低渗透油藏开采技术

《特殊油气藏开采技术》之第一章低渗透油藏开采技术特殊油气藏开采技术2第一章低渗透油藏开采技术第一节概论第二节低渗透储层地质特征第三节低渗透储层渗流特征第四节低渗透油田开发特征第五节低渗透油田开发基本原则和部署第六节开发低渗透油田的主要工艺技术第七节低渗透油田开发实例第八节低渗透油田开发总结特殊油气藏开采技术3第一节概论1.1我国当前油田开发简况1.2低渗透油田的定义1.3低渗透储量探明、动用、分布状况和特点1.4低渗透油藏的特点特殊油气藏开采技术4第一节概论目前，我国陆上大部分主力油田进入中后期开发阶段，明显表现出“四高”特点：1、采出程度高地质储量采出程度24.63%，可采储量采出程度70.7%。2、综合含水率高总平均达到82.98%，生产水油比4.9，产量占全国45%的最大主力油田－大庆喇萨杏油田更高，综合含水88.8%，生产水油比为8。1.1我国当前油田开发简况特殊油气藏开采技术5第一节概论3、剩余可采储量开采速度高2001年为8.4%，而剩余可采储量开采速度一般控制在6-7%左右，生产形势就比较稳定。4、递减率高2001年自然递减率为12.65%，综合递减率为5.56%，比正常情况下的递减率（6-10%）高2-6个百分点。因此，在这种形势下，动用好和开发好低渗透油田储量（目前其储量动用程度和开发程度都比较低），尤其显得重要。1.1我国当前油田开发简况特殊油气藏开采技术6第一节概论世界上对于低渗透油田并无统一固定的标准和界限，只是一个相对的概念。不同国家根据不同时期石油资源状况和技术经济条件而制定，变化范围较大。前苏联将储层渗透率低于100×10-3m2的油田算作低渗透油田。罗蜇谭、王允诚（1986）将渗透率小于100×10-3m2的油层划分为低渗透油层。严衡文等（1993）将渗透率为10-100×10-3m2的储层划分为低渗透储层，0.1-10×10-3m2的储层为特低渗透率储层。唐曾熊（1994）划分的低渗透油田储层渗透率为10-100×10-3m2，小于10×10-3m2为特低渗透油田。1.2低渗透油田的定义特殊油气藏开采技术7第一节概论低渗透油田指储层渗透率介于0.1～50×10-3m2之间的油田（李道品等，1997）。低渗透储层的典型特征是具有启动压力梯度，呈现出非达西型渗流特征。图1-1不同流态的渗流曲线1.2低渗透油田的定义特殊油气藏开采技术8类型渗透率(×10-3μm2)生产特征实例中低渗透50-100产能不需压裂也可达到工业标准。－一般低渗透10-50自然产能较低，但可达工业标准，压裂后可获较好开发效果和经济效益。－特低渗透1-10自然产能低，未达工业标准，需大型压裂改造和相应的配套措施才能有效开发。长庆油田大庆榆树林油田吉林新民油田超低渗透0.1-1基本无自然产能，仅在特殊条件下方可开采。延长油矿的川口油田低渗透油田的分类第一节概论1.2低渗透油田的定义注：上述分类针对油层为基质岩块，若存在裂缝，则分类界限需重新界定。特殊油气藏开采技术9第一节概论1.3我国低渗透储量探明、动用、分布状况和特点1、低渗透储量探明和动用情况我国低渗透储量探明状况比例图探明低渗透储量增长很快特殊油气藏开采技术10第一节概论1.3我国低渗透储量探明、动用、分布状况和特点1、低渗透储量探明和动用情况近期探明储量和累积探明未动用储量中，低渗透储量占主要部分。我国低渗透储量动用状况比例图特殊油气藏开采技术11第一节概论1.3我国低渗透储量探明、动用、分布状况和特点2、探明未动用低渗透储量特点从渗透率来看，探明未动用低渗透储量以特低渗透储层为主。我国探明未动用低渗透储量按渗透率分级图特殊油气藏开采技术12第一节概论1.3我国低渗透储量探明、动用、分布状况和特点2、探明未动用低渗透储量特点从丰度来看，探明未动用低渗透储量以特低丰度（50-20×104t/km2）和较低丰度（100-50×104t/km2）为主。我国未动用低渗透储量按丰度分级图特殊油气藏开采技术13第一节概论1.3我国低渗透储量探明、动用、分布状况和特点2、探明未动用低渗透储量特点从埋深来看，探明未动用低渗透储量以埋深小于2000m为主。我国未动用低渗透储量按深度分级图特殊油气藏开采技术14第一节概论1.3我国低渗透储量探明、动用、分布状况和特点2、探明未动用低渗透储量特点从产量来看，探明未动用低渗透储量以低产（km井深产量1-5t/d）为主。我国未动用低渗透储量按产量分级图特殊油气藏开采技术15①分布广泛在我国，低渗透在21个油区中皆有分布，如大庆、长庆、延长、吉林、大港、新疆、吐哈、玉门、二连、青海等油田，其中，在长庆、延长、新疆等油田，低渗透储量在其油区原油储量中占据了主要位置。②形成地质时代跨度大低渗透油层在古生代、中生代、第三系地层中均有分布。在同一油区，一般地层越老，低渗透油层所占比例越高。③储层岩性类型丰富低渗透储层岩性既有碎屑岩（粉砂岩、砂岩和砾岩）、碳酸盐岩，也有岩浆岩和变质岩。如大庆、吉林、中原油区低渗透储层以粉砂岩为主，新疆、二连油区以砾岩、砂砾岩为主，辽河油田以变质岩、碳酸盐岩为主。第一节概论1.4我国低渗透油藏的特点特殊油气藏开采技术16④储量大，以大中型油藏为主根据陆上285个低渗透油藏统计，地质储量在1×108t以上的大油田有6个，其中，低渗透油藏储量94721×104t，占23.8%；地质储量在（1000-10000）×104t的中型油田有82个，其中，低渗透油藏储量237800×104t，占59.6%；小于1000×104t的小油田197个，其中，低渗透油藏储量仅为66199×104t，占16.6%。⑤油藏类型以构造岩性油藏为主⑥储集的原油品质较好第一节概论1.4我国低渗透油藏的特点特殊油气藏开采技术17第二节低渗透储层地质特征2.1低渗透储层成因和沉积特征2.2低渗透储层岩石学和物性特征2.3低渗透储层敏感性特征2.4低渗透油田流体、压力和能量特征特殊油气藏开采技术18第二节低渗透储层地质特征低渗透储层形成沉积环境包括近源环境和远源环境。冲积扇辫状河水下扇扇三角洲近源环境：一般在沉积盆地边缘沉积物粒度粗、分选差、磨圆差，物性差。2.1低渗透储层成因和沉积特征1、低渗透储层成因类型－①沉积成因特殊油气藏开采技术19第二节低渗透储层地质特征2.1低渗透储层成因和沉积特征1、低渗透储层成因类型－①沉积成因典型现代冲积扇（加利福利亚，死谷）特殊油气藏开采技术20第二节低渗透储层地质特征2.1低渗透储层成因和沉积特征1、低渗透储层成因类型－①沉积成因典型现代辫状河特殊油气藏开采技术21第二节低渗透储层地质特征2.1低渗透储层成因和沉积特征1、低渗透储层成因类型－①沉积成因典型现代扇三角洲特殊油气藏开采技术22第二节低渗透储层地质特征河流相湖泊相三角洲相远源环境：一般在大型坳陷型盆地沉积中心沉积物粒度细、泥质含量高，孔隙半径小、物性差。2.1低渗透储层成因和沉积特征1、低渗透储层成因类型－①沉积成因典型油田包括：大庆朝阳沟、榆树林、头台，吉林新民、新立、乾安和新庙等油田特殊油气藏开采技术23典型现代曲流河第二节低渗透储层地质特征2.1低渗透储层成因和沉积特征1、低渗透储层成因类型－①沉积成因特殊油气藏开采技术24典型现代三角洲与湖泊第二节低渗透储层地质特征2.1低渗透储层成因和沉积特征1、低渗透储层成因类型－①沉积成因特殊油气藏开采技术25第二节低渗透储层地质特征2.1低渗透储层成因和沉积特征1、低渗透储层成因类型－①沉积成因典型现代三角洲特殊油气藏开采技术26第二节低渗透储层地质特征2.1低渗透储层成因和沉积特征1、低渗透储层成因类型－①沉积成因近源沉积物分布在C-M图上的NO、OP、PQ段，以滚动和滚动+悬浮为主；远源沉积物分布在SR、QR段，以悬浮和跳跃+悬浮为主。陆相碎屑低渗透砂岩油层的粒度C-M图特殊油气藏开采技术27第二节低渗透储层地质特征2.1低渗透储层成因和沉积特征1、低渗透储层成因类型－①沉积成因近源沉积物多以三段式为主，远源沉积物多以两段式为主。低渗透储层多段式粒度曲线（近源沉积）特殊油气藏开采技术28第二节低渗透储层地质特征2.1低渗透储层成因和沉积特征1、低渗透储层成因类型－①沉积成因近源沉积物多以三段式为主，远源沉积物多以两段式为主。低渗透储层多段式粒度曲线（远源沉积）特殊油气藏开采技术29第二节低渗透储层地质特征压实、压溶作用强烈；胶结作用强烈；溶蚀作用局部发育，是改善低渗透储层品质的重要因素。形成低渗透储层的重要因素2.1低渗透储层成因和沉积特征1、低渗透储层成因类型－②成岩成因特殊油气藏开采技术30第二节低渗透储层地质特征2.1低渗透储层成因和沉积特征2、近源沉积低渗透储层特征①山麓冲积扇（洪积扇）沉积－砾岩储层在我国以新疆克拉玛依晚二叠世－中三叠世山麓冲积扇砾岩储层最为著名。储层厚度超过2000m，粒度粗。②冲积扇-辫状河沉积－砾质砂岩储层在我国以玉门老君庙油田M层比较典型。油层厚度60-70m，平均渗透率22.7×10-3m2；油层岩性为长石岩屑砂岩，矿物成熟度低，粒度分选差，沉积构造以槽状交错层理、块状构造和递变层理为主，渗透率垂向上为正韵律分布。特殊油气藏开采技术31第二节低渗透储层地质特征2.1低渗透储层成因和沉积特征2、近源沉积低渗透储层特征③水下扇沉积－砂砾岩储层以大港马西深层储层为代表。沉积物紧邻边界断层控制的物源区，沉积坡度大，沉积基底沉降快，沉积速度快，导致剥蚀区碎屑由洪水直接搬运入湖，形成水下重力流沉积。水下扇砂砾岩呈透镜状或椭圆状分布，厚度大，沉积物分选差，泥质含量高，物性差。特殊油气藏开采技术32第二节低渗透储层地质特征2.1低渗透储层成因和沉积特征3、远源沉积低渗透储层特征①河流相储层以大庆榆树林油田扶、扬油层为例。其砂层层数多，一般4-23层，单层厚度薄，一般2-5m，油层一般2-16层，总厚度3.3-40m。砂岩厚度平面上变化大，砂体宽度一般小于600m。②三角洲相储层以吉林新民油田为例。砂岩主要为杂砂岩，厚度一般为35m，属三角洲前缘水下分流河道沉积，具有平面上厚度变化大，垂向上成正韵律分布的特点；油层平均厚度小于10m，平均孔隙度13.9%，平均渗透率3.3×10-3m2。特殊油气藏开采技术33第二节低渗透储层地质特征2.1低渗透储层成因和沉积特征4、成岩作用形成的低渗透储层特征①压实、胶结作用形成的低渗透储层实例：长庆马岭油田南二区延10油层。典型河流相沉积，砂岩厚度一般10-25m，平均有效厚度2.4m，平均渗透率2.66×10-3M2，油层连片性差。形成低渗透储层的根本原因是压实、胶结作用差。②压实胶结及溶蚀作用形成的低渗透储层实例：鄂尔多斯盆地延长组和延安组，尤其以延长组长6段为代表。长6段为三角洲沉积，以细粒、中粒岩屑长石砂岩为主，颗粒分选好，磨圆差，压实、胶结强烈导致储层物性变差，但溶蚀作用使得储层物性得到极大改善。特殊油气藏开采技术34第二节低渗透储层地质特征1.颗粒分选差、磨圆差；2.泥质含量高；3.线－点接触、线－线接触和凹凸接触常见；4.岩石类型多样，石英砂岩、长石砂岩和岩屑砂岩及其过渡类型均可见；5.胶结物含量高，类型以粘土和碳酸盐类为主，胶结类型复杂，以孔隙型和接触型为主。2.2低渗透储层岩石学和物性特征1、低渗透储层岩石学一般特征特殊油气藏开采技术35第二节低渗透储层地质特征2.2低渗透储层岩石学和物性特征1、低渗透储层岩石学特征－①粒度特征渗透层粒级(mm)标准差()偏度(SK)峰态(KG)低渗层粗(0.25)较好－极差(0.46-4)极正偏(0.52-1)宽－很窄(0.709-2.13)细(0.25-0.1)较差－极差(1.04-4)极正偏(0.35-0.58)中等－窄(1.11-2.13)细砂+粉砂较差－极差(1.79-9)中、高渗层（大庆油田）细砂较差－差(1.5-2.5)极正偏(0.7-0.85)窄－非常窄(1-7)低渗和中高渗层的粒度分选性对比表低渗层颗粒表现出分选差，粒度分散，中高渗层