超低渗透油藏渗流模型及工艺技术研究

超低渗透油藏渗流模型及工艺技术研究

0研究完善了渗流模型，改进了渗流控制水膜储层薄，胶体含量高，孔喉咙薄，压力层设计和介质变形，是低渗透储层中最显著的渗透特征，对油田的开发效果评价显著。笔者在前人研究的基础上，定量描述了超低渗透储层与特低渗透储层的微观差异性，量化了启动压力梯度和压力敏感系数的非线性变化规律，建立了超低渗透油藏考虑应力敏感和启动压力梯度的渗流模型，研究并试验了以小井距、小水量、超前注水、多级加砂压裂，射孔射流压裂为主体的开发技术，有效的改善了平面和剖面渗流条件，为规模开发超低渗透油藏提供了新途径。1进行浇注时的关键超低渗透储层特征决定了超低渗透储层渗流能力差，开发中存在明显的启动压力梯度和应力敏感特征，注水开发的难度和渗流阻力增大，实现裂缝与基质的良好匹配，降低启动压力梯度和储层压敏伤害，建立注水渗流条件下的有效驱替是关键。1.1启动压力梯度的计算超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，即式中，Go为启动压力梯度，MPa/m;K为渗透率，mDㄢ1.2应力敏感系数超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。通过长庆油田超低渗岩心室内实验发现，储层渗透率越小，其应力敏感性越强。定义新的应力敏感系数为式中，b为应力敏感系数；Ko为渗透率初始值，10-3um2;K为渗透率，10-3um2；σ为应力，MPa；σ0为初始应力，MPa。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1）。对于超低渗透油藏，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，搞好超低渗透油藏开发的关键是保持合理的地层压力。1.3预测计算公式根据非达西渗流试验和压力敏感试验，建立了考虑启动压力梯度和岩石压力敏感的数学模型，在均值无限大油藏中的一口井其产能预测公式为式中，k为渗透率，mD；μ为粘度，mPa.s;h为油层厚度，m;p为地层压力，MPa;pwf为井低流压，MPa;b为岩心应力敏感系数；Go为启动压力梯度，MPa/m;re为注采井距，m;rw为井筒半径，m。2超低渗透油藏开发的关键技术在定量描述了启动压力梯度和压力敏感系数的非线性变化规律，建立了超低渗透油藏考虑应力敏感和启动压力梯度的渗流模型的基础上，研究并试验了以小井距、超前温和注水、多级加砂压裂、水力射孔射流压裂为主体的开发技术，有效改善了平面和剖面渗流条件，为开发超低渗透油藏提供了新途径。2.1超前技能技术依据变形介质的压敏效应机理和非达西渗流理论，创建了以提高地层能量、克服启动压力、降低压敏伤害、建立有效的驱替压力系统的超前注水技术，使得油井单井产量较以往提高了15%～20%。2.2超低排放控制集成应用裂缝描述术、试井解释、油藏描述、数值模拟、电模拟以及物理模拟技术，形成了井网及注采优化技术，应用该技术对超低渗油藏井网形式、井排距、注水参数、合理流压进行优化，并对有效压力系统进行评价，制定了超低渗油藏开发技术政策系列，将排距由180～200m调整到130～150m，水量由40～50m3调整到15～25m3，超前注水采用阶梯注水技术政策，即单井日注水量按5m3递增的方式阶梯配注，阶梯配注15m3,20m3,25m3，每个阶段30～20天，且周期缩短到2～4个月。通过现场实施，超低渗透储层单井日产油稳定在2.5t左右，开发效果较好。2.3层储层重建技术2.3.1单井采空液破胶程度针对物性差、填隙物含量高的储层，采用前置酸加砂压裂技术，降低压裂液滤饼伤害，提高压裂液破胶程度，通过改善地层与裂缝以及裂缝内部的连通性，达到提高单井产量的目的。在长庆油田前期试验100余口井，与以前的常规压裂井对比，平均单井日增油0.4t，在超低渗透油藏已推广应用10口井，平均试油产量21.9m3/d，增产效果良好。2.3.2实施了高效改造针对超低渗透厚油层的改造采用多级加砂压裂技术，在保证横向上深度改造的同时，实现了纵向上有效支撑、充分动用。在超低渗透油藏产建区取得了明显的增产效果。与传统压裂工艺对比，PQ、BB216、SAI392井区的试验井平均单井日增产0.5t/d以上。2.3.3低渗油层储层采后，缝口易受蜡、垢的堵塞造成蜡、垢的堵塞。采用高效保井生产工艺，生产效果好，井区、邻井、井间密度好，经济效益高为提高横向改造程度，采用直井水力射孔射流压裂工艺技术，一是解决了近井地带压耗较大，而生产过程中缝口易受到蜡、垢的堵塞伤害的问题，二是解决了低渗厚油层储层均一，采用常规压裂措施，裂缝易于纵向延伸，不利于实现目标缝长的问题，该工艺已在XH、SAI392、ZH9等井区试验了9口井，取得了较好的增产效果，单井产量高于邻井0.3t/d以上。3启动压力梯度和应力敏感系数对超低渗透油藏开发的影响(1）超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，决定了超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