低渗透油田注水效果分析
胥瀚文 刘克胜
摘要:
随着时代的不断发展,能源成为各国政府极度关注的东西,除了进口石油以外,对于国内石油的自身开采,国家也是非常重视,以往如低渗透油田这类开采难度较大的油田,现在也列入的开采开发的范围以内,当然,我们必须意识到,低渗透油田开发过程中最重要也是最核心的问题就是注水的问题,由于低渗透油田注水井的吸水能力较低,启动压力和注水压力高,而且随着注水时间延长,矛盾加剧,甚至注不进水,对于低渗透油田的开采开发都是极为不利的。本文就低渗透油田的注水效果进行深入的探讨,希望能对低渗透油田的开发有所帮助。
关键词:低渗透油田,吸水能力,沉积微相,注水,措施
一、引言
低渗透油田所蕴藏的天然能量通常都不是很充足,因为低渗透的缘故,油田的形成并不是十分顺利,油田的养成也不是十分充分,所以,如果施工单位运用自然消耗的方式对油田进行开采,那么开发的产量呈现递减状态,地层的压力会逐渐下降,一次采收率变得越来越低,针对此问题,目前,国内的低渗透油田大部分都进行注水开采。
低渗透油田的吸水能力较低,往往与油田的结构有关,除了通常意义上的沉积微相、孔隙结构、油层渗透率等内在因素有关以外,还和注采井距的偏大和油层的伤害程度有着较大的关联。另外,由于注入水的水质或者作业压井液的配制没有满足油田质地的需求,与油田的地质条件不配伍,过多使用就会造成油田的污染,并且堵塞油田的开采口,从而降低注水量。所以,技术人员应当针对这些因素,采取相应的解堵措施,以恢复和提高注水井吸水能
二、低渗透油田注水的条件
1 特殊的地质条件要求必须进行注水
(1)如果技术人员发现该油田属于是典型的低压油田,那么考虑到低压条件下,开采会比较困难,且无法进行设备的安装,所以,必须进行持续、高效的注水,才能实现油田的有效开发。
(2)注水受沉积砂体、油田地质的影响,注入的水容易沿着油田地下层的古河道方向流失,导致主向高压的水量过多,而侧向则出现低压,既而出现低产的情况,所以,技术人员一旦发现这种情况,必须对油田进行注水。
(3)在低渗透油田中,常常会出现这样的情况,由于油田内部本身存在的天然裂缝,在没有任何外的情况下,这个裂缝不断发育延伸,如果不进行注水处理,根本无法对油田进行有效的开采。
(4)四是储层垂向叠置,多油层同时开发,层间非均质性严重,易引起注入水在层间的不均匀推进和产液剖面不均。
2 油田水资源状况决定必须进行注水
就目前而言,我国发现的多处低透油田大多都位于黄土高原的腹地,黄土高原的地质条件注定油田内部的水分早已严重流失,而这种流失也严重严重制约了该地区社会经济与生态建设的发展,也使得油田的开采开发陷入困境,所以,当前的重要问题就是如何有效解决水资源短缺问题。笔者认为主要通过两个方法,一是开源,二是节流。
3 油田生产形势决定必须采取注水
注水是低渗透油田实现持续稳产的关键因素,在注水开发的过程当中,技术人员应当改变以往的注水模式,由以往的“地上注够水” 向“地下注好水”的模式转变,在保证量上“注够水”的同时,提高注水效果,按照灵活注水的思路,针对不同区块和不同油藏,制定精细注水方案,确保注水开发的有效性。
三、低渗透油田注水产生的效果分析
1 降低因地层压力下降造成的地层伤害
低渗透油田注水后,由于裂缝性低渗透油田的地底压力较大,在开采时需要花费较大时间与人力对地层进行稳固,而当注水后,水流沿着裂缝进入地层,缓解了了地层压力,而油层之间的孔隙度也会随之降低,裂缝闭合,渗透率降低。
大量的试验数据表明,低渗透油田的地层压力下降后,渗透率也随之下降,当下降到一定值后,地层压力会自动反弹,进行自我恢复,当然反弹不会太强,渗透率只能恢复到原来的百分之五十到百分七十五之间,因而超前注水能提高并保持地层压力,可避免渗透率变差。
在低渗透油田的开发过程中,由于地层压力的不断降低,使得地层原油开始脱气,当地层压力下降到饱和压力的时候,原油脱气也开始慢慢加剧,最终导致地层的崩塌。那么,地层原油脱气产生的极为恶劣的影响主要有两方面:
(1)地层原油的脱气使得地层原油的粘稠度、原油密度不断增大,在质量不变的情况下,体积急速下降,使得原本的原油的渗流阻力变得非常大。
(2)由于低渗透油田的地层中,存在着气洞,而原油脱气,气体含有一部分的油质,在脱气的过程中,气体遇冷凝固,堵住气孔,形成“气锁”或者称之为“贾敏效应”,减少了有效的油流通道。
当油田采用超前注水方式时,地层压力高于原始地层压力,可避免原油物性变差,保证原油渗流通道畅通,有利于提高油井单井产量。
2 降低油井初始含水率
众所周知,油田本身在的含水量会影响石油的质量,同时,也会影响开采的效率与设备的安装,为了解决这个问题,技术人员做了大量的实验,通过实验的研究数据,我们看到,当油水两相在低渗透地层中作稳定渗透流向时,石油和水两者都会按照各自的流动规律进行渗透,同时,也按照启动压力递度的线性渗流规律进行有效的相互渗透。
影响油层含水率的因素很多,其中最关键是启动梯度压力,众所周知,当启动压力的梯度为零的时候,油层含水率的问题,就变得很简单了,因为技术人员根据一般的达西定律条件含水率计算公式,就可以计算出的油层的含水率,但是在事实操作中,我们必须看到,压力梯度为零的情况根本是不存在的。
在低渗透率条件下,因存在启动压力梯度,地层的渗流特征为非达西渗流,影响含水率的因素除了油水粘度比外,渗透率和原油极限剪切应力的影响不可忽视。在其他相同条件下,启动压力梯度越大,含水率越小。
3 用利于提高最终采收率
当低渗透油田投产的时候,技术人员必须要注意检测较高的渗透率层段的地层供液,因为低渗透油层的渗流阻力非常的大、供液能力也很差、能量消耗的特别快,所以使得油田的地层压力较高,渗透率层段的压力起幅降落差较大,对于油田的开采极为不利,所以,技术人员在投产前一定要进行详细的检查,减少阻碍。
注水井投注后,注入水将优先沿渗流阻力小的较高渗透率层段快速突进,加之高渗透率层段压力降落较多,加剧了注入水“舌进”现象的发生,使注入水的波及系数减小,驱油效率降低。
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