低渗透油田开发注采井网系统设计及优化策略探析

2022-11-07

一、国内低渗透油田开发现状

我国在低渗透油藏开发方面经过长期的探索与研究, 形成了地层裂缝描述、油层保护、整体压裂改造等一系列技术。但在裂缝描述、渗流机理研究、配套工艺技术研究等方面, 还不能完全适应低渗透油藏高效开发的需要。我国在油藏工程理论方面的研究进展并不理想, 在低渗透油田开发中仍存在很多问题, 还处于发展和探索阶段。

近年来, 随着油层改造工艺的不断提升, 针对低渗透油田井网开发过程中出现的问题, 进行了井网转换和井网加密可行性方面的诸多研究, 并提出了相应的优化措施。在开发过程中, 由于其地质非均质性较强, 存在大量人工或天然裂缝, 这不仅导致其开采难度较大, 也使得在开采的过程中出现了很多尤待解决的问题, 如油井开采过程中见水过早、油井的动液面较低、井底流压小导致提液困难等。

二、低渗透油田合理井网系统设计

一套合理的井网系统设计需要具备以下三个条件[1]:1.要在开采初期显示出采油速率高的优势, 尽量延长无水采油期;2.在开采期间, 尽量达到最高的采收率;3.整个井网系统要符合低渗透油田的开发, 且具有较强的灵活性。井网在设计时也要考虑多方面的因素, 综合考虑油田开发的经济性, 如单井的控制储量、井网分布及如何控制注水井与产油井之间的压力传递, 另外, 还要考虑怎样才能最大程度地延缓方向性的水窜和水淹时间。本文主要以正方形面积井网和菱形反九点井网为例进行探讨。

(1) 正方形面积井网的适应性分析

在低渗透油田开发过程中, 存在的裂缝会使得平行主应力方向的渗透率比其他方向基质的渗透率高数十甚至数百倍, 而其所占的孔隙度一般不到1%。如果在这种油藏中使用规则的正方形注采井网, 要解决方向性见水快以及水淹快的矛盾是比较困难的。统计分析表明, 正方形面积井网不能有效的解决角井过早水淹的问题。

(2) 菱形反九点井网的适应性分析

通过对不同井网的适应性、开采率以及采出程度的对比分析。正方形反九点井网和菱形反九点井网在初期采油速率上并没有太大的差别, 但随着开采时间的延长, 菱形反九点井网的采油速率渐渐呈现领先的优势, 它不但可以缩短垂直主应力方向上的井排距离、扩大地层主应力方向上的注采井距离, 同时也可以延缓水淹时间, 改善平面上各个油井的受效程度。由此可见, 菱形反九点井网的实用性更好一些。

三、低渗透油田井网系统设计的优化策略

1. 实施早期注水、早期强化注水和分层注水技术

针对油层天然能量小, 导压性能差的低渗透油田, 采取早期注水或同步注水的方式, 以保持地层压力稳定, 降低渗透率损失。针对低渗透油田开采过程中存在的启动压力梯度问题, 可以在开采初期采用高注采比的注水方式, 以达到促使地层压力尽快恢复、油井生产能力不受影响的目的。针对较大的层间矛盾, 采取早期分层注水, 提高油田储量动用程度, 减缓含水上升速度[2]。

2. 采取周期注水技术

针对油田储层裂缝持续发育, 油层的非均质性严重、层间矛盾逐渐加大, 油层动用状况变差等问题, 可以采用周期注水的技术来使流体在地层中不断的进行重新分布和层间交换, 以达到促进毛细管的渗吸力, 增大注水波及系数和洗油效率的提升, 实现提高最终采收率的目的。

3. 开展压膨松动技术的研究

压胀松动技术是指在岩石受到不均匀的应力作用时, 岩石会产生“压胀”的现象, 导致岩石体积增加, 使孔隙度和渗透率也随之增加的技术。

4. 开展爆燃技术研究

爆燃技术是指通过液体炸药的爆燃使近井地带可以形成不受地应力控制的3-8条长度为25-50m的径向裂缝, 以此来达到主应力降低对水力压裂的影响。并通过适当的排量增大, 使后续的水力裂缝沿着已经形成的多条径向裂缝向前延伸扩展, 最终形成水力压裂主裂缝和填砂爆燃裂缝相结合的新裂缝系统[3]。

5. 开展了微生物采油技术研究。

经国内外对低渗透油田的试验研究表明, 利用微生物的自身分解和分解过程中产生的代谢产物可以使原油的粘度降低, 以达到提高原油流动系数和改变油与水界面的张力等作用, 通过提高水驱的效率来提高油井的产量和最终采收率。近年来, 通过大量的实验, 已经确定了最适宜使用的菌种, 在此基础上又先后进行了微生物的吞吐实验以及使用微生物驱油的试验, 目前, 这两项试验均取得了良好的效果。

结束语

综上所述, 要想加快低渗透油田的开发进程、提高开采率, 就必须尽快的实现开采技术上的创新、加快理论可行性研究。同时, 在对低渗透油田开发注采井网系统设计上要制定新的优化策略, 熟悉油田的地质特征, 不断探索低渗透油田的开发规律。结合已有的开发技术, 逐渐形成一套适应我国低渗透油田开采特征的理论与技术体系, 促使我国在低渗透油田的开采上取得更大的突破。

摘要：随着国民经济的迅猛发展, 对石油能源的需要也与日俱增, 低渗透油田中蕴藏着的丰富石油资源越来越受到社会各界的广泛关注。然而, 低渗透油田储集层由于物性较差, 渗流阻力大, 一般需要经过压裂改造才能正常生产, 其中普遍存在的天然裂缝在一定程度上加剧了渗透率的各向异性和非均质性。由此可见, 在开发低渗透油田之前, 针对其特性对低渗透油田开发注采井网进行系统设计, 制定合理的优化策略是非常重要的。

关键词：低渗透油气藏,井网系统,优化策略