动态裂缝是特低渗透油藏注水开发中出现的新的开发地质属性

基于特低渗透油田注水动态特征,提出了动态裂缝概念,探讨其成因机理及对油田开发的影响。动态裂缝是指特低渗透油藏在长期注水过程中,由于注水井近井地带憋压,当井底压力超过岩层破裂、延伸压力,岩石破裂产生的新生裂缝,或原始状态下闭合、充填的天然裂缝被激动、复活所产生的有效裂缝通道。动态裂缝受现今地应力场控制,随着注水量的增长和井底压力的升高,不断向油井方向延展,直至与油井压裂缝连通。位于JA油田同一区块内的L76-60、L88-40密闭取心井组分析表明,动态裂缝改变了特低渗透油藏水驱油渗流特征,加剧了储集层的非均质性,导致剖面动用程度降低,平面上剩余油呈连续或不连续条带状分布在裂缝两侧;动态裂缝的产生、激化延伸与注水压力、注采比以及油、水井改造措施等密切相关。基质孔渗条件可以有效形成基质驱油时,应尽可能减弱高压注水和油、水井改造规模,实现基质驱油。     

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。      

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。     

考虑动态裂缝的特低渗透油藏渗流模型

特低渗透油藏注水过程中产生注水动态裂缝,导致油井生产特征差异大、油水渗流规律复杂。为综合考虑动态裂缝和基质非线性渗流对开发的影响,通过开发动态、岩石力学及各类测试资料分析,确定了动态裂缝开启压力界限及延伸规律。利用"方向性压敏效应"表征最大主应力方向动态裂缝开启与延伸,结合"非线性渗流"表征侧向基质驱替,改进了特低渗透油藏渗流模型。利用改进的模型准确预测出WY油藏剩余油富集区域,指导了油藏井网的加密调整,提高水驱采收率5百分点,为剩余油分布预测及水驱开发调整提供了依据和手段。     

特低渗透油藏水驱规律及最佳驱替模式

为了进一步改善特低渗透油藏开发效果，提高水驱采收率，通过大量特低渗透油藏水驱开采特征研究，揭示了特低渗透油藏的水驱规律：在注水开发过程中，特低渗透油藏会首先沿现今最大水平主应力方向注、采井间开启注水动态裂缝，随着注水压力的升高，或将开启与之成最小角度的注采井连线方向裂缝，导致注入水沿裂缝方向注采井无效循环，造成油藏水驱开发效果很差。等值渗流阻力法计算结果也证明了面积驱替径向渗流转为裂缝线性侧向驱替平行流后可大大降低渗流阻力。由此提出了“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”的井网转换模式。井网模式的转换避免了注水动态裂缝导致的注入水无效循环，消除了动态裂缝对储层非均质性的影响，减小了渗流阻力，扩大了水驱波及程度。现场应用效果显著，单井产能增加了一倍，平面波及系数提高了43.2%，水驱采收率提高了19.3%。     

特低渗透油藏压裂水平井开发效果评价

通过物理模拟研究了特低渗透油藏压裂水平井产能与裂缝产能之间的关系、裂缝产能分布规律以及裂缝数量与水平井产能的关系。利用数值模拟方法,研究了压裂水平井开发特低渗透油藏技术,对压裂水平井的水平段长度、裂缝数量、裂缝间距进行了优化设计。研究表明,特低渗透油藏压裂水平井的水平段长度越短,阶段采出程度越高,含水率上升越慢,即水平段长度不宜过长;建立了固定裂缝间距和井排距时不同裂缝数量压裂水平井相对累产油和相对采出程度对比图版。重新认识了特低渗透油藏压裂水平井渗流机理。     

注入水的水质对特低渗透油藏开发井网的影响

针对注入水的水质影响特低渗透油藏的开发效果，结合物理模拟实验，用油藏数值模拟的方法，建立不同注入水水质条件下，特低渗透油藏流体流动的数学模型，分析了注入水的水质对特低渗透油藏开发效果的影响，在一定的水质处理条件下，可以通过减小注采井距或压裂措施，地低渗透油藏的动用程度，为特低渗透油藏的注水开发提供理论依据。     

Valhall油田在高于破裂压力下注水诱生裂缝

本文应用专门的水力压裂软件模拟动态裂缝的延伸，综合考虑了二维滤失、流体的流度、注水区的压缩性、岩石和流体的热效应、多孔弹性背应力等因素，把预测的动态裂缝与热采模型结合，成为模拟单、双孔隙储层中注入压力高于地层破裂压力下注水的有效方法。     

大庆外围特低渗透油藏非线性渗流周期注水研究

大庆外围某特低渗透试验井区平面非均质性严重,周期注水利于驱动低渗透区原油。由于特低渗透油藏压力敏感性强,文中根据非线性渗流规律,进行数值模拟研究,优化周期注水方式。采用矿场实际数据,选取矩形五点井网,建立平面非均质模型,分析"增注—减注"方式与"增注—停注"方式的含水率、采出程度、有效驱动体系的建立及地层压力保持情况。结果表明,"增注—减注"方式比"增注—停注"方式采出程度高、驱油波及系数大、低渗区非线性及储层伤害影响小。分析结果对低/特低渗透油藏注水开发具有指导意义。     

特低渗透油藏压裂水平井流入动态研究

研究了特低渗透油藏油井的流入动态,认为储层应力敏感性和溶解气是导致特低渗透油藏压裂水平井流入动态曲线存在"拐点"的主要原因。在此基础上,利用油藏数值模拟软件,建立了考虑应力敏感性和溶解气影响的特低渗透油藏压裂水平井模型,计算了不同裂缝条数、裂缝半长的压裂水平井流入动态,分析了不同裂缝参数对压裂水平井合理井底流压的影响,为特低渗透油藏压裂水平井合理工作制度的确定提供了理论基础。     

裂缝性特低渗油藏井间化学示踪监测分类解释模型

裂缝性特低渗透油藏天然裂缝广泛发育,人工裂缝使其裂缝系统更加复杂多样。随着注水开发的深入,裂缝系统发生动态变化,现有的孔隙型示踪剂解释模型难以有效表征该类水窜裂缝系统。以鄂尔多斯盆地裂缝性特低渗透油藏为例,通过分析水窜、水淹综合特征,将水窜裂缝系统划分为人工裂缝窜通型、差异裂缝交互型和裂缝相对均匀推进型,等效抽象出不同水窜裂缝系统的物理模型,并依据注入水与示踪剂在裂缝条带中运动的基本假设,建立了Ⅰ类单峰型、Ⅱ类多峰型、Ⅲ类宽台型水窜裂缝系统的示踪剂分类解释模型,实现了非均质问题的相对均质化处理。现场实例验证了该分类模型在裂缝性特低渗透油藏示踪剂解释中的合理性和适用性,为裂缝性特低渗透油藏水窜、水淹治理方案的准确制定和后期精细挖潜提供重要依据,具有广阔的应用价值。     

含天然闭合缝开启的低渗透油藏精细数值模拟

低渗油藏存在压裂缝、天然开启缝、注水诱导缝、开启的天然闭合缝等多种裂缝。给出了生产井周围压裂缝、注水井周围压裂缝及天然闭合缝开启的模拟方法．对特低孔低渗储层进行了无效化处理。以鄂尔多斯盆地张天渠油田为例,在分析各类裂缝特征的基础上,提出了分阶段变模型精细模拟油藏裂缝的方法．应用中取得了好的效果。     

特低渗透油藏油井压裂裂缝参数优化

油井压裂开发是目前提高特低渗透油藏开发效果的有效手段。为了充分发挥水力裂缝的作用,裂缝参数必须设计得合理。以某特低渗透油藏为例,采用矩形网格剖分与PEBI网格剖分相结合的方法模拟水力裂缝,在300 m反九点井网条件下,运用油藏数值模拟方法对裂缝方位、导流能力及裂缝穿透比进行了优化,并采用正交试验法分析了裂缝参数对特低渗透油藏开发动态的影响规律。结果表明:压裂裂缝方位应考虑井网形式与最大主应力方向;裂缝的导流能力和穿透比不是越大越好,而是存在一个最佳值;在文中特低渗透油藏条件下,裂缝方位是影响采出程度的主要参数,其余依次为裂缝的导流能力和穿透比;裂缝导流能力是影响含水率的主要参数,其余依次为裂缝的方位和穿透比。      

安塞油田长10油藏注气开发方式研究

安塞油田长10油藏是近年发现的新层系油藏,其天然能量不足,自然能量开发递减大,室内水驱油实验评价注水补充能量开发效果不理想,现场注水开发试验过程中暴露出注水井注入压力高,部分注水井注不进的问题。根据长10油藏特征,通过室内试验、油藏数值模拟及油藏工程研究,优化出安塞油田长10特低渗透油藏注干气合理的注气方式、气水交替驱段塞尺寸、注入时机等技术政策,指导了长10油藏注气开发试验,积极探索了鄂尔多斯盆地特低渗透油藏补充能量开发的新方式。     

注入水中的悬浮颗粒对特低渗透油藏开发效果的影响

在特低渗透油田注水开发过程中，注入水中的悬浮颗粒会伤害油层的渗透率，导致注水井的吸水能力降低和油井产能下降，影响开发效果。采用物理实验和油藏工程的方法，研究注入水中的悬浮颗粒对特低渗透油藏的注入压力，地层渗透率和产能的影响，得到的结论是：岩心渗透率越低，注入水的注入压力与地层水的注入压力之差越大；在渗透率相同的情况下，滤膜孔径越小，注入水渗流阻力越低；处理注入水的筛网尺寸越大，油层渗透率伤害越大，特低渗透油藏的产量和极限供油半径越小。     

裂缝性碳酸盐岩数值模拟和实验室注水实验的对比分析

通过实验室注水实验和数值模拟的对比，研究了裂缝性碳酸盐岩油藏的开采机理。对于具有驱替前缘原地二维流体饱和度的碳酸盐岩岩块进行了注水，由此获得了实验数据。一开始是对整个岩块进行注水，然后对具有裂缝网络（既有封闭裂缝也有开启裂缝）的同一岩块重复注水，以便区分裂缝的有关作用。 这些实验的主要目的是了解裂缝如何改变驱替前缘的动力学特性。对于岩块建立了一个基于网格的数值模型，并对裂缝的存在进行了敏感性分析。对于毛细接触程度（degree of capillary contact）对裂缝的影响，进行了特别研究。对未破裂岩块注水实验所得出的平均石油产量和原地流体饱和度剖面进行历史拟合，由此确定了基岩毛细管压力和相对渗透率的曲线。这些结果反过来又被用作破裂岩块模拟的基岩性质输入数据。 有关结果显示了在裂缝性灰岩中，基岩块体之间的毛细接触程度是如何控制流体饱和度变化并影响注水开发石油采收率的。裂缝毛细接触程度的敏感性研究表明，这是注水过程中水前缘推移的最重要参数。数值模拟与实验数据的结合加深了人们对裂缝性碳酸盐岩油藏注水开发机理的认识。     

油藏注水压力的合理界限

分析了储层岩石自然应力的分布状况，论述了如何应用水力压裂资料判断储层中是否存在天然裂缝、以及裂缝的分布形态与延伸方向。根据矿场实际注水资料，说明超破裂压力注水是引起油藏含水上升加快或出现暴性水淹的主要原因。因此合理注水压力上限必须严格控制在垂向岩压或破裂压力以下。当油藏天然裂缝比较发育、井网注水方向平行于储层中垂直裂缝的延伸方向时，更应严格控制压力进行注水，或在必要时将井网逐步调整为不规则或者规则的线状注水方式。     

低渗透砂岩油藏注水诱导裂缝发育的主控因素——以鄂尔多斯盆地安塞油田W区长6油藏为例

低渗透油藏在长期注水开发过程中会产生注水诱导裂缝,严重影响油藏开发特征。以鄂尔多斯盆地安塞油田W区长6油藏为例,利用地质、测井、分析测试及生产动态等资料,对注水诱导裂缝形成及发育的主控因素进行了研究。注水诱导裂缝在形成和发育过程中主要受地质和工程两大因素综合控制,其中地质因素包括天然裂缝、现今地应力、储层构型及储层岩石力学性质等,工程因素主要包括人工裂缝和注采参数（如注水时长、注水量、注采比或注采量）等。天然裂缝和人工裂缝为注水诱导裂缝的形成提供了物质条件;现今地应力控制了注水诱导裂缝发育的优势方向,并间接影响其延伸过程中的难易程度;不同级次构型单元控制注水诱导裂缝的规模,不同级次的构型界面影响注水诱导裂缝的持续延伸;储层岩石力学参数一定程度上影响了注水诱导裂缝的延伸路径;注采参数则直接控制了注水诱导裂缝的形成和延伸速度。     

大庆长垣西部特低渗油藏压裂水平井注水开发效果评价新方法

大庆长垣西部特低渗透油藏流体渗流阻力大,天然能量不足,开发效果较差,采用压裂水平井注水可缓解这一开发矛盾。针对反九点水平井-直井联合井网,采用特低渗透非线性渗流数值模拟新方法,分析评价压裂水平井注水开发效果。与传统方法相比,该方法将模拟结果与室内岩心非线性渗流实验数据相结合,把油藏划分为拟线性渗流区、非线性渗流区和死油区,评价更直观可靠。研究结果表明,与不压裂水平井注水相比,压裂水平井可进一步提高注水能力,有效补充地层能量,油井采液能力强、含水率低,注采井间建立起有效的驱动压力系统。     

特低渗透油藏开发压裂技术

介绍靖安油田长6油藏开发地质特征和开发压裂试验区的试验方案优化设计，重点分析开发压裂实施效果，讨论开发压裂技术对特低透油藏开发的适用性与可行性。认为对于非均质性较强的特低渗透油藏，实施开发压裂有利于实现井网与人工裂缝的合理匹配，即可保证单井控制足够的经济可采储量，又能充分满足持低渗透油层加大压裂规模的要求，并易于在压裂缝的侧向建立有效压力驱替系统，提高油藏的注水波及系数及最终采收率。开发压裂技术在特低渗透油藏具有较高的推广应用价值。