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1、 低渗透油藏的开发技术摘要 中国低渗透油气资源丰富,具有很大的勘探开发潜力。近20年来,在低渗透砂岩、海相碳酸盐岩、火山岩勘探方面取得了很大发现,形成了国际一流的开发配套技术。低渗透油气田开发成熟技术有注水、压裂、注气等,储层精细描述和保护油气层是开发关键。多分支井技术、地震裂缝成像和裂缝诊断技术、新型压裂技术、注气提高采收率等新技术快速发展,发达国家低渗透油气田勘探开发技术日趋成熟。本文主要介绍了当前低渗透油藏的开发技术。关键词：低渗透油藏；油藏表征；油气藏保护；欠平衡钻井；井网部署前 言5第一章 低渗透油藏概论61.1 低渗透的概念61.2 低渗透油藏的划分61.3低渗油气藏的特点71.4
2、国低渗透油田储量动用情况71.5 低渗透油藏开发的主要问题7第二章 低渗透油藏开发技术82.1 油气藏表征技术82.1.1 油气藏表征技术的发展历程82.1.2 油藏表征的主要容82.1.3油气藏表征的主要技术92.2 低渗油藏钻井技术92.2.1 气体钻井102.2.2 雾化钻井102.2.3 泡沫钻井102.2.4 欠平衡钻井102.3 完井技术102.3.1 裸眼井完井112.3.2 水平井裸眼分段压裂112.3.3 智能完井112.4 油气藏增产改造技术112.4.1 水平井开发技术112.4.2 酸化解堵技术112.4.3 物理法增产技术112.5 低渗油气藏保护技术5122.5.1
3、 射孔过程中的油层保护技术122.5.2 压裂过程中的油层保护技术132.5.3 酸化过程中的油层保护技术132.5.4 井下作业中的油层保护技术142.6 水平井多分支井技术142.6.1 水平井技术142.6.2 多分支井技术152.7 注水、注气开采技术162.7.1 注水技术162.7.2 注气技术182.8 低渗透油气藏的井网部署192.8.1 井网部署介绍192.8.2 合理井网的探讨202.8.3 部署合理井网的建议21第三章 总结22参考文献23前 言在中国特有的以陆相沉积为主的含油气盆地中,普遍具有储层物性较差的特点,相应发育了丰富的低渗透油气资源。经过长期不懈的探索,中国低
4、渗透油藏的勘探开发取得了很大的突破。通过持续不断的开发技术攻关和创新,中国的低渗透资源实现了规模有效开发,形成了国际一流的低渗透开发配套技术系列。在中国油气产量构成中低渗透产量的比例逐步上升,地位越来越重要。低渗透油藏通常具有低丰度、低压、低产三低特点,其有效开发难度很大。低渗储层中油气富集区,特别是裂缝发育带和相对高产区带的识别评价、开发方案优化、钻采工艺、储层改造、油井产量、开采成本、已开发油田的综合调整等技术经济问题,制约着低渗透油藏的有效和高效开发。如何经济有效地开发低渗透油气藏已成为世界共同关注的难题。国外低渗透油田开发中,已广泛应用并取得明显经济效益的主要技术有注水保持地层能量、压
5、裂改造油层和注气等,储层地质研究和保护油层措施是油田开发过程中的关键技术。小井眼技术、水平井、多分支井技术和CO2泡沫酸化压裂新技术应用,较大幅度地提高了单井产量,实现了低渗透油田少井高产和降低成本的目的。第一章 低渗透油藏概论1.1 低渗透的概念严格来讲,低渗透是针对储层的概念,一般是指渗透性能低的储层,国外一般将低渗透储层称之为致密储层。而进一步延伸和概念拓展,低渗透一词又包含了低渗透油气藏和低渗透油气资源的概念,现在讲到低渗透一词,其普遍的含义是指低渗透油气藏。具体来说低渗透油气田是指油层孔隙度低、喉道小、流体渗透能力差、产能低,通常需要进行油藏改造才能维持正常生产的油气田。目前低渗透储
6、层的岩石类型包括砂岩、粉砂岩、砂质碳酸岩、灰岩、白云岩以及白垩等 ,但主要以致密砂岩储层为主1。1.2 低渗透油藏的划分世界上对低渗透油田并无统一固定的标准和界限,只是一个相对的概念。不同国家根据不同时期石油资源状况和技术经济条件而制定。根据我国的实际情况和生产特征,按照油层平均渗透率把低渗透油田分为三类。第一类为一般低渗透油田,油层平均渗透率为10.15010-3m2,油井一般能够达到工业油流标准,但产量太低,需采取压裂措施提高生产能力,才能取得较好的开发效果和经济效益；第二类为特低渗透油田,油层平均渗透率为1.110.010-3m2,一般束缚水饱和度较高,必须采取较大型的压裂改造和其他相应
7、措施,才能有效地投入工业开发；第三类为超低渗透油田,油层平均渗透率为0.11.010-3m2,油层非常致密,束缚水饱和度很高,基本没有自然产能,一般不具备工业开发价值。1.3低渗油气藏的特点低渗透油田一般具有储层渗透率低、丰度低、单井产能低,与中高渗透油田相比具有以下特点：一是低渗透油层连续性差,砂体发育规模小,井距过大,水驱控制程度低；二是储层渗透低,流度低,孔隙喉道半径小,存在启动生产压差现象,渗流阻力和压力消耗特别大；三是低渗透油层见水后,采液和采油指数急剧下降,对油田稳产造成严重威胁；四是储量丰度低,含油饱和度低,自然产能低,压裂投产后产量递减较快,无稳产期。1.4国低渗透油田储量动用
8、情况20XX,我国探明低渗透油层的石油地质储量为52.1108t,动用的低渗透油田地质储量约26.0108t,动用程度为50。从我国每年提交的探明石油地质储量看,低渗透油田地质储量所占的比例越来越大,1989年探明低渗透油层的石油地质储量为9989104t,占当年总探明储量的27.1%。1990年探明低渗透油层的石油地质储量为21214104t,占当年总探明储量的45.9%；1995年探明低渗透油层的石油地质储量为30796104t,占当年总探明储量的72.7%,年探明的石油地质储量约三分之二为低渗透油层储量。可见,今后低渗透难采储量的开发所占的比重逐年加大,如何经济有效做好难采储量的评价、动
9、用和开发理论技术的研究是我们攻关的主要目标和方向。从我国近些年来对低渗透油田的研究和开发水平看,有了较大的进展和提高,但与中高渗透油田相比仍有较大的差距。我国低渗透油田平均采收率只有21.4%,比中高渗透油田34%低12.6个百分点。目前有五十多个油田区块年开采速度小于0.5%,这些低速低效油田区块的地质储量约3.2108t,其平均采油速度仅0.27%,预测最终采收率只有15.5%。1.5 低渗透油藏开发的主要问题低渗透油气田与高渗油气田相比,其储层特性、伤害机理、流动规律不仅仅是量的变化,实际上在一定程度上已经发生了质的变化,因此在开发中遇到的主要问题是：油藏表征准确度差,渗流机理尚未研究清
10、楚；对油层伤害的敏感度强；储层能量低,单井产量低；基质中的油难以开采。归结起来是成本、效益和风险问题2。第二章 低渗透油藏开发技术如何经济有效地开发低渗透油气藏已成为世界共同关注的难题。国外低渗透油田开发中,已广泛应用并取得明显经济效益的主要技术有注水保持地层能量、压裂改造油层和注气等,储层地质研究和保护油层措施是油田开发过程中的关键技术。小井眼技术、水平井、多分支井技术和CO2泡沫酸化压裂新技术应用,较大幅度地提高了单井产量,实现了低渗透油田少井高产和降低成本的目的。国外低渗透油气田开发与开采技术形成了以下技术系列低渗透油气藏表征技术；低渗透油气藏钻井、完井技术；油气藏增产改造技术；油气藏保
11、护技术；水平井、多分支井开采技术；注水、注气开采技术；低渗透油气藏开采井网优化技术；2.1 油气藏表征技术2.1.1 油气藏表征技术的发展历程油藏表征是对油藏各种特征进行三维空间的定量描述、表征以至预测的技术。现代油藏表征技术是国外进行剩余油分布预测和开发决策等生产优化的最主要技术。技术发展经历了三个主要阶段,目前向着精细化方向发展。第一阶段是20世纪70年代,由斯伦贝测井公司提出以地质、测井为主体的单学科油藏描述技术。第二阶段是20世纪80年代,油藏描述进入多学科分头油藏描述阶段,即以不同学科信息为主体,对油藏特征进行多方位的描述。主要有:以地质为主体的描述；以地震为主体的描述；以测井为主体
12、的描述；油藏工程描述技术。第三阶段是20世纪90年代以来以多学科集成为特点、以精细化为方向的油藏表征时期。在这一时期特别提倡地质、地震、测井研究员与油藏工程师在共享的平台上协同工作,相互交流,从技术层面强调地质、地震、测井、测试、油藏工程等多学科相关信息集成,进行综合地质建模,对油藏进行四维的定量化研究与表征3。2.1.2 油藏表征的主要容（1） 储层微构造描述。利用开发地震等多项资料,研究单砂体本身的起伏变化所显示的微结构特征,包括小高点、小构造、小断层等,描述微结构剩余油富集的有利圈闭及微结构与剩余油的关系。（2） 储层单砂体描述。通过精细地层对比,以层序地层学、测井地质学、储层地质学理论
13、为指导,依据区标准层,选择相标志段,以亚相单元控制,进行等时体对比确定单砂体划分。（3） 流动单元研究。流动单元指侧向上、垂向上相互连通,并且具有相同渗流特征的岩石相组合。流动单元研究的核心是渗流屏障和渗流差异性。主要通过细分沉积微相、岩石物理相以及流动分层指标,结合动态与静态资料,平面上细分出流动单元类型,再根据其渗流性、吸水状况、压力变化、含水等资料,分析剩余油分布状况。（4） 储层结构和流体性质变化描述。研究长期开发生产后储层物性、微观孔隙结构、粘土矿物、润湿性、流体性质的变化规律和机理以及其在纵向上平面分布的规律和特点。（5） 建立可视化精细三维地质模型。包括构造模型、储层模型和流体模
14、型。建模过程强调地质、地震、测井、油藏工程人员协同作业,对地质目标进行综合分析、判断和评价,降低预测的多解性和误差,提高地质模型的精度,三维地质模型是进行动态分析、剩余油分布预测和数值模拟研究的主要依据。（6） 剩余油分布量化研究。油田开发后期地下油水关系十分复杂,剩余油非常分散,寻找剩余油相对富集的部位对采收率十分重要。2.1.3油气藏表征的主要技术油气藏表征主要包括野外露头天然裂缝描述技术、岩心裂缝描述技术、成像与常规测井裂缝描述、储层生产动态测试资料表征、三维地震、四维地震、井间地震和井间电磁波等油气藏表征、三维可视化、综合地质研究技术。油藏描述技术是对油气藏特征进行定性与定量描述、预测
15、是进行剩余油分布预测和开发决策主要技术。由于决策的容不同油藏描述技术和方法也不同描述容和精度有差别。对进入中后期开发的老油田以确定剩余油分布为目的的油气藏描述必须通过集成化的精细表征提供准确的剩余油分布状况指导油气田调整挖潜改善开发效果。2.2 低渗油藏钻井技术包括气体钻井、雾化钻井、泡沫钻井和欠平衡钻井技术等。欠平衡钻井亦称为欠平衡压力钻井这一概念早在20世纪初就已提出但是直至20世纪80年代初期井控技术和井控设备出现才使防止井喷成为可能这种钻井技术也得以发展和应用。在美国和加拿大欠平衡钻井已经成为钻井技术发展的热点并越来越多地与水平井、多分支井及小井眼钻井技术相结合在美国欠平衡钻井占钻井数的比例已经达到30%。2.2.1 气体钻井气体钻井技术就是采用以气体为主要循环流体的欠平衡钻井技术,相对于常规钻井,其优势主要表现在保护和发现储层、提高油气产量和采收率、提高钻井速度、减少或避免井漏等方面的优势。目前普遍应用的有2中,一是纯空气钻井,二是纯惰性气
