低渗透油藏有效储层评价及高效开发技术.ppt

低渗透油藏有效储层评价及高效开发技术,汇报提纲,基本概况低渗透油藏有效储层评价及高效开发技术低渗透储特征及开发潜力评价低渗透油藏渗流理论低渗透油藏补充能量方式优选低渗透油藏补充能量有效性评价建立有效驱动的井网井距优化,低渗透年探明储量占中石油新增储量60%以上；至2007年底，中石油探明低/特低渗透储量65.1亿吨，约占总储量37.1%；近8年新增探明储量约43亿吨，低/特低渗透约占63.6%。,储量现状：低/特低渗透油藏探明储量越来越多,1995年以来全国新增原油探明地质储量,基本概况,低渗透K50md,中石油：低渗透动未用储量已达25.5亿吨，占低渗透总储量的39.2%五大主要油田：低渗透未动用储量占中石油低渗透未动用储量的78.8%,储量动用：低/特低渗透储量中未动用储量比例大,基本概况,储量动用特点：未动用储量中，以小于5md的储量为主，分布在大庆、长庆、吉林、新疆,基本概况,开发现状：低/特渗透油田是新建产能的主体,新区产能建设:低/特渗透建产比例从2000年的39.2%（285万吨）上升到2006年的69.3%（650万吨）,基本概况,低渗透油藏开发主要问题,从股份公司层面讲，不同油区渗透率接近的油藏开发效果差异大，影响新区产能建设和投资决策。百万吨投资40亿？一刀切单井产量低，压后稳产困难，产量下降快注水难度大，注水压力传递慢，注采压力难以满足产量对压力的需求注不进，采不出注水水质与储层配伍性井网与储层物性的适配性存在一定问题井距、裂缝方向、微裂缝的影响,低渗透油藏高效开发需关注的问题,从股份公司层面讲，不同油区渗透率接近的油藏开发效果差异大，困惑新区产能建设和投资决策。百万吨投资40亿？一刀切产量稳不住，下降快注水难度大，注水压力传递慢，注采压力难以满足产量对压力的需求注不进，采不出注水水质与储层配伍性井网与储层物性的适配性存在一定问题井距、裂缝方向、微裂缝的影响,油藏开发潜力评价,油藏渗流规律,注水有效性评价,注水水质,井网适配性,对策及思路,渗流所低渗透研究项目,自1995年开始，致力于低渗透油藏渗流规律及开发技术研究,渗流所低渗透研究项目,研究范围覆盖中石油典型低渗透油田以及中石化低渗透油田等，开展技术服务近30多项,低渗透岩心分析工作量,形成的技术系列,低渗透储层开发潜力评价技术低渗透油藏非线性渗流模拟技术低渗透油藏有效能量补充及评价技术低渗透油藏井网优化技术低阻油藏识别技术及水淹程度分析技术,汇报提纲,基本概况低渗透油藏有效储层评价及高效开发技术低渗透储特征及开发潜力评价低渗透油藏渗流理论低渗透油藏补充能量方式优选低渗透油藏补充能量有效性评价建立有效驱动的井网井距优化低阻油藏识别技术,国家储委将低渗透储量分为5md以下和550md 储层分类标准与储量分类标准不一致。,前苏联M.JI.苏尔古伊耶夫 低渗透 10-50特低渗透 1-10超低渗透 0.1-1美国：陆上 1-10（1-2mPa.s）,中国(SY/T 62851997)中渗 50-500低渗 10-50特低渗 1-10超低渗 0.1-1非渗 0.1,储层开发潜力评价的必要性,现行储层评价方法与低渗透储层特征不相适应。储层认识的不确定性，增加决策的风险，给决策者带来困惑。到底该百万吨投资该给多少，单井产量多少？不同油区差异大,分类结果与开发效果不一致,储层开发潜力评价的必要性,现行储层评价标准,现行油气藏评价方法（SY/T6285-1997）,对储层渗流能力关注不够低渗透油藏有储量，动用难,渗透率有效厚度 有效厚度（砂岩）钻遇率 有效孔隙度，与有效厚度的组合砂体面积或延伸长度，反映储层的连续性 孔隙结构参数：中值半径层内非均质性,可采储量,中高渗透和低渗透油藏的区别,是不是K完全体现储层渗流能力？,储层开发潜力评价的必要性,为什么不同油区渗透率相近的储层单井产量差异大？渗透率是不是低渗透开发潜力的决定性因素？有没有其他因素制约着低渗透油藏开发？,对低渗透储层渗流能力、开发潜力的认识是有效开发低渗透油藏的基础,低渗透储特征及渗流能力评价,恒速压汞孔喉分析技术核磁共振可动流体饱和度分析技术粘土分析及对储层渗流能力影响启动压力梯度,认识储层是合理高效开发低渗透油藏的基础,存储和渗流空间,固液作用强度,渗流规律特征,影响储渗固液作用,储层孔隙结构参数恒速压汞,美国地质学家soeder提出低渗透油藏之所以有别于高渗透油藏，不仅仅是由于其渗透率低，主要是由于低渗透油藏有其特殊的微观孔隙结构。,孔隙结构作为低渗透储层首要参数研究,恒速压汞孔隙结构特征研究原理,恒速压汞：通过压力波动，每一次压力涨落反映一个喉道和孔隙，精确的统计不同级别的喉道常规压汞：笼统的信息，较大的喉道被统计为孔道体积,孔隙结构分析恒速压汞,不同油区渗透率相近，孔隙结构差异很大,大庆特低渗透储层喉道以正态分布为主，比较集中；长庆特低渗透储层偏离正态分布，有一定的大喉道。这些喉道对于气体渗流而言，都很容易流过，因此气测渗透率相近。对流体而言，就不一样，固液作用强，有效渗流能力不同。正是由于较大喉道的存在，使得让流体流过的能力增强。长庆低渗透油藏表现出较高的液相渗透率。,K相同，孔隙结构不同，有效渗流能力不同,不同渗透率岩心孔道接近主流喉道差异较大,不同储层低渗透油藏孔道接近，喉道差异较大，表明喉道控制低渗透油藏渗流和注水开发难易程度的决定性因素。渗透率不是标征渗流能力的唯一参数,K相同，主流喉道半径不同,主流喉道半径定义：累计贡献85%时的喉道平均值,低渗透储特征及渗流能力评价,恒速压汞孔喉分析技术核磁共振可动流体饱和度粘土分析及对储层渗流能力影响启动压力梯度,认识储层是合理高效开发低渗透油藏的基础,存储和渗流空间,固液作用强度,渗流规律特征,影响储渗固液作用,可动流体物饱和度流固作用、微喉束缚,束缚流体,自由流体可动流体,核磁共振可动流体测试分析测试原理,一块低渗透储层岩样的T2弛豫时间谱,大庆低渗透岩心可动流体与渗透率的关系,不同油田低渗透油藏可动流体饱和度相差较大。即使层位相同，处于不同油田的低渗透油藏可动流体饱和度不同。,长庆油田,大庆油田,可动流体饱和度特征,渗透率相近的油藏比表面不同，液体和固体之间的作用力差异大，可动流体饱和度差异显著。可动流体饱和度不同，对有效渗流的空间影响程度不同，导致最终的渗流能力迥异。,可动流体饱和度与驱油效率的关系,渗透率与驱油效率关系曲线 可动流体饱和度与驱油效率关系曲线,总体趋势：升高,低渗透段：波动,证明了可动流体饱和度比渗透率参数更能反映储层开发潜力大小,低渗透储特征及渗流能力评价,恒速压汞孔喉分析技术核磁共振可动流体饱和度粘土分析及对储层渗流能力影响启动压力梯度,认识储层是合理高效开发低渗透油藏的基础,存储和渗流空间,固液作用强度,渗流规律特征,影响储渗固液作用,粘土含量影响储层有效渗透率,由于孔喉表面粘土分布差异，比表面不同，固液作用差别大，被束缚的水膜厚度不同，导致最终液相参与渗流的有效渗流空间大小存在较大的差异，因此渗流能力差异很大。,大庆和长庆粘土含量类型不同，含量差异大，是两个油区开发难度差异的一个重要原因。粘土含量甚至可能成为开发方式决定性因素。海拉尔,低渗透储特征及渗流能力评价,恒速压汞孔喉分析技术核磁共振可动流体饱和度粘土分析及对储层渗流能力影响启动压力梯度,认识储层是合理高效开发低渗透油藏的基础,存储和渗流空间,固液作用强度,渗流规律特征,影响储渗固液作用,储层渗流特征,低渗透储层渗流典型实验曲线：在低速渗流阶段呈现强烈的非线性。,拟启动压力梯度,启动压力梯度越大的油田越难开发,启动压力梯度是储层渗流能力的重要表征参数，启动压力梯度越大，渗流能力越弱。长庆、新疆、大庆油区相同渗透率的低渗透油藏启动压力梯度差异大，特别是大庆油田，比长庆和新疆大一个数量级，开发难度最大,低渗透储层评价参数体系,主流喉道半径可动流体饱和度启动压力梯度粘土类型及含量原油粘度,五个参数是决定低渗透储层渗流能力和开发潜力的因素，低渗透油藏评价不能仅仅关注储量的大小，更应该关注渗流能力和开发潜力,低渗透油藏综合评价,有效厚度有效厚度（砂岩）钻遇率 有效孔隙度砂体面积或延伸长度非均质性,+,渗透率主流喉道半径可动流体饱和度启动压力梯度原油粘度粘土类型及含量,可采储量,渗流能力和开发潜力,不同开发潜力的储量,由8个参数变成11个参数,长庆区块分类结果,大庆区块分类结果,不同油区分类对比,一类：能有效开发，二类：已经攻克，三类：正在攻关，四类：尚须努力攻克,评价结果与开发效果吻合,庄9,吴410,沿25,耿40,庄19,庄40,汇报提纲,基本概况低渗透油藏有效储层评价及高效开发技术低渗透储特征及开发潜力评价低渗透油藏渗流理论低渗透油藏补充能量方式优选低渗透油藏补充能量有效性评价建立有效驱动的井网井距优化低阻油藏识别技术,低渗透油藏渗流主要发生在非线性段,常规低渗透油藏（10-50md）渗流可以达到拟线性渗流段。,特低渗透油藏渗流主要发生在非线性渗流段。,以启动压力梯度为标志的非达西渗流规律不能完全体现特低渗透油藏渗流特征,低渗透油藏宏观渗流规律,低渗透油藏各点有效渗透率是压力梯度的函数油藏开发的渗流主要发生在非线性区域,低渗透油藏渗流模型,运动方程,无论喉道半径、边界层以及其他因素，最终都影响有效渗流的喉道半径在宏观上表现为储层对流体的通过能力不再是一个常数,渗流能力修正系数,0 1,建立了非线性渗流模拟技术,达西渗流压力场,非线性渗流压力场,按照达西渗流理论，注水对油藏压力补给能力较强，地层压力较高。按照非线性渗流理论，注水对油藏压力补给能力较弱，难以建立有效驱动,T=3个月,T=3个月,非线性渗流渗透率场适合特低渗透油藏,非线性渗流,非线性渗流,300米（东16，365天）300米（东16，3650天）100米（东16，3650天）,300米（树322，365天）300米（树322，3650天）100米（树322，3650天）,两个特低渗透研究区块流体流动渗流区域对比,非线性渗流理论在井网优化中的应用,东16（6md）和树322（1md）渗流区域对比,100米,200米,300米,东16区块模拟时间为365天时不同井距的压力梯度分布平面图,东16区块不同井距压力梯度特征,100米井距进行开发过程中水驱见效快，剩余油分布面积最小，开发效果最好。因此，缩小井排距是提高特低渗透油田开发效果的有效途径。,非线性渗流理论在井网优化中的应用,汇报提纲,基本概况低渗透油藏有效储层评价及高效开发技术低渗透储特征及开发潜力评价低渗透油藏渗流理论低渗透油藏补充能量方式优选低渗透油藏补充能量有效性评价建立有效驱动的井网井距优化低阻油藏识别技术,补充能量方式选择,以储层评价为基础，评价储层渗流能力，为注水/注气方式选择奠定基础注水：油藏注水适应性（粘土、裂缝）水质控制标准注气：渗透率低到一定程度，注水困难水敏严重，不宜注水,水质不匹配引起的储层伤害华北油田泉58断块,蒙脱石和伊利石含量大于60高岭石主要填充在孔道中间纤维状蒙脱石以桥状架在孔隙、喉道中间，增加迂曲度中等偏强到强水敏,水质不匹配引起的储层伤害华北油田泉58断块,注水引起粘土矿物水化，堵塞孔喉，19口水井，躺下17口,水质不匹配引起的储层伤害华北油田泉58块,改善注入水性能后的评价结果,对于水敏性油藏，储层保护应当放在首要地位，一旦发生敏感，难以恢复,储层水质对注水开发的影响,机杂粒径堵塞理论：1/31/7定律目前通行水质标准：机杂2微米,加拿大、美国多数石油公司认为,低渗透油田注入水悬浮固体含量应小于1.0mg/L,粒径小于平均孔喉直径的1/10（要求较高）沙特油田水中悬浮固体含量小于2mg/L，颗粒粒径小于4m 前苏联要求水中含油量小于0.5mg/L，悬浮固体含量小于1mg/L，颗粒粒径小于 1.0m（要求较高）阿联酋要求水中悬浮物固体含量小于0.2g/L,颗粒粒径小于2m 中国石油天然气总公司行业标准：注入层渗透率小于100md时要求注入水质精细处理,水质达到A1-A3级，主要指标：悬浮物含量3mg/l，悬浮 物颗粒粒径2m，含油污量8mg/l,国内外对低渗透油田注入水水质指标的要求,注入水水质对注水压力的影响,0.285mD,2.280mD,悬浮颗粒,0.172mD,0.910mD,油 污,0.378mD,1.530mD,结 垢,汇报提纲,基本概况低渗透油藏有效储层评价及高效开发技术低渗透储特征及开发潜力评价低渗透油藏渗流理论低渗透油藏补充能量方式优选低渗透油藏补充能量有效性评价建立有效驱动的井网井距优化低阻油藏识别技术,有效驱动压力系统定义,对于给定油藏（K，H，），注水压力供给能满足一定的产量对压力的需求的注采系统影响因素：除了储层物性因素，人为因素包括井网、井距、压裂规模、注采压力、期望产量,有效驱动压力系统概念,评价指标：Csq=Ap/Qs，其中A是与储层、流体、井网有关的系数；评价方法：针对不同开发方式油藏，构造有效性评价参数Csq，使Csq1则有效；不同的井网类型、开发方式评价参数表达式不同。,极限排距,压裂规模,产能,压力系统,Csq1,有效压力系统的意义,水敏性油藏，初期可能满足有效性，如果储层被伤害，后期可能满足不了有效性,假设：采油井定产生产，注水井定压注入；流动分三部分：中间的单向流和两侧的径向流；,有效压力系统评价指标,压裂井网评价-五点井网,新疆乌尔禾不同渗透率级别有效排距-k=0.5mD,长庆庄9、19、40、沿25、吴410极限排距,汇报提纲,基本概况低渗透油藏有效储层评价及高效开发技术低渗透储特征及开发潜力评价低渗透油藏渗流理论低渗透油藏补充能量方式优选低渗透油藏补充能量有效性评价建立有效驱动的井网井距优化低阻油藏识别技术,井网优化,原则满足有效驱动压力系统（井网井距、压裂规模）与储层天然裂缝适配与最大主应力方向匹配尽量提高采油速度利于后期调整,井距偏大，部分低渗透油田水驱控制程度低，水驱效果差 注采开发井网与裂缝系统的配置仍不尽合理，在开发过程中方向性见水严重，水驱波及程度差。平面注水波及状况很不均衡，在生产井排附近存在比较多 的剩余油。,已开发区块注采井网系统存在的问题,井网优化：由正方形井网演变为矩形井网、菱形井网，提高了采收率，但井距、排距等参数对低/特低渗油藏的适应性需进一步提高。,井排与裂缝方向错开22.5布井,井网系统发展过程,井网优化实例,长庆白马井网部署菱形反九点井网井排距比为540:150,针对长庆特低渗透油藏，缩小排距以建立有效驱动压力系统，菱形井网是较好的井网模式,井网优化实例,西峰油田不同物性油藏井排距优化菱形反九点,汇报提纲,基本概况低渗透油藏有效储层评价及高效开发技术低渗透储特征及开发潜力评价低渗透油藏渗流理论低渗透油藏补充能量方式优选低渗透油藏补充能量有效性评价建立有效驱动的井网井距优化水淹程度评价及低阻油藏识别技术,核磁共振测试水洗程度原理,一块低渗透储层岩样的T2弛豫时间谱,分析T2谱的变化特征，可以准确分析储层含油饱和度变化程度，计算水洗程度,核磁共振含油饱和度及水淹程度分析方法,如果有新钻的检查井，并取芯，在全直径岩心中心部位取一小块岩心，进行三次核磁共振测量，可以确定目前该部位的含油饱和度是多少，含水饱和度中有多少是注水的贡献，从而确定水淹程度。从油层顶部开始间隔取样，测试结果可以绘出纵向含油饱和度柱状图、水淹程度柱状图。这样可直观认识地层中的储量动用程度、剩余油在层位上的分布。,大庆检103井(含油、水淹程度定量检测),孔隙度：18.7%渗透率：16.2mD目前含油饱和度：45.2%水淹程度：20.27%,孔隙度：22.3%渗透率：232mD含油饱和度：31.7%水淹程度：48.3%,大庆研究实例,低阻油藏识别技术,江苏低阻油层判断：一个层含油饱和度虽然较低（约40%），判断为纯油层。另一个层虽然含油饱和度接近，判断油水同产。开发结果证实核磁共振测试分析结果。,低阻油藏越来越多，是经常遇到的问题。相同含水饱和度的油藏，开发时可能产纯油，可能油水同产。如何识别油水层，是寻找到有效储层的关键。,江苏油田一口井(低阻油层),核磁共振岩心分析含油与上面层相近，但水大部分可动，会油水同产。压裂后含水较高。,核磁共振岩心分析含油饱和度虽然低，但水全是束缚水，建议压裂，压裂后证实产纯油。,结束语,低渗透油藏储层复杂，必须深入认识储层特征，渗流能力和渗流规律。低渗透油藏补充能量方式必须与油藏相适应。井网井距以实现有效驱动压力系统为前提，才能真正满足采收率高、采油速度高的原则。同时要考虑井网与人工裂缝、天然裂缝的适配性核磁共振技术是低阻油藏识别和水淹程度分析的特殊有效手段,敬请各位领导专家批评指正！谢谢大家！,