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低渗油藏渗流特征分析与调整对策

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谢雪莹+刘伟+万洪波+耿鹏鹏+李国强

摘要：近年来低渗透油气藏已成为增储的基础资源，然而低渗透油藏的非线性渗流的影响因素、渗流规律的研究是目前低渗油藏的开发的关键。低渗透油藏由于渗透率低，孔隙结构复杂，渗流环境复杂，因而其油、水渗流特点、规律要比中高渗透储层复杂得多。油田开发实践表明：与中高渗油田相比，低渗透油田在开发效果上存在很大差异。其原因在于低渗透油气藏渗流规律有着不同于中高渗油气藏渗流规律的特殊性，二者在油田开发效果上存在的差异正是这种渗流规律的特殊性引起的。因此，必须加快特低渗油气藏渗流机理研究，为低渗油气藏稳产增产奠定基础。

关键词：非线性渗流；低渗透油藏；耦合作用；稳产增产

低渗透油藏由于渗透率低，孔隙结构复杂，渗流环境复杂，因而其油、水渗流特点、规律要比中高渗透储层复杂得多。油田开发实践表明：与中高渗油田相比，低渗透油田在开发效果上存在很大差异。因此，必须加快特低渗油气藏渗流机理研究，为低渗油气藏稳产增奠定基础。由于低渗透油藏的特异性，使得低渗油藏的开发具有一定的难度，因此许多专家和研究人员对低渗的渗流机理和开发做了大量的实验和实际研究。油藏岩石和流体的物性参数是油藏开发研究的基础，对于特低渗油藏具有物性复杂、渗流规律异常的特点，且低渗油气藏的开发没有同一固定的标准，使得实验数据的可靠性得不到保证，且大量低渗油藏开发的疑难问题尚未解决。本文通过文献的调研，总结国内外近年来开发实验室对低渗和特低渗岩心样品的测量方法和技术，归纳了实验测试结果，并提出了一些解决方案。

1低渗油气藏非线性渗流的影响因素

①低渗透的非达西渗流现象，不仅是岩石孔隙结构的影响，而且也与岩石各相间的表面性质、有效压应力、储层比表面积作用、流体本身的流变性质及岩石流体的耦合作用有关。②低渗油藏弹性能量小、油层孔喉细小、产油能力低、油井见注水效果缓慢、具有启动压力梯度等特点，对此特征我国各个油田研究出了相應的合理开采方案（控时注水、精布井网、注气开采、合理压裂）使得低渗油藏的开发得到进一步发展。达西定律作为一个基本定律一直被广泛的应用于油藏工程计算中，然而在生产实践中很多情况下涉及非达西渗流问题。当流体渗流速度很低或很高时，流体渗流规律会偏离达西线性渗流规律。在低渗透油气田开发中，流体渗流会出现低速非达西渗流，典型的非达西渗流曲线如图1所示。这种非达西渗流的特征是：当压力梯度小于某一个值时，流体不会流动，这样就会存在一个小于最小启动压力梯度A的静止区、大于最大启动压力梯度C的线性渗流区和二者之间的非线性区。

曲线中，A点对应的压力梯度为最小启动压力梯度，压力梯度小于此点对应的值，流体不流动；C点对应的压力梯度为最大启动压力梯度，压力梯度大于此点对应的值，渗流呈现线性渗流（EF段）；B点为直线段EF的延长线与压力梯度轴的交点，称为拟启动压力梯度。

综合前人的研究成果，对低渗透砂岩储层的渗流特点总结如下：（1）渗流时存在启动压力梯度；（2）在一定驱替压力梯度范围内，渗流规律呈非线性特征、岩石的渗透率不是常数，随压力梯度变化；（3）当驱替压力梯度大于一定值后，渗流规律呈拟线性渗流特征，并且线性段的延长线不过坐标原点；（4）低渗透砂岩储层中流体流动的横截面积是可变的。

2低渗油藏开发对策研究现状

2.1合理井距。由于低渗透油田压力波传播时间与压力梯度密切相关，注水见效时间与启动压力梯度成正比与井距的立方成正比。目前低渗油田普遍存在着注水井注不进水，形成高压区；采油井降为低压区，采不出油，油田生产形势被动。解决这一矛盾的重点是适当缩小井距，合理增大井网密度。研究表明，影响低渗储层驱替压力系统建立的最主要因素是启动压力梯度。因此在GGY油田低渗透油藏的开发中应适当缩小注采井距提高驱替压力梯度，采取整体压裂措施减小启动压力梯度。

2.2合理注入压力。对于一般低渗油田为了恢复地层压力提高油井产量和改善油田开发效果，注水压力可以适当提高，但注入压力不能高于能够诱发导管能够变形或者断挫的临界压力，以防止大量生产套管损坏和油井暴性水淹等严重问题。刘露等针对低渗透油藏特殊的渗流规律，通过岩心驱替实验，研究低渗透储层的启动压力梯度及注水压力变化规律，结果表明：启动压力梯度过高，注水困难，随岩心渗透率的增大，注水压力梯度与油层突破压力梯度降低，而注水压力梯度随注入量的增加而增大，因此降压增注是高效开发低渗油田的重要方法。

2.3压裂开发技术研究。目前针对低渗油藏的压裂工艺技术有：限流法完井压裂工艺技术、投球发法多层压裂技术、封隔器多层分层压力技术，CO2压裂工艺技术、高能气体压裂、复合压裂工艺技术等。李忠兴通过深入研究超低渗透油藏渗流特征，定量描述了动压力梯度和压力敏感系数的非线性变化规律，研究并试验了以前