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

0 引言

低渗透是针对储层的概念，一般指渗透性能低的储层，国外一般将低渗透储层称为致密储层[1-3]。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。

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：

1）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；

2）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；

3）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；

4）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。

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：①油藏表征准确度差，渗流机理尚未研究清楚；②对油层伤害的敏感度强；③储层能量低，单井产量低；④基质中的油难以开采。归结起来是成本、效益和风险问题。

1 低渗透油藏开发技术

1.1 油气藏表征技术

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。

油气藏表征主要包括野外露头天然裂缝描述技术、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、预测是进行剩余油分布预测和开发决策主要技术。由于决策的内容不同油藏描述技术和方法也不同描述内容和精度有差别。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。

1.2 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%。

1.3 完井技术

包括裸眼井完井、水平井裸眼分段压裂和智能完井。裸眼完井法的操作相对简单，在油田的开发中被广泛应用，水平段裸眼分段压裂技术是对油藏的一种改造技术，可以大幅度提高储集层渗透能力，智能完井管柱在油井开发过程中后期使用，是提高层间开发效果的可靠手段。

1.4 低渗油气藏保护技术

油田在勘探开发的各个环节均可造成低渗透层油层损害。究其原因，均属油层本身的潜在损害因素，它包括储层的敏感性矿物，储渗空间，岩石表面性质及储层的液体性质等。在外在条件变化时，包括钻开油气层、射孔试油、酸化、压裂等，储层不能适应变化情况，就会导致油层渗透率降低，造成油层损害。对低渗透油层特别强调油层保护并不是因为这类油层比高渗透油层更易受污染，而是因为低渗透油层自然渗透能力差，任何轻微的污染伤害都会导致产能的大幅度降低，因此，低渗透油层的油层保护尤为重要。

1.5 注水、注气开采技术

低渗透性油气田储量广泛，在油气田开发中起着举足轻重的作用。注水开采是目前普遍采用的油气开采方式，它对保持油层压力，实现油田高产稳产、高效开发发挥着重要的作用。注水过程中，由于注入水向地层推进，在储层内会发生物理的或化学的反应，从而导致储层中流体渗流阻力增加和渗透率下降，造成地层污染。

注气法作为一种提高采收率的常用方法，受到各大油田的普遍关注，尤其是对低渗透油田非常适用。统计资料表明，国外提高采收率应用技术中，注气是第二位的。与传统的注水开发方式相比，注气开发方式的有利因素可以归纳如下：①吸气能力强，并且能够保持稳定，易于实现注采平衡；②注气流压低于注水流压，有利于避免裂缝张开，防止产生窜进现象；③无水质问题，可避免一整套比较复杂的处理水质的工艺流程设备；④因水质腐蚀和泥岩膨胀而造成的套管损坏问题较轻，报废井较少；⑤油井见注入气的情况比见注入水的情况简单，比较容易管理。

1.6 低渗透油气藏的井网部署

目前，我国低渗透油藏储量占总储量40%左右，是未来开发的重点和难点。从已开发的低渗透油田看，开发效果差异大，根源是低渗透油藏具有其特殊性，对注水开发井网的部署极为敏感。如果注采井网布置合理，能见到好的注水效果，否则，很难达到方案预期效果。低渗透油藏开发井网部署大体上经历了3个阶段：初期沿用中高渗透油藏的开发井网，中期将注采井网与储层裂缝系统进行了初步优化，井排方向与裂缝方向错开一定角度。目前阶段采用注水井排方向与裂缝方向平行的菱形反九点法井网，或者是排距、井距不等的注水井排平行于裂缝系统的矩形井网。

2 总结

低渗透油气田开发成熟技术有注水、压裂、注气等技术，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。储层精细描述和保护油气层是开发低渗透油气田的关键。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。世界低渗透油气田勘探开发方兴未艾。发达国家低渗透油气田勘探开发技术日趋成熟。通过对世界低渗透油气田勘探开发现状进行研究，可实现低渗透油气田资源优化利用，改善勘探开发效果，为低渗透油气资源的高水平、高效益勘探开发和可持续发展提供理论及实践依据。

【参考文献】

[1]张志强，郑军卫.低渗透油气资源勘探开发技术进展[J].地球科学进展2009，24（8）.

[2]方朝亮，刘克雨.世界石油工业关键技术现状与发展趋势[J].北京：石油工业，2006，4.

[3]孙树强.保护油气层技术[D].东营：中国石油大学（华东），2005.