屈懷林，劉紅現(xiàn)，覃建華，熊維莉，趙逸清，王欣

（中國石油新疆油田公司勘探開發(fā)研究院，新疆克拉瑪依 834000）

特低滲礫巖油藏有效驅(qū)動壓力系統(tǒng)評價及對策

屈懷林，劉紅現(xiàn)，覃建華，熊維莉，趙逸清，王欣

（中國石油新疆油田公司勘探開發(fā)研究院，新疆克拉瑪依 834000）

根據(jù)克拉瑪依特低滲礫巖油藏非線性滲流特點，采用極限滲透率法定義了有效驅(qū)動壓力系統(tǒng)評價指標，結(jié)合油藏開發(fā)井網(wǎng)的實際情況，建立了五點壓裂井網(wǎng)驅(qū)動壓力系統(tǒng)評價模型，并根據(jù)建立的模型分析了有效壓力系統(tǒng)的影響因素，即期望產(chǎn)能、注采壓差、壓裂規(guī)模和井距（排距）；同時，提出建立有效壓力系統(tǒng)的主要對策為加密井網(wǎng)、增大壓裂規(guī)模、增加注采壓差?，F(xiàn)場應(yīng)用效果表明，提出的對策為該類油藏建立有效壓力驅(qū)動系統(tǒng)具有指導(dǎo)意義。

特低滲透；礫巖油藏；非線性滲流；驅(qū)動壓力系統(tǒng)；注采壓差；克拉瑪依

0 引言

克拉瑪依油田八區(qū)下烏爾禾組油藏儲層平均孔隙度11.0%，滲透率1.2×10-3μm2，為低孔、特低滲、微裂縫發(fā)育的厚層塊狀礫巖油藏。由于巖性致密、微孔喉較多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、液固作用力強、存在啟動壓力梯度等因素，致使儲層滲流阻力大，難以建立有效壓力系統(tǒng)。壓力系統(tǒng)建立失敗會造成注水井注入困難、采油井不見效、壓力下降快、產(chǎn)量遞減明顯等現(xiàn)象。為有效開發(fā)該類特低滲油藏，必須對該類油藏壓力系統(tǒng)的有效性作充分的論證，尋找有效驅(qū)動壓力系統(tǒng)的評價方法和指標，同時給出相應(yīng)的技術(shù)對策[1-6]。

1 評價指標及模型

1.1 評價指標

低滲透礫巖油藏的流動規(guī)律與中高滲不同，存在擬啟動壓力、有效滲透率隨驅(qū)動壓力梯度變化而變化的非線性滲流規(guī)律[7]。滲流規(guī)律實驗表明，滲透率隨驅(qū)動壓力梯度變大而不斷變大（見圖1）。

圖1 T85722井滲透率與驅(qū)動壓力梯度關(guān)系

滲透率達到最大值時[8]，驅(qū)動壓力使主流喉道都參與滲流，單位橫截面積上開啟的喉道趨于穩(wěn)定，滲流能力最大，滲流阻力最小，最易于建立有效驅(qū)動壓力系統(tǒng)，因此，可根據(jù)這個極限滲透率確定有效壓力系統(tǒng)的極限井距和排距。假設(shè)一個井網(wǎng)井距下的壓力系統(tǒng)，按極限滲透率計算，剛好能夠建立有效壓力系統(tǒng)，這個臨界壓力系統(tǒng)稱為極限壓力系統(tǒng)。但油藏中總有一些單元塊的滲透率小于極限滲透率，也就是說，總有一些單元塊的阻力大于理想阻力，總的阻力會更大，所以當井距擴大時，按極限滲透率（最小滲流阻力）得到的壓力系統(tǒng)必然無效。

為此，定義有效壓力系統(tǒng)評價指標Csp為

式中:Δp為生產(chǎn)壓差，MPa；q0為開發(fā)方案設(shè)計產(chǎn)能，m3/d；A為與儲層物性特征和油藏開發(fā)方式有關(guān)的常數(shù)（A越大，油藏越好）。

當Csp>1時，井網(wǎng)能夠滿足產(chǎn)能要求，認為壓力系統(tǒng)有效。Csp越大，產(chǎn)能越高。

1.2 評價模型的建立

八區(qū)下烏爾禾組油藏微裂縫發(fā)育，且發(fā)育方向與井排方向一致[9-10]。注水井與采油井均先壓裂后投產(chǎn)，本次研究建立五點矩形壓裂井網(wǎng)模型。

基本假設(shè):采油井定產(chǎn)生產(chǎn)，注水井定壓注入；流動分中間的線性流和兩側(cè)的徑向流3部分。

把2個徑向流區(qū)域看成一個整體，3個區(qū)的油井產(chǎn)量和為

式中:Kmax為極限滲透率，10-3μm2；h為有效厚度，m；μo為原油黏度，mPa·s；pe為供給壓力，MPa；pw為井底壓力，MPa；Bo為原油體積系數(shù)；a為排距，m；b為油水井間水平距離，m；xf為徑向滲流區(qū)域的裂縫長度，m；Lf為裂縫半長，m；re為油藏等效供給半徑，m；rw為井筒半徑，m。

在裂縫兩端的徑向流區(qū)域，可以看成1口油井供給面積的一半，即xf=2rw，考慮xf?Lf，則式（2）可以簡化為

2 有效驅(qū)動壓力系統(tǒng)影響因素及對策

由式（3）、式（4）可看出，壓裂井網(wǎng)有效壓力系統(tǒng)的影響因素主要有儲層非線性滲流能力、原油地下黏度、儲層厚度、注采壓差、井網(wǎng)井距、壓裂規(guī)模、設(shè)計產(chǎn)能等。其中，前3者為地層特性參數(shù)，一般不變，后4者為開發(fā)參數(shù)，也是建立壓力系統(tǒng)的出發(fā)點。通過對設(shè)計產(chǎn)能、注采壓差、井網(wǎng)井距和壓裂規(guī)模的優(yōu)化配置，使整個壓力系統(tǒng)評價指標大于1，從而建立有效的驅(qū)動壓力系統(tǒng)。

2.1 排距

當注采壓差和壓裂規(guī)模一定時，排距對產(chǎn)能影響很大，表現(xiàn)為排距越大產(chǎn)能越低，反之，排距越小，產(chǎn)能增加速度越快（見圖2）；因此，縮小排距有助于建立有效壓力系統(tǒng)。

圖2 排距對有效壓力系統(tǒng)的影響

2.2 壓裂規(guī)模

人工壓裂裂縫長度對產(chǎn)能有影響:裂縫越長，有效壓力系統(tǒng)評價指標越大（見圖3），在井距、生產(chǎn)壓差一定時，增加裂縫長度更易于建立有效壓力系統(tǒng)；相反，壓裂規(guī)模越小，有效壓力系統(tǒng)評價指標越小，若使壓力系統(tǒng)有效，必須擴大生產(chǎn)壓差或加密井網(wǎng)。

相對于加密井網(wǎng)，增大壓裂規(guī)模投資要小得多。隨著壓裂規(guī)模的擴大，Csp呈現(xiàn)近線性增長趨勢，表現(xiàn)出壓力系統(tǒng)對壓裂規(guī)模的敏感性。隨著國內(nèi)壓裂技術(shù)水平的不斷提高，大規(guī)模壓裂成為現(xiàn)實。因此，擴大壓裂規(guī)模是建立有效壓力系統(tǒng)的另一個重要方法。

圖3 壓裂規(guī)模對有效壓力系統(tǒng)的影響

2.3 注采壓差

據(jù)圖2、圖3可以看出，注采壓差越小，所需排距越小，增加注采壓差后，達到有效壓力系統(tǒng)時可以采用更大的排距，仍然能夠達到產(chǎn)能建設(shè)的需求。有效排距范圍越大，有效壓力系統(tǒng)越容易建立。

3 應(yīng)用實例

根據(jù)評價結(jié)果，2006年選擇油藏中部1.5 km2油層厚度大、物性好的區(qū)域作為小井距試驗區(qū)。該試驗區(qū)油井地層壓力由初期的28.60MPa下降到2005年底的最低點21.00MPa。將井網(wǎng)由195m×275m反九點井網(wǎng)加密成135m五點井網(wǎng)（排距95m），適當加大壓裂規(guī)模，裂縫半長60～80m，注采壓差20～25MPa。措施實施后，壓力逐步回升，2011年11月為24.79MPa，目前油井地層壓力仍趨于穩(wěn)定，顯示地下注采壓力系統(tǒng)基本建立；而全油藏及行列井網(wǎng)試驗區(qū)的油井地層壓力沒有回升顯示，小井距顯示出保持和恢復(fù)油井壓力方面的優(yōu)勢。截至2011年11月，小井距試驗區(qū)各項開采指標均好于類比區(qū)（見表1）。

表1 小井距試驗區(qū)與大井距區(qū)開采指標對比

4 結(jié)論

1）提出了有效驅(qū)動壓力系統(tǒng)概念及評價方法，針對五點壓裂井網(wǎng)推導(dǎo)出有效壓力系統(tǒng)評價參數(shù)公式。

2）根據(jù)油藏滲流規(guī)律、微裂縫發(fā)育及人工裂縫的特點，提出了適用于研究區(qū)的有效壓力系統(tǒng)評價的理論模型；提出了建立有效壓力系統(tǒng)的主要對策，即加密井網(wǎng)、擴大壓裂規(guī)模、增加注采壓差。

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（編輯 朱麗）

Evaluation and countermeasures on effective driving pressure system of ultra-low permeability conglomerate reservoir

Qu Huailin,Liu Hongxian,Qin Jianhua,Xiong W eili,Zhao Yiqing,W ang Xin

(Research Institute of Exploration and Development,Xinjiang Oilfield Com pany,PetroChina,Karamay 834000,China)

According to the nonlinear flow characteristics of ultra-low permeability conglomerate reservoir in Karamay,lim it permeabilitymethod is adopted to define the evaluation index of effective driving pressure system in thispaper.Combined with the real situation of developmentwell pattern of the reservoir,the driving pressure system evaluation model is built for five-spotwell pattern which has tobe fractured before production.Based on thebuiltmodel,the influencing factors such asexpected productivity, injection-projection pressure difference,fracturing scale and array pitch are analyzed.Analysis suggests that infilling well pattern, increasing fracturing scale and injection-projection pressure difference are the main countermeasures for building the effective driving pressure system.The field application results show that the proposed countermeasures have good guiding significance for building the effective driving pressure system for the same reservoir.

ultra-low permeability;conglomerate reservoir;nonlinear flow;driving pressure system;injection-production pressure difference;Karamay

國家科技重大專項課題“特低滲透油藏有效開發(fā)技術(shù)”（2011ZX05013006-003）

TE348

A

2013-06-05；改回日期：2013-09-20。

屈懷林，男，1979年生，工程師，碩士，2007年畢業(yè)于西南石油大學(xué)石油工程計算技術(shù)專業(yè)，主要從事油田開發(fā)地質(zhì)綜合研究工作。E-mail:quhuailin@petrochina.com.cn。

屈懷林，劉紅現(xiàn)，覃建華，等.特低滲礫巖油藏有效驅(qū)動壓力系統(tǒng)評價及對策[J].斷塊油氣田，2013，20（6）:752-754.

Qu Huailin，Liu Hongxian，Qin Jianhua，et al.Evaluation and countermeasures on effective driving pressure system of ultra-low permeability conglomerate reservoir in Karamay[J].Fault-Block Oil&Gas Field，2013，20（6）:752-754.

10.6056/dkyqt201306018