裂缝性低渗透油藏特征综述

裂缝性低渗透油藏是21世纪石油增储上产的重要资源基础，也已成为众多学者竞相关注的研究领域之一，并取得了丰富的研究成果。本文首先阐述了低渗透油藏在我国石油工业中的重要地位以及关于裂缝性低渗透油藏研究的重要意义；说明了对低渗透油藏界限的界定标准，并列举了裂缝性低渗透油藏的特点；介绍了裂缝性低渗透储层的分类，并描述了不同类型储层的流体渗流特征；详细分析了关于低渗透油藏中裂缝的研究，以及开发低渗透油藏常用的增产措施——水力压裂技术；最后重点阐述了关于裂缝性低渗介质中渗流理论的研究进展。     

裂缝性低渗透油藏等效连续介质模型

为研究裂缝性油藏的渗流规律，国内外相关专家提出并建立了许多理论模型，但都有其局限性，且没有一个很好适合于裂缝性低渗透油藏的模型。为此，针对裂缝性低渗透油藏裂缝发育的特点，利用平行板理论、张量理论和等值渗流阻力原理建立了裂缝性低渗透油藏的等效连续介质模型，为定量评价天然裂缝对储层的影响、天然裂缝表征成果与裂缝性低渗透油藏的渗流理论和油藏工程研究的有机结合奠定了基础，并用实际油田的裂缝表征成果进行了应用分析。研究结果表明：天然裂缝对低渗透油藏，尤其是特低渗透油藏有很大影响，一方面显著提高了储层的渗透率，使油藏得以开发，另一方面加剧了储层的各向异性，增加了开发难度。     

低渗透油藏压裂水平井裂缝优化研究

针对低渗透油藏压裂水平井裂缝参数难确定的问题，在某低渗透油藏概念模型的基础上，结合裂缝性低渗透油藏的实验研究，运用油藏数值模拟方法，对压裂水平井的裂缝参数包括裂缝方位、裂缝位置、裂缝条数和非均匀裂缝长度等影响因素进行了优化研究。研究结果表明，在概念模型的基础上，考虑直井注水水平井采油的井型组合时，水平采油井走向应垂直于最大主应力方向，且裂缝方位应平行于最大主应力；裂缝最优缝数为3条，且裂缝最优间距为水平井水平段长度的0.23～0.30倍；对于非均匀裂缝长度的3条裂缝，中间缝较长两端缝较短的部署方式为最优。通过本次数值模拟研究发现，低渗透油藏压裂水平井的裂缝参数确实存在最优情况，实际油田应根据不同的模型类型考虑优化各裂缝参数。     

裂缝性低渗透双重孔隙介质产能动态数值模拟

低渗透油田开发与裂缝密切相关,与常规油藏相比,低渗透裂缝油藏裂缝和基质中产能动态复杂多变,如何计算、预测和分析裂缝和基质的产能动态是低渗透油田开发的重要任务。采用理论研究及数值模拟的方法,将天然裂缝表征成果应用到油藏工程研究中,提出了结合地质科学和油藏工程数据来表征和研究低渗透裂缝性油藏特征的方法,在前人研究的基础上建立了裂缝系统和基质系统的连续性方程和辅助方程,开发了预测低渗透裂缝油藏开发动态的数值模拟器,来定量研究基质-裂缝之间的流体交换和产能动态。最后利用实例对表征方法和模拟器进行了验证,这对于制定裂缝性低渗透油藏开发方案和优化油藏采收率有重要的指导作用。     

裂缝性低渗透砂岩油藏井网优化设计

在对裂缝性低渗透砂岩油藏储层裂缝特点和井网适应性分析的基础上，应用适合裂缝性油藏特点的SimBestⅡ数值模拟模型，模拟计算了不同裂缝参数、不同井网形式及不同注水方式组合的多个方案，对比分析结果并结合大庆外围油藏河道砂体特征和经济效益评价，对裂缝性低渗透砂岩油藏合理井网进行了深入的研究。提出了两排注水井夹两排油井的菱形井网是裂缝性低渗透砂岩油藏的合理井网形式和井网参数，同时给出了裂缝性低渗透砂岩油藏菱形井网井排方向与裂缝走向的合理夹角和合理井距。此种方法在大庆外围裂缝性低渗透砂岩油藏井网设计中见到了较好的效果，也为类似油藏井网优化设计提供了理论依据。     

低渗透砂岩油藏储集层建模研究

低渗透砂岩油藏的储集层非均质性强、成岩作用强、裂缝普遍发育，其储集层建模与中高渗透砂岩油藏不同，应包括结构模型、参数模型及裂缝分布模型三部分，其中裂缝分布模型是建模的重点。在储集层结构模型的建立中，划分储集相带不仅要研究沉积相、微相，而且要研究成岩作用；在参数模型的建立中．应充分利用结构模型、储集相带的研究成果作为控制条件。应用随机建模方法建立储集层参数模型；在裂缝模型的建立中，应在岩心观察、测井识别的基础上，采用构造应力场模拟技术来预测裂缝的分布．建立储集层裂缝模型。三者结合组成完整的储集层模型，能较好地反映低渗透砂岩油藏储集层的空间非均质特征。图6参20     

裂缝性低渗透砂岩油藏数值模拟历史拟合方法

针对裂缝性低渗透砂岩油藏的地质特点和渗流特征,论述了油藏数值模拟历史拟合的技术方法及侧重点。应用大芦湖油田樊12井区双孔双渗油藏模型研究了裂缝性低渗透砂岩油藏历史拟合中裂缝渗透率、裂缝密度、裂缝重力泄油等敏感性影响因素,确定了该油藏模型历史拟合参数调整的有效范围。结合史南油田史深100块、大芦湖油田樊107块等裂缝性低渗透砂岩油藏的数值模拟研究,阐述了对该类油藏的地层压力、油田综合含水率以及单井压力和含水率拟合的方法,分析了油藏网格模型方向性、油藏压力敏感性、压裂裂缝等因素对裂缝性低渗透砂岩油藏数值模拟历史拟合的影响。     

低渗透砂岩油藏储集层双孔双渗模型的建立方法

建立低渗透砂岩油藏储集层模型以建立裂缝系统的数值模拟模型为重点。针对低渗透砂岩油藏储集层双孔双渗的特点．在前人研究成果的基础上，利用现有的裂缝描述技术，提出了裂缝系统模型中形状因子、裂缝渗透率、裂缝孔隙度的计算及基质系统储集层模型的建立方法。在东营凹陷大芦湖油田樊12井区低渗透砂岩油藏数值模拟研究中，用该方法建立了储集层模型．用其计算的综合含水率与开发时间关系曲线接近油藏实际开发动态数据，减少了历史拟合的工作量。图3表2参7     

辽河边台潜山裂缝性储集层特征

运用古地磁、地层倾角等方法研究辽河边台潜山裂缝性储集层的裂缝发育方位；用分形方法研究裂缝的空间分布规律，用体积密度法及Ｐａｒｓｏｎｓ方程对该裂缝性储集层的孔隙度和渗透率进行了计算，认为边台潜山油藏储集层以裂缝为主并具有低孔隙度的双重介质特征。这一研究成果为该油藏的井网布置、注水开发提供了科学依据。     

低渗透裂缝性油田井网优化数值模拟研究——以两井油田为例

低渗透油田开发与裂缝密切相关，因此井网部署是否合理是低渗透油田开发成败的关键，利用数值模拟手段对吉林两井超低渗透油田让11试验区裂缝性超低渗透油藏的菱形井网和矩形井网进行了井网模式和井排距优化研究，这一研究成果为我国超低渗透油田采用合理的井网进行有效开发提供了借鉴。     

中国低渗透砂岩储层类型及地质特征

低渗透砂岩储层系指空气渗透率小于50md的含油砂岩储层,按其渗透率大小及开采方式可细分为三类;另根据地质成因,我国低渗透砂岩储层分为三种类型,即原生低渗透储层、次生低渗透储层和裂缝性低渗透储层。不同成因类型的低渗透砂岩储层,其储层描述与评价方法各异。我国低渗透砂岩储层的地质特点:沉积物成熟度低,成岩成熟度高;孔喉半径小,毛管压力高;原始含油饱和度低;粘土矿物含量高,在钻井、完井和开采过程中极易造成伤害。大多数低透储层测井反映为低电阻率,以岩性圈闭及岩性一构造圈闭油藏为主,天然裂缝比较发育。因此,认识和开采此类油藏难度较大。     

渗透率各向异性的低渗透油藏开发井网研究

低渗透油藏常常通过压裂改造获得工业开发价值,而压裂所产生的水力裂缝的存在,使得低渗透油藏的整个开发过程展现具有与常规油藏开发不同的特点.低渗层常发育隐含或张开的天然裂缝,使渗透率存在明显的方向性而导致注水、采油过程中出现严重非均质性.因此,低渗透油藏的开发井网的设置应考虑水力裂缝和渗透率各向异性的影响并与之优化匹配.本文模拟研究了低渗透油田开发常用的反九点井网和不常用的变形反九点及矩形井网,研究表明:在裂缝方位认识比较清楚的情况下,矩形井网将获得较高的采收率和经济效益.     

韦2断块低渗透裂缝性储层压力敏感性研究

以韦2低渗透裂缝性储层为研究对象,通过实验得出储层渗透率随地层压力变化曲线。研究表明,流体在低渗透裂缝性储层中渗流时,存在明显的压力敏感性,地层压力的变化可导致裂缝的开启和闭合,进一步导致渗透率的改变。由于压力敏感性的存在,在低渗透裂缝性油藏的开发中,必须保持油藏处于合理的压力水平。     

流量替代渗透率评价破碎性储层工作流体伤害程度

若地层岩石整体强度偏低,在力学环境改变后岩石易破碎成不规则破裂体,则储存油气资源的此类破碎地层被称为破碎性储层。由于破碎性储层在纵向上存在着较强的非均质性,通过测试单个柱塞岩样在工作流体伤害前后的渗透率变化难以体现工作流体对储层的整体伤害程度。为此,利用达西定律先从理论上探讨用流量替代渗透率定量表征储层伤害程度的可行性,再开展单层开采、双层及三层并采的流量测试实验,评价工作流体对单层、多层储层的整体伤害程度,并将流量损害率与渗透率损害率进行对比以求证流量替代渗透率的可行性。研究结果表明:①单层开采时,流量损害率与渗透率损害率基本一致,渗透率损害率是流量损害率的一种特殊形式;②双层及三层并采时,单层各自稳定流量损害率与渗透率损害率接近,且流量损害率可以定量表征并采储层的整体伤害程度,而渗透率损害率则无法定量表证;③稳定流量损害率较累积流量损害率更接近渗透率损害率。结论认为,测定稳定流量可以替代测定渗透率评价工作流体对破碎性储层的伤害程度,从而为优选工程技术与评价工作流体的适应性提供了方法依据。     

低渗透储层综合分类评价——以濮城油田为例

以濮城油田为例,对低渗透储层进行了分类评价,根据评价原则及主要参数,将储层分为一般低渗透 层、特低渗透层、超低渗透层、致密层、非常致密层及裂隙-孔隙层六种类型,为进一步认识油层内部结构 特点及合理开发,提高最终采收率提供科学依据。     

Microbial and Waterflooding of Fractured Carbonate Rocks: An Experimental Approach

Abstract

Fractures and fractured zones require special attention while formulating a reservoir development plan. They may improve or hinder the oil production. Conductive fracture rocks may provide the required permeability to drain an oil saturated low permeability rock matrix. Low sweep efficiency of many oil reservoirs is the result of channelling of injected water through high permeability zones that are normally associated with naturally fractured systems in heterogeneous reservoirs. In this case, a substantial amount of effort needs to be focused on improving the distribution of injected water in the wellbore through different treatments, such as using gelling agents, cements, cross-linked polymer and emulsions. Other alternatives such as microbial and surfactant based methods have been proposed. This paper presents the results of research conducted on thermophilic bacteria that were obtained from UAE local environment. Coreflooding experiments were conducted on fractured single cores to show the effectiveness of microbial treatment. Different fracture angle orientations of 45°, 90°, and 180° relevant to the axis of the flow were investigated. The effect of matrix permeability on the treatment was also studied. A comparison between water flooding and microbial flooding of fractured systems was conducted. A non-invasive imaging technique—Scanning Electron Microscopy (SEM)—was employed to visualize changes on the surface of the fracture as a result of bacteria flow through the system.     

Microbial and Waterflooding of Fractured Carbonate Rocks: An Experimental Approach

Fractures and fractured zones require special attention while formulating a reservoir development plan. They may improve or hinder the oil production. Conductive fracture rocks may provide the required permeability to drain an oil saturated low permeability rock matrix. Low sweep efficiency of many oil reservoirs is the result of channelling of injected water through high permeability zones that are normally associated with naturally fractured systems in heterogeneous reservoirs. In this case, a substantial amount of effort needs to be focused on improving the distribution of injected water in the wellbore through different treatments, such as using gelling agents, cements, cross-linked polymer and emulsions. Other alternatives such as microbial and surfactant based methods have been proposed. This paper presents the results of research conducted on thermophilic bacteria that were obtained from UAE local environment. Coreflooding experiments were conducted on fractured single cores to show the effectiveness of microbial treatment. Different fracture angle orientations of 45°, 90°, and 180° relevant to the axis of the flow were investigated. The effect of matrix permeability on the treatment was also studied. A comparison between water flooding and microbial flooding of fractured systems was conducted. A non-invasive imaging technique—Scanning Electron Microscopy (SEM)—was employed to visualize changes on the surface of the fracture as a result of bacteria flow through the system.     

裂缝性储层压降分析方法及其应用

现有的压降分析解释技术只适合于低渗透均质油藏,而不能解释裂缝性储层的压裂裂缝参数.在总结Nolte经典G函数压降曲线分析方法的基础上,根据裂缝性地层存在微裂隙的特征,建立了裂缝性储层压裂压力降落分析模型.应用无因次压力函数图和叠加导数图,做出了压降特征曲线,可以判断天然裂缝的闭合压力;在此基础上,可以计算依赖于压力变化...     

考虑启动压力梯度的低渗透气藏压裂井产能分析

低渗透气藏中的多数井自然产能都很低,需要进行压裂改造后才具有生产能力。同时,气体在该类气藏中的渗流一般为存在启动压力梯度影响的非达西渗流。为此,根据保角变换原理,将带垂直裂缝的气井渗流问题,转化为易于求解的单向渗流问题;然后基于Forchheimer二项式渗流方程,考虑低渗透气藏中启动压力梯度存在的影响,推导得到了低渗透气藏中垂直裂缝井的产能计算公式;在此基础上,绘制分析了理论产能曲线,并用现场实例进行了验证。结果表明:启动压力梯度会影响低渗透气藏压裂井产能,压裂气井的产量随着启动压力梯度的增加而降低。该方法简单实用,便于现场应用。     

水力压裂影响因素的分析与优化

我国很多油田中存在低渗油藏,对低渗油藏进行压裂是目前提高油藏开发效果及其采收率的有效手段。为了提高压裂措施的增产效果,以尽可能小的投资获得最大的回报,就需要对影响压裂井的因素进行分析。以理论油藏模型和某油田实际油藏模型为基础,引进了敏感系数,通过比较敏感系数绝对值的大小,对压裂井增产效果的影响因素进行了敏感性分析。压裂井油层特性的敏感性从大到小的排列顺序为：含油饱和度、孔隙度、有效厚度、地层压力、渗透率．．对压裂井的参数进行了优化设计,对于低渗复杂断块油藏,人工裂缝长度为0．8倍井距时最优;针对一注一采井组．当裂缝方向与注采井连线成45°角左右时增油效果最好;油水井同时压裂时增油效果最好;相对于矩形井网,三角形井网更加适合人工压裂。