粘度小低渗透油田开采规律低渗透油田开采规律（一）（一）低渗透油田的储量分布特点低渗透油田的储量分布特点 （二）（二）低渗透油田地质特征及开采规律低渗透油田地质特征及开采规律（三）国内外低渗透油田的开发现状（三）国内外低渗透油田的开发现状一、低渗透油藏特点及开发现状一、低渗透油藏特点及开发现状开开发发方方式式充分利用天然能量开发充分利用天然能量开发适时补充能量开发适时补充能量开发注水开发注水开发注气开发注气开发高压低渗透高压低渗透油田油田常压

7、低渗常压低渗透油田透油田延长无水采油期延长无水采油期保持地层能量，提保持地层能量，提高采收率高采收率国外低渗透砂岩油田地质开发综合数据表国外低渗透砂岩油田地质开发综合数据表16目前低渗透油田主要采取注水的开采方式。目前低渗透油田主要采取注水的开采方式。在注水时机、井网部署、井距优化等方面取在注水时机、井网部署、井距优化等方面取得了许多成功的经验。对于注气，只是处在得了许多成功的经验。对于注气，只是处在室内室验和小型先导试验的初步研究阶段室内室验和小型先导试验的初步研究阶段。目前对低渗透油田主要采取注气、水气交注、目前对低渗透油田主要采取注气、水气交注、水气混注、周期注气以及美国近年来开展的水气

8、混注、周期注气以及美国近年来开展的人造气顶驱等。人造气顶驱等。国内国内国外国外低渗透砂岩油藏采收率对比低渗透砂岩油藏采收率对比国内国内中石油中石油中石化中石化采采收收率率 国外国外20-50%20-50%23.3%23.3%24.2%24.2%21.2%21.2%18.7%18.7%胜利胜利汇汇 报报 内内 容容一、低渗透油田开发现状一、低渗透油田开发现状 二、低渗透油田重点开发技术二、低渗透油田重点开发技术 三、对胜利油田低渗透油田开发的一点三、对胜利油田低渗透油田开发的一点建议建议二、低渗透油藏重点开发技术二、低渗透油藏重点开发技术（一）注水时机（一）注水时机前前 苏联苏联早期早期注水注水

9、美国美国晚期晚期注水注水先利用天然能量开先利用天然能量开采，当地层压力降采，当地层压力降到饱和压力附近时到饱和压力附近时开始注水。开始注水。在饱和压力附近，地在饱和压力附近，地下原油流动条件最好；下原油流动条件最好；对地下油层特征认识较对地下油层特征认识较清楚，开发较主动；清楚，开发较主动；保持地层压力，可以获得较保持地层压力，可以获得较长时期的高产稳产，从而缩长时期的高产稳产，从而缩短开采年限。短开采年限。有利于早日收回投资有利于早日收回投资国国内内国内众多低渗透油田一国内众多低渗透油田一般天然能量小，弹性采般天然能量小，弹性采收率和溶解气驱采收率收率和溶解气驱采收率都非常低都非常低国内一般

10、认为，应该立足于早期注国内一般认为，应该立足于早期注水。水。早期早期注水注水上覆压力与岩心渗透率和孔隙度关系曲线（榆上覆压力与岩心渗透率和孔隙度关系曲线（榆树林油田）树林油田）低渗透油层渗透率和孔隙度在压力的作用下，其变低渗透油层渗透率和孔隙度在压力的作用下，其变化过程为一不可逆过程。因此，低渗透油田必须早化过程为一不可逆过程。因此，低渗透油田必须早注水，以保持较高的地层压力，防止油层孔隙度和注水，以保持较高的地层压力，防止油层孔隙度和渗透率大幅度下降，保持良好的渗流条件。渗透率大幅度下降，保持良好的渗流条件。地质特点：构造岩性油藏，砂体规模小，分布零散，地质特点：构造岩性油藏，砂体规模小，分

11、布零散，油层薄，渗透率低，天然能量不足。油层薄，渗透率低，天然能量不足。 大庆永乐油田肇大庆永乐油田肇291291地区超前注水实例地区超前注水实例目的：为提高开发效果，摸索经验，在整个区块实目的：为提高开发效果，摸索经验，在整个区块实现同步注水的基础上，在州现同步注水的基础上，在州184井区进行超前两个月井区进行超前两个月注水的试验，经过一年的生产证明，超前注水取得注水的试验，经过一年的生产证明，超前注水取得了较好的开发效果。了较好的开发效果。(1) 州州184投产初期产量较高，采油强度大，虽有产量递减投产初期产量较高，采油强度大，虽有产量递减过程，但递减幅度不大。过程，但递减幅度不大。(2)

12、州州184油井受效后，单井产量的恢复程度较高。油井受效后，单井产量的恢复程度较高。油井产油量对比表油井产油量对比表累积产油量与时间关系曲线累积产油量与时间关系曲线0 01 12 23 34 45 56 67 70 01 12 23 34 45 56 67 78 89 91010时间，a累积产油，* 1 04m3提前提前6个月个月提前提前1个月个月同步注水同步注水(3)超前注水时间越长，前几年的累积产量越高，越有利于早超前注水时间越长，前几年的累积产量越高，越有利于早日收回投资。日收回投资。二、低渗透油藏重点开发技术二、低渗透油藏重点开发技术适当缩小井距，适当缩小井距，合理增大井网密度合理增大井

13、网密度(二二)井距优化井距优化低渗透油田井网密度与采收率关系计算表低渗透油田井网密度与采收率关系计算表国内外研究、试验都已证明，油田采收率与井距和国内外研究、试验都已证明，油田采收率与井距和井网密度有密切关系。例如根据我国实际资料归纳井网密度有密切关系。例如根据我国实际资料归纳出来的经验公式计算，低渗透油田井网密为出来的经验公式计算，低渗透油田井网密为5 5口口/km/km2 2时，采收率只有时，采收率只有5.3%5.3%；井网密度加大到；井网密度加大到2020口口/km/km2 2时，采收率可以达到时，采收率可以达到24.2%24.2%。前苏联季雅舍夫等人在分析整理罗马什金前苏联季雅舍夫等人

14、在分析整理罗马什金油田的大量开发资料后油田的大量开发资料后国外认为国外认为R=171.8+0.5KR=171.8+0.5K油井的泄油半径与油层渗透率的关系式R油井的泄油半径（m）K油层的有效渗透率（10-3um2）式中渗透率为渗透率为1 1 20md20md的深层低渗透油藏的深层低渗透油藏, ,井距宜加井距宜加密到密到250250米左右。米左右。多林纳油田维果德油藏多林纳油田维果德油藏开发初期以不小于以不小于250m250m的井距钻加密井是经济的的井距钻加密井是经济的。由于非均质严重由于非均质严重, ,造成各部分开发很不均匀造成各部分开发很不均匀共钻加密井共钻加密井5151口口问题技术经济评价

15、做法效果150150万吨万吨年产油量年产油量6969万吨万吨井距在井距在250250米以上米以上井距增至井距增至220220米米不存在干扰不存在干扰井间干扰明显减弱井间干扰明显减弱井间干扰大井间干扰大动采分析井距井距155155米以下米以下开发存在的主要问题：开发存在的主要问题：1 1井距大，为井距大，为400-450400-450米米2 2层系划分粗：划分为层系划分粗：划分为2 2套开发层系，套开发层系，每套层系含油小层达每套层系含油小层达2222个，含油井段个，含油井段达达250250米。米。3.3.注不进、采不出，采油速度注不进、采不出，采油速度0.3%0.3%面积：面积：4.5Km4.

16、5Km2 2储量：储量：36836810104 4t t油藏埋深油藏埋深: 2900-3400m: 2900-3400m储层渗透率储层渗透率:15-32 md:15-32 md储层有效厚度：储层有效厚度：35.7m35.7m小井距逐层上返中原文小井距逐层上返中原文3333沙三上沙三上文文3333沙沙三三上上构构造造井井位位图图文文3333逐层上返先导试验区逐层上返先导试验区 小井距小井距（ 200-250m 200-250m ）, , 密密井网井网, ,强注强采强注强采, , 一套一套井网井网, ,多套层系（细分多套层系（细分为四套层系）为四套层系）, , 逐层逐层高速开发高速开发. .主要解

17、决主要解决深层低渗透层间矛盾深层低渗透层间矛盾突出和钻井成本高的突出和钻井成本高的问题，寻求这类油藏问题，寻求这类油藏开发的有效途径开发的有效途径. .采采出出程程度度% %文文3333块沙三上采油速度块沙三上采油速度采出程度关系曲线采出程度关系曲线水驱控制储量提高水驱控制储量提高49%,49%,可采储量增加可采储量增加232310104 4t t，提，提高采收率高采收率1010个百分点。个百分点。采采油油速速度度% %二、低渗透油藏重点开发技术二、低渗透油藏重点开发技术国外主张国外主张“稀井网、强驱油稀井网、强驱油”，达，达到这一目的的最佳技术是水平井到这一目的的最佳技术是水平井、分分支井。

18、支井。国内主张国内主张“密井网、强驱油密井网、强驱油”，主，主张用正方形井网、矩形井网、菱形张用正方形井网、矩形井网、菱形井网等。井网等。注采方向与裂缝走向成注采方向与裂缝走向成-90-900 0菱形井网图菱形井网图a.由于注采井同处在主裂缝走向上，注采井与裂缝走向由于注采井同处在主裂缝走向上，注采井与裂缝走向成一定夹角，无裂缝沟通，虽然注水井排与最近的采油成一定夹角，无裂缝沟通，虽然注水井排与最近的采油井垂直距离较短，极大地减小了水淹井，能有效地避免井垂直距离较短，极大地减小了水淹井，能有效地避免因油井水淹而出现的严重后果。因油井水淹而出现的严重后果。b. 由于缩小了排距，油井易于受注水，使

19、油井地层压力由于缩小了排距，油井易于受注水，使油井地层压力保持较高的水平。同时，由于注采井直线距离比较长，保持较高的水平。同时，由于注采井直线距离比较长，没有裂缝沟通，所以虽然受效，但不会造成水淹。没有裂缝沟通，所以虽然受效，但不会造成水淹。 c.c.由于油井受两口注水井驱油，先是受最近注水井的驱动，由于油井受两口注水井驱油，先是受最近注水井的驱动，可使油井稳产，之后又受较远注水井的驱动，使油井较反九可使油井稳产，之后又受较远注水井的驱动，使油井较反九点井网油井稳产时间长。点井网油井稳产时间长。菱形井网的优点菱形井网的优点d. d. 油井多、水井少，它特别适合裂缝性油藏油井多、水井少，它特别适

20、合裂缝性油藏水平一般吸水能力强，不需要更多的注水井水平一般吸水能力强，不需要更多的注水井 e.若加密油井可以最大限度减少死油区，如若加密油井可以最大限度减少死油区，如在油井排间加密一排油井，加密后注采井数在油井排间加密一排油井，加密后注采井数比为比为1：3。对于裂缝性油藏这一注采井数比。对于裂缝性油藏这一注采井数比能满足注水要求。能满足注水要求。 菱形井网的优点菱形井网的优点二、低渗透油藏重点开发技术二、低渗透油藏重点开发技术油田名油田名 渗透率渗透率采 收 率 增 加 值采 收 率 增 加 值缔拉瓦拉油田（澳）缔拉瓦拉油田（澳）布里杰湖油田布里杰湖油田 （美）（美）1-15 1-15 101

21、0-3-3mm2 2 7.9 7.9 1010-3-3mm2 2 20%20%17.4%17.4%国外天然气资源丰富，采用烃类混相国外天然气资源丰富，采用烃类混相驱开发取得较高采收率。驱开发取得较高采收率。20%20%26%26%注水采收率注水采收率最终采收率最终采收率40%40%43.4%43.4%东北帕迪斯格林油田东北帕迪斯格林油田 ( (美）美）2460-3060 m2460-3060 m油田名油田名 渗透率渗透率注 水 采 收 率注 水 采 收 率小溪油田（美）小溪油田（美） 33 33 1010-3-3mm2 2 45%45%油藏埋深油藏埋深注注 C OC O2 2采 收 率采 收

22、率25.3%25.3%3280 m3280 m0.98.90.98.91010-3-3umum2 211%11%35%35%混相驱混相驱最终采收率最终采收率70.3%70.3%46%46%非混相驱非混相驱注注COCO2 2高峰日增油为2 . 8 万桶美国实施氮气驱现状美国实施氮气驱现状注注2异常高压油气藏W-8W-8和和W-12W-12油藏注气量曲线油藏注气量曲线W-8W-8和和W-12W-12油藏产油量曲线油藏产油量曲线二、低渗透油藏重点开发技术二、低渗透油藏重点开发技术钻遇更多天然裂缝钻遇更多天然裂缝大幅度增加泄油面大幅度增加泄油面积，提高单井产油积，提高单井产油量量增加可采储量、增加可采

23、储量、提高油藏最终提高油藏最终采收率采收率水平井的优点水平井的优点生产压差生产压差小小匈牙利奥尔哲油田匈牙利奥尔哲油田AP-13AP-13油藏为奥尔哲油田最大的低渗透浊油藏为奥尔哲油田最大的低渗透浊积砂岩油藏积砂岩油藏, ,利用水平井开发取得好效果。利用水平井开发取得好效果。 老油田利用水平井降低井筒周围的压降老油田利用水平井降低井筒周围的压降国内外低渗透油田水平井在不同类型油藏的应用实例国内外低渗透油田水平井在不同类型油藏的应用实例压压力力MpaMpa年年注注水水量量10103 3m m3 3年年产产油油量量10103 3m m3 3天然能量天然能量开发阶段开发阶段 (1978(197819

24、86)1986)注水开注水开发阶段发阶段 (1987(19871992)1992)利用水平井利用水平井 开发开发阶段阶段（1993199319971997）阶段末采出程阶段末采出程度度 8.58.5阶段末采出程阶段末采出程度度12.212.2阶段末采出程度阶段末采出程度20.920.9 注水阻止了压力进一步下注水阻止了压力进一步下降，但压力仍然保持在较低降，但压力仍然保持在较低水平，不足以改善区块的开水平，不足以改善区块的开发效果，平均单井日产油发效果，平均单井日产油3 31313方。方。考虑到水平井能降低井筒周考虑到水平井能降低井筒周围的压降，围的压降，1993199719931997年在年

25、在该油藏共钻水平井该油藏共钻水平井1212口，全口，全部为利用报废井的侧钻水平部为利用报废井的侧钻水平井，单井初产油井，单井初产油7070方。方。水平井与直井单井测试资料对比水平井与直井单井测试资料对比 水平井多段压裂开发特低渗透砂岩油藏水平井多段压裂开发特低渗透砂岩油藏大庆长垣外围低渗透油田扶、杨油层平均空气渗透率只大庆长垣外围低渗透油田扶、杨油层平均空气渗透率只有有1 15 51010-3-3m m2 2，个别达，个别达10101010-3-3m m2 2，属于特低渗透，属于特低渗透储层，油井自然产能很低，不经压裂得不到较理想储层，油井自然产能很低，不经压裂得不到较理想的产量。在投产扶、杨

26、油层的的产量。在投产扶、杨油层的4 4口水平井中，通过口水平井中，通过水平井多段压裂，取得了较好的开发效果。水平井多段压裂，取得了较好的开发效果。阿曼阿曼Saih RawlSaih Rawl油田的低渗透油田的低渗透ShuaibaShuaiba油藏采油藏采用多分支井注水开发获得成功。用多分支井注水开发获得成功。Saih Rawl ShuaibaSaih Rawl Shuaiba不同时期的原油产量。油田发现于不同时期的原油产量。油田发现于19711971年，但直到年，但直到2020世纪世纪9090年代才正式投入商业生产。年代才正式投入商业生产。目前，该油田的注水井网中已经使用了目前，该油田的注水井

27、网中已经使用了高达高达7 7个分支的多分支井。储层中的单个分支的多分支井。储层中的单井裸眼总长度达到了井裸眼总长度达到了11km11km。到。到20012001年中年中期为止，已钻了期为止，已钻了166km166km生产裸眼井段和生产裸眼井段和107km107km注入裸眼井段，有注入裸眼井段，有167167个水平井眼，个水平井眼，产油量高达产油量高达9000m9000m3 3/d/d。最初的生产井段。最初的生产井段与注入井段之间的距离为与注入井段之间的距离为250m250m，现已逐渐，现已逐渐减小到减小到60m60m，但仍满足经济标准，真正实，但仍满足经济标准，真正实现了现了“稀井网、强驱油稀

28、井网、强驱油” 。二、低渗透油藏重点开发技术二、低渗透油藏重点开发技术(六六) 油层保护技术油层保护技术1.确定合理生产压差，以免破坏储层孔隙结构确定合理生产压差，以免破坏储层孔隙结构2.针对敏感性特点，确定适合的注入水水质和注水强针对敏感性特点，确定适合的注入水水质和注水强度度3.完善措施作业工艺，降低油层伤害完善措施作业工艺，降低油层伤害 4.积极采取油层解堵措施，改善油层渗流能力积极采取油层解堵措施，改善油层渗流能力 汇汇 报报 内内 容容一、低渗透油田开发现状一、低渗透油田开发现状 二、低渗透油田重点开发技术二、低渗透油田重点开发技术 三、对胜利油田低渗透油田开发的一点三、对胜利油田低渗透油田开发的一点建议建议数值模拟结果表明，超前注水比同步数值模拟结果表明，超前注水比同步注水可提高采收率注水可提高采收率3 3 5 5，投资回收，投资回收期比同步、滞后注水提前期比同步、滞后注水提前1 1年，且内部年，且内部收益率高出收益率高出4 4 5 5个百分点。油田现场试个百分点。油田现场试验也得到同样的结果。超前注水优于验也