第7章非常规油气

第七章 非常规油气
第1页
第七章 非常规油气
主要内容
第一节 低渗透油藏开发 第二节 致密气藏开发 第三节 页岩气藏开发 第四节 煤层气藏开发
第2页
第一节 低渗透低渗透油田开发基本原则和部署 3. 开发低渗透油田的主要工艺技术
第3页
第一节 低渗透油藏开发
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。
7.7
10.4 6.4
投产时间(年.月) 1991.6 1991.6 1991.6 1991.9 1991.5 1991.6 1991.6 1991.6
初期
日产油(t)
采油强度 (t/(d.m))
13.3 1.9
13.4 0.53
10.9 0.32
11.3 0.39
转注时 (1991)
日产油(t)
采油强度 (t/(d.m))
6 0.18
8.2 0.28 8.7 0.3
7 0.24
4.8 0.21 4.8 0.21 4.5 0.2
5.9 0.68
7 0.8 6 0.69
2.5 0.24 6.22 0.31 1.6 0.15
4.1 0.19 6.1 0.28 5.6 0.25
该井区油井见效时间6个月，见效后平均最高产量只有投产初期的72.6%。
我国低渗透油田计算的平均弹性采收率为3.2%， 平均溶解气采收率13.9%。
1.低渗透油藏开发特征
1.3 注水井吸水能力低，启动压力和注水压力高
渤南油田注水数据表
1980 1981
注水井数（口） 17 19
注水井泵压(Mpa) 17 18
注水井口压力(Mpa) 15.5 16.5
平均单井日注水量(m3) 128 111
1.低渗透油藏开发特征
1.1 自然产能低，生产压差大，压裂后增产幅度大
低渗透油田油井生产能力数据表
油田
开采层位
有效厚 度(m)
榆树林 扶、杨 14
空气渗透率 (×10-3μm2)
2.26
产油量 (t/d) 0.86
单井自然产能 生产压差 采油强度
(Mpa) (t/d.m) 0.06
新立 扶、杨 9.2
根据国内一些低渗透油田的统计，在依靠天然能量开采阶 段，产油量年递减率一般在25-45%之间，最高可达60%，地层 压力下降快，每采出1%的地质储量，地层压力下降3.2-4MPa。
1.低渗透油藏开发特征
低渗透油田压力、产量变化数据表
油田
开采层位
产油量年递 采1%地质储量压力 减率(%) 下降值(MPa)
1.低渗透油藏开发特征
榆树林油田32井区油井见效情况表
树61-621 树61-622 树32 树61-62 树59-60 树60-63 树61-64 树61-65
有效厚度(m)
12.2 25.4 33.7 28.9 22.4
8.7
10.4
22
连通厚度(m)
12.2 16.2 27.3 25.2 10.8
低渗透油田注水井吸水能力低的原因： 1、油层渗透率低； 2、注采井距偏大； 3、油层受伤害、污染及堵塞。
1.低渗透油藏开发特征
注采井距偏大、油层连通性差，则注水井的能量 （压力）难以传递、扩散出去，致使注水井井底附近压力 蹩得很高。这类注水井的指示曲线一般是平行上移，斜率 不变，说明吸水指数并未降低，主要是驱动压力升高，有 效的注水压差减小，导致注水井吸水量低。
第一节 低渗透油藏开发
④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%。
第一节 低渗透油藏开发
低渗透油田指储层渗透率介于0.1～50×10-3m2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
第一节 低渗透油藏开发
低渗透油田的分类
类型
中低渗透 一般 低渗透
特低渗透
超低渗透
渗透率 (×103μm2) 50-100 10-50
1992.6 1993.1
见效期 最高时 稳定时
日产油(t) 采油强度 (t/(d.m)) 日产油(t) 采油强度 (t/(d.m)) 日产油(t) 采油强度 (t/(d.m))
9.5 0.78 11.6 0.95
9 0.74
8 0.31 12.2 0.48
12 0.47
6.2 0.18 8.2 0.24
1.低渗透油藏开发特征
榆树林油田油井见效情况表
区块
注水时机
油井数 见效井数 见效比例
1.低渗透油藏开发特征
油井注水见效的早晚除了与注采井距有关外，还与投注时 间、注水强度、注采比和油层连通程度等有关。
根据榆树林油田不同注水时间、不同注水强度条件下油井 见效快慢和效果程度的现场试验：早期（同步）注水区块见效 时间快、见效井比例大，产量恢复程度高；晚注水区块见效时 间慢，见效井比例小，产量恢复程度低。注水强度大、注采比 高的区块，见效状况好。
濮城
沙三上5-10
4
1.低渗透油藏开发特征
榆树林油田东区产量递减曲线
地层压力在投产后 的3个月内，从19.76MPa 下降到16.29MPa ，日产 油从平均8.5t下降到平 均5.5t；动液面从1514m 上升到1728m。
1.低渗透油藏开发特征
低渗透油田依靠天然能量开采，一次采收率低。 据美国和加拿大50个低渗透油田的统计，在渗透率分 别为100-50×10-3m2，50-10×10-3m2和小于10×103m2时，相应的采收率分别为14.9%、14.8%和13.1%。
6.2
12.5 16.38 0.475
米采油指数 (t/d.Mpa.m)
0.025 0.12
0.081
0.029
压裂后单井产能
产油量 生产压差 采油强度 米采油指数
(t/d) (Mpa) (t/d.m) (t/d.Mpa.m)
9-10.1
0.61-0.65
9.7
11.04
0.71
0.095
13.9 6.25
低渗透油田的定义
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100×10-3m2的油田算作低渗透油田。 罗蜇谭、王允诚（1986）将渗透率小于100×10-3m2的油层划分为低渗透 油层。 严衡文等（1993）将渗透率为10-100×10-3m2的储层划分为低渗透储层， 0.1-10×10-3m2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10-100×10-3m2，小于 10×10-3m2为特低渗透油田。
备注
新民 扶余、杨大城子 60
4.89
生产1年产量下降2/3 ，压力下降50%
安塞
长6
25.8-32.2
3.94
榆树林 扶余、杨大城子 67-67
沈95断块
沙三
28.7
克拉玛依八区 乌尔禾
45.4
新井投产6-8月产量下 降55%
高尚堡30断块
沙三
44.2
2.75
尕斯库勒
E31
35
纯化
沙二上、沙四
3.52 3.19
⑤油藏类型以构造岩性油藏为主 ⑥储集的原油品质较好
1.低渗透油藏开发特征
1. 低渗透油田开发特征
1) 自然产能低，生产压差大，压裂后增产幅度大 2) 消耗方式下开发，产量递减快，压力下降快，一次采收率低 3) 注水井吸水能力低，启动压力和注水压力高 4) 油井见注水效果缓慢 5) 裂缝性低渗透砂岩油田注水井吸水能力强，油井水窜严重 6) 见水后采油指数下降，稳产难度很大 7) 原油粘度低，低含水阶段含水上升较慢
1-10
0.1-1
生产特征
实例
产能不需压裂也可达到工业标准。
－
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。
－
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。
基本无自然产能，仅在特殊条件下方 可开采。
长庆油田 大庆榆树林油田 吉林新民油田
延长油矿的川口 油田
1.低渗透油藏开发特征
1.3 注水井吸水能力低，启动压力和注水压力高
注入水质不合格或者作业压井液不合格、不配伍，会污染和堵塞油 层，也降低注水量。这类井的指示曲线一般是斜率增大，表示吸水指数 下降。针对造成的油层伤害，应采取相应的解堵措施，恢复和提高注水 井吸水能力。
辽河油田静安堡油田沈95断块，油层粘土含量高，注入水质不合格， 含铁、含油严重超标，结构严重，导致注水压力升高，吸水能力降低。 1990年转注9口井中2口井长期注不进水，7口井初期在注水压力16MPa下， 日注水仅70-100m3，2-3个月后，日注水降为50m3，注入压力增至20MPa。 1991年采取解堵，注热水，并挤防膨剂进行先期处理后，注水问题得到 解决。
7.4 6.4
1988 150 25 22.3 121
5.4
1989 180 26 24 129
5.4
1990 199 26 24.2 121
5
1.低渗透油藏开发特征
注水压力(Mpa)
启动压力(Mpa)
单井日注水量 (m3)
吸水指数 (m3/(d.Mpa))
某低渗油田历年注水状况数据表
1997 8.2 7.7
1998 9.9 8.7
1999 2000 2001 11 11.2 11.6 9.2 9.6 9.6
2002 11.1 9.8
2003 11.4
10
74 72 68 73 73 63 51
72 64 59 57 54 56 58
2004 11.5 10.5
52
50
2005 12.2 10.8
46
54
8.3
7.5
8.4 9.5
0.68 0.3 0.25 0.33
投产时间(年.月) 1991.12 1991.12 1992.8 1992.1
10.3 0.5 7.6 0.34 1993.1
10.8 1.24 8.1 0.98 1992.4
4.9 10.1
0.47 0.46
1.7
6.5
0.16 0.29
1.低渗透油藏开发特征
1.4 油井见注水效果缓慢，压力、产量变化不如中高渗油 层敏感
低渗透油层渗流阻力大，注水井到油井间的压力消耗 大，注水井作用给油井的能量就很有效，因此见注水效果 时间晚，见效后压力、产量恢复幅度不大。
根据鄯善、榆树林、安塞、老君庙M层和新立等油田 的统计，在井距250-300m条件下，油井一般在注水后6个 月左右开始见效。
2.79
0.174
4.3
0.43
29.2
16.7
27.7
15.2
3.6
3.2
0.346
0.108
22.9 6.13
0.87
0.142
低渗透油层在经过压裂后，增产幅度较大
1.低渗透油藏开发特征
1.2 采用消耗方式开发，产量递减快，压力下降快，一次 采收率低
低渗透油田一般边底水都不活跃，天然能量不充足，再加 渗流阻力大，能量消耗快，采用自然消耗方式开采，产量递减 快，地层压力下降快，一次采收率低。
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。
第一节 低渗透油藏开发
我国低渗透油藏的特点 ①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。
6.5
2.6 11.26 0.196
乾安 高、葡 7.6
5.48
6.4
7.02
0.6
新民 扶、杨 9.9
7.4
0
渤南 沙二、三 9-35
50.7
3.8
桩74块 沙三下 24.9
6.1
2.1
濮城 沙三上 10.86
16.4
8
9
0.736
卫城 沙四 26.9
2.8
4.4
安塞 长6 10.4
2.2
0
鄯善 三间房 26.3
视吸水指数 [m3/(d·Mpa)]
8.3 6.7
1982 1983 1984 1985 23 23 24 29 19 18.5 18.5 20
17.9 16.8 18.2 19.3 127 106 151 158
7.1 6.3 8.3 8.2
1986 1987 37 95 21 22
19.2 20.7 143 132