裂缝性低渗透砂岩油藏合理注水压力——以鄂尔多斯盆地安塞油田王窑区为例

以鄂尔多斯盆地安塞油田王窑区长6油层为例,利用相似露头、岩心及测井资料,在评价天然裂缝发育特征的基础上,求取了不同组系裂缝开启压力及地层破裂压力,分析影响裂缝开启压力的各种因素,进而探讨如何合理确定低渗透油藏注水压力界限。安塞油田王窑区长6油层以发育高角度构造裂缝为主,其主要方位依次为NEE-SWW、近E-W、近S-N和NW-SE向,不同组系裂缝开启压力差异较大,主要受埋藏深度、裂缝产状、孔隙流体压力及现今地应力等因素影响。合理注水压力的确定要根据各井组天然裂缝发育情况。在不发育天然裂缝的井组,注水压力不应大于地层破裂压力,避免地层发生大规模破裂而形成裂缝型水窜通道;对于发育天然裂缝的井组,若裂缝开启压力小于地层破裂压力,合理注水压力界限不应大于裂缝开启压力,以防止裂缝大规模开启和延伸;若裂缝开启压力大于地层破裂压力,则要以地层破裂压力厘定合理注水压力,以防止地层发生新的大规模破裂。     

低渗透油藏注水诱导裂缝特征及形成机理——以鄂尔多斯盆地安塞油田长6油藏为例

以鄂尔多斯盆地安塞油田长6油藏为例,在分析低渗透油藏注水开发动态特征的基础上,阐明了注水诱导裂缝的基本特征并研究其形成机理,最后利用数值模拟技术对该区注水诱导裂缝的主要形成机理进行了模拟。注水诱导裂缝指低渗透油藏在长期的注水开发过程中,当注水压力超过各类裂缝开启压力或地层破裂压力而形成的以水井为中心的高渗透性开启大裂缝或快速水流通道。它是低渗透油藏长期注水开发过程中所表现出的新的开发地质属性和最主要的非均质性,对于长期水驱的低渗透油藏来说具有普遍性和必然性。注水诱导裂缝有3种形成机理,当注水压力过高,超过天然裂缝的开启压力使天然裂缝张开、扩展和延伸,或超过地层破裂压力使地层中不断产生新的破裂,或使注水井周围因射孔、压裂等生产或增产措施所导致的不同类型的人工裂缝张开等均可形成注水诱导裂缝。安塞油田长6油藏普遍发育与现今最大水平主应力方向近一致的以雁列式排列的高角度构造剪切裂缝,当注水压力超过这类裂缝的开启压力并使裂缝张开、延伸扩展并相互连通,是该区注水诱导裂缝的主要形成机理。油藏数值模拟表明,随着注水诱导裂缝规模的不断扩大,注水井井底压力相应的表现出连续的不规则的周期性变化。     

裂缝性油藏注水开发水淹力学机理研究

裂缝性低渗透油藏发育着复杂的裂缝网络,随着注水开采程度的加深,过高的注入压力和过量的注水会引起微裂缝开启、起裂、扩展和相互贯通,在注采连线形成高渗透带,导致注入水单向突进,油井含水上升快,造成油井水淹和窜流严重,降低了油田的最终采收率。针对注水开发过程中储层裂缝系统的演化贯通给油田开发带来的困难,研究分析了天然裂缝内注入水渗流对裂缝起裂的影响,应用岩石断裂力学理论分析了天然裂缝性储层在注水开发过程中裂缝系统的相互作用,研究了注入压力作用下天然裂缝的开启、扩展延伸和相互贯通的力学机理,对天然裂缝性储层注水开发过程中研究裂缝的分布规律、确定合理的注水方式和注水压力、延缓注水 开发过程中油井方向性水窜和水淹速度具有重要的理论指导意义。
     

新肇油田提高水驱开发效果研究

针对新肇油田葡萄花油层裂缝发育,同步注水开发后出现油井见水快、见水后含水上升速度快的特点,提出了改善裂缝性油田的关键是确定储层裂缝的发育方向、发育程度,使储层基质受效。提出了应用无源微地震法判定储层裂缝发育状况,改变传统的以区块为单元确定注水压力上限的方法,应用泊松比法对区块水井逐井进行计算,确定合理的注水压力上限,并实施线性注水、温和注水、短宽缝等试验,减缓了油田的递减。总结新肇及类似的裂缝性低渗透油田,在开发初期首先应确定储层裂缝的发育状况,在合理布井的同时,采用沿裂缝方向温和注水将提高水驱开发效果。     

带气顶裂缝性碳酸盐岩油藏开发特征及技术政策

哈萨克斯坦让纳若尔油田为带凝析气顶的大型复杂碳酸盐岩油田.Г北油藏是让纳若尔油田的主力油藏,油藏具有孔隙一裂缝双重介质渗流特征,且平面上不同区域的裂缝发育程度具有较大差别.由于油藏早期注水不足,地层压力持续下降,导致自然递减一直处于较高水平.研究不同裂缝发育程度储集层的开发特点以及合理开发技术政策发现,裂缝发育区与不发育区的开发技术政策存在明显的差别:裂缝发育区合理压力保持水平为25～27 MPa.以1.1的注采比恢复压力,可以获得更高采出程度;裂缝不发育区合理压力保持水平为32 MPa,合理注采比1.3.屏障注水与面积注水注水量比例为2:8时,能实现既合理利用气顶能量,又提高面积注水效果的目的.图9参10     

天然微裂缝发育的低渗透油藏数值模拟

由于天然微裂缝难以识别和定量描述,在建立定量化的微裂缝地质模型时,采用双重介质模型进行油藏数值模拟研究存在较大困难,注水开发中微裂缝的动态开启和闭合也难以进行模拟研究.根据等值渗流阻力法原理,利用微裂缝的统计特征参数,如裂缝线密度、裂缝长度等建立天然微裂缝发育低渗透油藏的等效连续介质地质模型,根据地应力和现场注水指示曲线,建立了裂缝传导率与地层压力的方程,可以等效模拟注水开发中的微裂缝开启和闭合现象.以长庆西峰油田西137井区为例,模拟研究了井网及注水开发动态,与现场动态分析结果一致.     

大庆低渗透油藏注水动态裂缝开启机理及有效调整对策

大庆长垣外围低渗透油藏水驱开发受注水动态裂缝影响,水驱开发效果差。为改善水驱效果,需首先明确注水动态裂缝开启规律,进而才能提出开发调整对策。综合利用地质力学、油藏工程及数值模拟等方法,建立了注水动态裂缝开启压力计算方法,揭示了其开启机理和延伸规律,并针对裂缝开启不同情况,形成了相应的调整对策。研究表明：当注水压力超过储层现今最小水平主应力时,裂缝首先沿现今最大水平主应力方向开启;随着注水压力继续增加,裂缝沿与现今最大主应力方向夹角较小的注采井连线方向开启。根据裂缝开启压力计算方法,结合大庆外围A油藏条件,其裂缝开启的临界注水压力为9 MPa。油藏注水压力为12～14 MPa,当注水井排与现今最大水平主应力方向一致时,油藏沿现今最大水平主应力方向开启单方向裂缝,剩余油主要沿裂缝呈条带状分布;当注水井排与现今最大水平主应力方向呈一定夹角时,油藏开启多方向裂缝,剩余油被多方向裂缝切割呈零散分布。基于不同井网与裂缝匹配油藏剩余油分布模式,提出了“限压注水控制多方向注水动态裂缝开启、沿现今最大水平主应力方向裂缝线性注水、侧向基质驱替”的开发新理念,给出了注水压力界限与井网加密调整模式,现场应用效果显著。     

西峰油田白马中区长8段储层裂缝发育特点及水淹预测

西峰油田白马中区长8段为低孔低渗储层,该油田主要采用超前注水和压裂方式投产,致使储层中的隐裂缝开启。隐裂缝的开启一方面起到了油气运移通道的作用,另一方面使注水沿裂缝窜流,造成油井水淹。通过该区裂缝产生的应力场背景、岩心发育特征和特殊测井响应特征等研究对裂缝段进行了识别;根据常规测井系列深、浅感应电阻率的变化与测试结果,定量解释了西峰油田白马中区部分井的裂缝率,结合用生产动态资料判断的暴性水淹井和水淹井的来水方向,指出凡是由裂缝引起暴性水淹的井一般都遵循由低裂缝率到高裂缝率的规律。     

裂缝监测技术在安塞油田开发中的应用

安塞油田属特低渗透油田,有效渗透率仅为0.49×10-3μm2,储层物性极差,平面非均质性强,微裂缝极其发育,裂缝的存在对油田开发起到了双重作用,一方面增加了油层的吸水能力,弥补了渗透率的不足;一方面导致注入水单向突进,油井含水上升快,并很快水淹,而裂缝侧向油井见不到注水效果.针对出现的矛盾,通过开展裂缝监测工作,弄清了裂缝发育方向及裂缝侧向压力驱替规律,在此基础上,实施沿裂缝强化注水和加密调整等措施,缓解了开发矛盾,提高了安塞特低渗油田的开发效果.     

弱挥发性碳酸盐岩油藏原油相态特征及注水开发对策

以滨里海盆地东缘裂缝-孔隙型碳酸盐岩油藏为例,分析了弱挥发性油藏在地层压力下降过程中的原油相态变化和渗流物理特征变化规律,并提出油藏在不同地层压力水平下注水开发技术对策。实验表明,随地层压力下降,弱挥发性原油脱气,甲烷和中间烃依次析出,原油逐渐转变为普通黑油。随着轻烃组分析出,地层原油饱和度迅速下降,原油黏度增大,油相渗透率迅速降低,从而降低油井产能。裂缝越发育,油井产能下降幅度越大。地层压力保持水平是影响油藏开发效果的主要因素,地层压力保持水平越低,油田最终采收率越低,在低压力保持水平下需要实施注水恢复地层压力。注水时地层压力保持水平越低,合理的压力恢复水平越低,采收率越低。与裂缝不发育区相比,相同地层压力保持水平下实施注水恢复地层压力,裂缝发育区的合理注采比要低,裂缝发育区注水时机对油田采收率的影响更大。因此开发碳酸盐岩弱挥发性油藏应采用早期温和注水开发方式。     

长庆特低渗透油藏注水动态裂缝及井网加密调整模式研究

为改善长庆特低渗透油藏中高含水期水驱开发效果,进一步提高采收率,综合运用储层地质力学、油藏工程及数值模拟等方法,研究了注水动态裂缝开启机理及延伸规律,给出了不同方向裂缝开启压力界限。当注水压力超过现今最小水平主应力时,单方向注水动态裂缝开启;注水压力越高,现今最大、最小水平主应力差越小,注采井连线与最大水平主应力方向夹角越小,越容易产生多方向注水动态裂缝。根据不同缝网匹配油藏剩余油分布规律,采取了不同的井网加密调整模式,限定注水压力控制多方向裂缝开启,沿现今最大水平主应力方向注水动态裂缝线性注水、侧向基质驱替等措施,改善了水驱效果,提高了油藏水驱采收率,为提高特低渗透油藏水驱采收率提供了新思路。      

裂缝性致密油藏注水吞吐转不稳定水驱开发模拟

为解决裂缝性致密油藏经多轮次吞吐后,产量降低过快的问题,以天然裂缝较为发育的某致密油藏M区块为例,综合考虑基质、天然裂缝和压裂裂缝的物性和压力差异,开展了数值模拟研究,分析了裂缝尖端应力场和裂缝扩展特征.在此基础上,对比分析了注水吞吐、不稳定水驱的开发效果.结果表明,地层压力随注水时间延长逐渐升高,当地层压力高于裂缝开...     

低渗透油藏精细水驱提效再认识

低渗透油藏储层岩性致密,具有孔喉细、压力系数低、裂缝发育等特点。注水开发单井产量低、产量递减快,稳产基础薄弱;储层非均质严重,动用程度和驱替程度较低;易水淹水窜,采油速度及采收率难以提高。为了克服这些问题,持续攻关形成了精细油藏刻画技术,配套精细分层注水工艺,在低渗透油藏开发中成功应用。油藏精细描述是实施精细水驱的基础,主要包括单砂体精细刻画、裂缝精细表征、储层微观孔隙结构精细刻画等技术。精细水驱包括井网加密调整技术、精细分层注水技术、智能分层注水技术、纳米微球调驱技术、温和超前注水技术等,可解决低渗透油藏注水开发水平及垂向注采不平衡的矛盾,有效提高采收率。温和超前注水技术对克服裂缝开启、地层破裂、启动压力梯度三者间的矛盾具有重要意义,使地层压力维持在相对平均的稳定状态,有利于延长油田稳产期。相对于常规水驱,精细水驱技术预期提高低渗透油藏采收率5%以上。     

新站油田大401区块裂缝治理探讨

新站油田大401区块投入开发后,通过取心观察、测井、无源微地震法监测结果和动态变化等综合分析证实,储层中发育天然裂缝。由于裂缝的存在,近几年出现注水后油井见水快、见水后含水上升快、产量下降快等矛盾。虽然通过采取定压注水、注水调整与整体调剖等一系列措施初步缓解了平面和层间矛盾,但从根本上仍未找到治理裂缝的好方法。在剖析油田存在矛盾的原因之后,对油田下步开发提出了几点建议,希望能对新站油田及类似油田的开发起到借鉴作用。     

罗151块火成岩油藏开发技术政策界限研究

利用油藏工程方法,研究罗151块火成岩油藏开发技术政策界限,以确定此类油藏合理的开发技术参数,为该类油藏合理、有效的开发提供技术支持。由于火成岩油藏的特殊性,即溶蚀孔洞、裂缝以及粒间孔同时并存,因此应立足于注水开发、机械采油,井网部署应考虑裂缝的发育方向,注水井水线方向应与裂缝方向有一定的角度。对于高压异常油藏,初期地层压力下降幅度大,地层压力一旦降到静水柱压力以下,向上恢复的难度很大,因此地层压力宜保持在略高于静水柱压力范围内。利用所确定的技术政策界限,在罗151块布井12口（其中生产井8口,注水井4口）,平均单井日产油30t,开发效果较好。     

低渗透储层垂直缝延伸规律研究

随着我国低渗透砂岩油藏越来越多地被发现并投入开发,人们逐步认识到裂缝性低渗透油田开发的特殊性：不仅基质岩块具有低渗透开采的特点,而且由于天然或人工裂缝的存在,大大改变了流体在地层的流场。在注水开发过程中,发现沿裂缝方向有水窜现象,直接影响了注水开发效果。为研究裂缝的延伸规律,首先做了一些假设,根据假设,建立了裂缝延伸模型,然后用标准的四阶Runge-Kutta法可迭代解出裂缝几何尺十、缝中流量分布和压力分布。以安塞油田王窑区长61储层参数为例,设计了不同的方案,对裂缝的延伸规律进行了研究,认为：侧向应力不高、储层致密是造成注水时裂缝张开并大距离延伸的主要原因;裂缝延伸长度与注入量成正比,而与渗透率和裂缝内外压差成反比。建议通过周期性注水来延缓水沿裂缝窜进到油井的时间。