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低渗透油田注水开发的生产特征及影响因素

2020-01-14王雪峰徐向雲

化工设计通讯 2020年3期
关键词:生产井压力梯度渗透率

王雪峰,徐向雲,陈 朋

(冀东油田,河北唐山 063000)

随着我国油田勘探和开发作业的不断进行,低渗透油田的数量不断增加,低渗透油田具有渗透率相对较低、单井产量相对较少的特征,低渗透油田开发的难度相对较大,但是由于我国对能源需求量的不断增加,对低渗透油田进行开发成为了不得不进行的一项工作,因此,如何对低渗透油田进行有效的开发并提高低渗透油田的产量成为了研究的重点问题[1]。对于低渗透油田而言,注水开发是一项较为成熟的开发方式,但是注水开发过程中如果技术方案操作不当,也会影响低渗透油田的产量。因此,在本次研究中首先对低渗透油田注水开发的生产特征进行简单分析,在此基础上,对低渗透油田注水开发过程中的影响因素进行深入研究,提出低渗透油田注水开发的技术对策,为提高低渗透油田的产量和生产效率奠定基础。

1 低渗透油田注水开发生产特征

1.1 非达西流特征

对于低渗透油田而言,在进行注水开发的过程中,会呈现出非达西流的基本特征,同时,在油田内部还存在一定的压差,在压差相对较低的前提下,低渗透油田内的流体将无法流动,只有在压差达到某一临界值时,在油田内部才会呈现出流动的特征,但是流动过程只是在某一区域范围内,因此,如果对低渗透油田进行过度的注水开发,则地层的渗透率会迅速下降[2]。

1.2 方向性特征

在对低渗透油田进行注水开发的过程中,水流会呈现出方向性的特征,同时,由于地层内存在部分微型的裂缝,因此,在注水开发的过程中还可能会出现水淹问题,如果油井处于微型裂缝的两侧,则在注水开发的过程中,水驱的效果会受到一定的影响,此时注水开发很难起到提高原油生产效率的效果。

1.3 产能低特征

由于低渗透油田的自然产能相对较低,因此,在进行注水开发的过程中,地层中的能量递减速度相对较快,这主要是因为低渗透油田地层的渗透率相对较低,存在的能量也相对较低,对于低渗透油田而言,一般需要对地层进行一定的压裂改造,才能使得注水开发起到一定的效果。

2 低渗透油田注水开发影响因素

2.1 孔隙特征因素

孔隙特征会对注水开发产生严重的影响,孔隙特征主要包括3个方面,分别是地层中的孔喉半径、孔隙的基本形态以及孔隙与孔隙之间的连接情况。一般情况下,低渗透油田地层中的孔喉半径均小于2.48μm,大多数的孔喉半径维持在0.06~1.1μm,在地层的孔隙中一般都具有滞留层,滞留层的厚度与孔隙的直径基本相同,都在0.1μm 左右,在滞留层内存在的原油也属于孔隙中的原油,但是,孔隙中的原油可以流动,滞留层内的原油将无法流动,只有对地层进行不断的增压,才能实现滞留层内原油流动的目的[3]。

2.2 附加渗流阻力因素

在低渗透油田较为细小的孔道之中,只有其压力达到一定的启动压力以后,孔道中的流体才可以流动,这个启动压力就可以反映出流体流动的阻力,当孔道的直径不断增大时,流体流动的阻力才会降低。在低渗透油田中,孔道的直径一般都相对较小,因此原油流动的阻力相对较大。在另一方面,孔道内流体的流动阻力还会随着压力梯度的变化而变化,当压力梯度增加时,流体的流动阻力也会增加。这主要是因为随着压力梯度的不断增加,一些直径相对较小的孔道中流体也会加入到流动之中,此时地层中的渗流能力也会增加,流体流动的阻力也会增加。同时,随着压力梯度的不断增加,流动孔隙也会参与到流动之中,此时地层中并不会出现流动孔隙增加的问题,当地层中的压力梯度为定值时,流体流动的阻力也将会是定值。

2.3 渗透率变化因素

油田周围的土壤会给储层带来一定的压力,但是周围土壤对于储层影响的区域范围相对较小,因此,受周围土壤影响开始流动的流体半径相对较小,如果油井与注水井之间的距离相对较长,则注水开发很难起到应有的效果,同时,如果两者之间的距离相对较远,则驱动压力会不断降低,地层的渗透率也会降低,地层的渗流能力也会降低。在对低渗透油田进行注水开发的过程中,如果注水量相对较高,则在注水井周围会出现水资源聚集的问题,在在注水井周围形成高压区域,很难将流体的能量注入到生产井中,在生产井周围很可能会产生低压区域,最终使得生产井周围的压力供应不足,油井的生产效率和生产量严重下降。

3 低渗透油田注水开发技术对策

3.1 减小不易流动带

对于低渗透油田而言,地层中的天然能量相对较少,地层的导压能力也相对较低,如果可以对低渗透油田采取早注水的措施,可以对地层起到保护作用,进而使得地层中的渗透率损失可以得到有效的降低。如果想要在不减小不易流动带的前提下提高注采井之间的压差,对于低渗透油田而言难度相对较大,这主要是因为如果低渗透油田中的不易流动带的面积相对较大,水驱将无法起到很好的效果。因此,油田的工作人员需要尽可能减小注水井和生产井之间的距离,进而使得不易流动带可以减小,进而使得地层中的压力梯度和地层渗透率都得到一定的提升,可以使得水驱发挥应有的效果。目前,在国内外的低渗透油田中,都已经进行了减小井距的试验,都已经取得了良好的效果。但是,如果油田的井距过小,则一定区域范围内生产井和注水井的数量都会不断的增加,这会使得油田的生产成本增加,因此,油田需要在综合经济成本和生产效率等多种因素的基础上,对井距进行合理的计算。

3.2 扩大易流动半径

对于低渗透油田而言,地层中的含油层面数量相对较少,如果盲目地提高地层中的渗透率,则含油层面之间会产生一定的矛盾问题,针对此问题,油田企业应尽可能采用分层注水措施,分层注水的时间越早,则发挥的效果则越好,能有效地提高油田的原油产量。一般情况下,油田可以对地层进行一定的压裂改造,进而使得地层中的易流动半径可以得到有效的增加,使得注水井注入的水资源可以进入到相应的层面之内,生产井就可以获取到充分的能量,油井的产量就可以得到一定的提升。目前,我国某低渗透油田开展了此方面的试验,在油田不进行压裂作业时,在油田内就不会产生油流,在进行压裂作业以后,油田的产量得到了有效的提升,其压裂作业的效果基本相当于将地层的渗透率增加100倍,这主要是因为在进行压裂作业以后,地层中产生了一个直径相对较大的易流动半径,进而使得油田的产能得到了有效的提升。

4 结语

通过本次研究可以发现,由于低渗透油田中渗透率相对较低、单井的产量相对较少,因此,对低渗透油田进行开发的难度相对较大,而注水开发是一种相对较为成熟的方案,低渗透油田的注水开发主要受到孔隙特征、附加渗流阻力以及渗透率变化等多种因素的影响。为了提高低渗透油田注水开发的效果,油田企业需要采取减小不易流动带、扩大易流动半径两种有效措施,进而使得油田的生产效率和产量都可以得到有效的提升。

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