低渗透油田注水开发特征与影响因素分析
张雷1 何伟1 李子木2 王雷1 郭晓3
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

张雷1 何伟1 李子木2 王雷1 郭晓3,. 低渗透油田注水开发特征与影响因素分析[J]. 石油科学研究,20247. DOI:10.12721/ccn.2024.158428.
摘要: 在注水油田开发的过程中,并深入研究油田注水开发的生产特征。包括了解油田的地质构造、储层特性、渗透性等方面的信息,以及注水开发过程中的注水方式、注水压力、注水量等参数的优化。同时,还需要提出科学合理的开发策略,保证在降低开发成本的同时,提高油田的产量和经济效益。因此,只有深入研究低渗透油田注水开发的影响因素和生产特征,并提出科学合理的开发策略,才能有效提升低渗透油田注水开发的质量和水平,实现油田开发的可持续发展。
关键词: 低渗透;注水开发;特征;影响因素
DOI:10.12721/ccn.2024.158428
基金资助:

1.低渗透油田注水开发的生产特点

第一,开发低渗透油田的过程中,由于油田本身在开发时便带有一种固定的压力差。自带的压力差当超过一定的临界点以后,就导致油田中的液体开始流出。在开发初期,只有对低渗透油田施加额外的压力或者采取其他技术措施,克服这种压力差,才可以使油田实现液体的流动。第二,低渗透性油田在开采过程中,由于地质构造和岩石特性的原因,会出现裂缝。对于开采工作来说,裂缝的存在会为油气的流动提供通道,增加开采的潜力;但另一方面,假如裂缝过大过深或者处理不当,油井便极易被地下水淹没。油井被水淹没,其水驱效果就会大幅降低,直接影响到开采效率,甚至可能使整个开采进程受到阻碍。裂缝的存在是目前低渗透油田开发中需要重点研究和克服的一项技术难题。最后,低渗透性油田的自然产能相较于其他油田来说通常较慢。即使在没有外部干预的情况下,油田的产量也会逐渐降低,即自然递减速度较快。自然产能较慢严重影响油田的经济效益,也增加了开发的难度。低渗透性油田还存在油层渗透率较低的问题。渗透率低表明油层中的油气流动阻力大,能量损失严重,这也进一步限制了油田的产能和开采效率。

2.低渗透油田注水开发的影响因素

2.1空隙特征影响

一般来说,低渗透油田的地层中,孔喉的半径都非常小,小半径的孔径让原油在地层中的流动变得极为困难。地层的空隙中通常还具有滞留层,其厚度和小孔的尺寸也大体一致。但滞留层内的原油却因为孔径太小,而无法流通。面对孔径的过小情况,工程技术人员还需要通过对地层实施不断的升压操作。通过持续提高地层压强,才能促进滞留地层中的石油流出,提高开采效率。同时,也需要在技术和设备上做出相应的改进和提升,真正适应低渗透油田的特殊开采条件。

2.2附加渗流阻力

在细小的空隙之间,压力会直接影响到液体渗透。当细小空隙受到压力作用时液体便会产生渗漏现象。由于油层的空间面积减小,液体在渗入过程中所遇到的附加阻力也随之增大。而当空间面积变大时,随着孔隙率的增加,摩擦力也会相应减小。因此孔隙率和摩擦力之间便具有反比例函数的联系。在非线性力段上,问题就显得比较复杂。因为每个切线的压力轴上都有对应不同的间隙,而在不同程度的间隙中又附加不同的渗透阻力。而随着压力梯度的增大,渗透阻力也会随之增加。因为压力梯度的增大,相应的液体在渗透过程中需要克服更大的阻力。随着空隙的增大和阻力的减小,液体更容易通过岩石或土壤等介质进行渗透。空隙会由于压强的逐步增大而随流体压力一起渗入其中,便可导致其穿透性能提高。

2.3渗透率改变影响

在低渗透油田的注水开发过程中,注水井附近的地层压力需要格外注意。当注水井附近的地层压力达到一定程度时,由于压力的显著增加,附近区域的压力会相应降低。底层压力分布的不均匀性引起压力梯度的上升。另外,假如采水井和注大井间的距离比较远,则由采水井所引起的压强也会相对较小。储存层的渗透能力在这一过程中会发生明显变化。随着压力的增大,渗透能力会大幅度增强。当地层中的压强大于这一临界值时,在一定曲率半径区域内的流体流动性就会显得相对较强。这里的一定的半径范围就被叫做易流动半径。而与此相反,一旦注大水井和采石井之间的距离较远,渗透率就会相对地较低,流体的运动性能也就会大幅下降。因为随着距离的增加,压力梯度的影响逐渐减弱,导致流体流动的驱动力降低。

3.注水开发技术策略

3.1同步开展注水采油

在现场采油过程中,有关技术人员应当严格地根据现场的环境特征,正确选择并采取注水的方法。首先,通过注水的方法能够保持对岩层的压力,促进油气的流动,从而提高油田的产能;另一方面,合理控制注水压力可以有效避免渗透率过大导致的损失,保证油田的可持续开发。以延长油田区块为例,在开发初期,综合含水率已经超过了百分之三十。因为该油藏具有边底水能量的油帽子油藏特征,在平面上石井的含水量会因结构不同而体现出显著的不同。技术人员开发时更需要精细地分析油田的地质构造和储层特性,制定合理的注水方案,以应对不同区域和不同构造条件下的含水率变化。

3.2早期分层注水

在早期注水的过程中,必须格外注意的是如何减少含水速率,适当的调节减少水分速率是提升实际开发效率的关键因素。对刚投入使用的油井来说,因为设备设施还没有完善,所以要结合现状,选择比较合理、适宜的注水方式。在一般情况下,科技人员会综合注水井层的实际状况,多数都是选择分阶段地对刚投入使用的油井进行注水,逐步地增加油层压力。当然在特定情形下,也可能会采取直接注入的方法,但需要保持注水速度和注水量的精确控制,以避免对油井造成不利影响。由于层间矛盾相对复杂,注水过程中的方式方法选择也十分关键。采用分层注水的方式是相对保险的选择,可在一定程度上降低意外情况的发生。分层注水方式可缓解层间之间的矛盾,使注水过程更加平稳、可控。分层注水还可以根据各层的地质特性和含水状况,调整注水策略,让低渗透油田达到最佳的开采效果。

3.3减少注采井距

在对注水采井的距离进行控制最有效的方法就是控制注采井的数量,这种可以提高低渗透性油田的开采率。这些方法都能够利用水驱动系统来对距离加以控制,因此在某种程度上来讲它的开发效益与实际的经济利益之间的直接联系。其实针对低渗透率油田来说,由于地表中的天然能量是非常少的,对地层的排解的作用也是比较有局限性的,所以假设针对于低渗透性的油田在发展过程中的最早期阶段就可以采用注水开发的方式,对地层产生一个特殊的防护效果,能够大量减少其中的渗透性损失,还有助于增加开采量。所以需要在不降低不容易流出的状况下合理的增加注井内部的压强,这对低渗透性油田是相当不方便的,主要由于低渗透率油田的困难度是相当大的,同时也因为在低渗透率油田中不容易用水流动的特点,所以即使大量使用水中的能量也无法达到较好效率。油田的技术人员应该尽可能的减少注井与出产井间的空隙,使不易于流出的可能性减少,以便使得地层的压力梯度发挥应该有的效果。因此,油田的技术人员应尽量的缩短注井与出产井间的空隙,使不容易流出的可能性减少,以便地层中的压力梯度发挥其应有的功能。要求在油田综合考虑生产的经济效益的基础上,对井的长度进行合理的设计。但是针对于比较低渗透率的油田而言,因为土壤地表上的成油层量是相当的少的,所以假使企业不根据实际的土壤条件增加给油田的形成层的渗透率,那么在含油层之间就会产生一定的矛盾现象。面对这样的情况,油田公司就必须尽量的采取分层注水的举措,越是分层的时机就越早,所得到的效益也会更佳。

3.4实行周期注水

在注水开采的过程中,高渗透层以及裂缝区域极易出现水流突变的情况,让注水效果不稳定,甚至可能引发局部区域的过度冲刷,加剧油层的非均匀性。假如发生水流突变情况会直接影响到油田的实际动用情况,降低开采效益。相关工作人员在实际注水开采过程中,应采取周期性注水的方法。周期性注水方法是一种水动力学的调整方式,利用周期性地改变注水压力和流量,使油层中的压力产生不稳定性。不稳定性促进油层之间的重新分布和相互交换,使油田的油藏资源得到更均匀、更有效的利用。

4.结语

综上所述,在目前的低渗油田开发的流程当中必须采用科学有效地注水技术,才能使得油田的开发效益得以全方面提升。由于目前低渗透油田本身的特殊性,如果不能掌握其特性也会使得注水研究的困难度很大,因此需要有关人员制定合理的注水技术,同时也需要通过掌握合理方式方法加强针对低渗透油田的研究工作,并针对环境影响因素开展全面深入研究,如此才可以提高最终的开发经济效益。