低渗透油藏开发的渗流理论和方法

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1、物理本质和概念模型 2、井网整体压裂基质-裂缝耦合流动理论体系 井网整体压裂基质3、压裂水驱机理和开采数值模拟研究
北京科技大学
低渗透油藏开发的渗流理论
2008
主要内容
四、低渗非达西渗流条件下水平井压裂 技术研究
1、低渗非达西渗流条件下水平井压裂产能预测方法 2、多油层水平井压裂开发优化控制技术 3、水平井压裂裂缝优化模拟技术
2008
30 25 分布频率
4 6 喉道半径/µm 8 10
20 15 10 5 0 0 100 200 孔道半径/µm 300
K=5.58 K=19.30 K=2.83 K=0.09 K=0.22 K=18.80 K=0.39 K=1.50
400
北京科技大学
低渗透油藏开发的渗流理论
2、喉道半径等级划分 、
低渗透油藏开发的渗流理论
2008
一、低渗透油藏储层物性参数特征
1、基本概念、各种分类标准和划分方法 基本概念、
•不同国家和地区对低渗透油田的划分标准并不统一
美国:渗透率≤100×10-3µm2 美国:渗透率 × 前苏联:渗透率为50× 前苏联:渗透率为 ×10-3~100×10-3µm2 × 我国:一般将渗透率在10× 我国:一般将渗透率在 ×10-3~50×10-3µm2的油田称 × 为低渗透油田 ,1×10-3~10×10-3µm2的称为特低渗透 × × 油田,小于1× 油田,小于 ×10-3µm2称为超低渗透油田
Ⅱ类
8063×104t
Ⅲ类 Ⅳ类储层
9507×104t 5729×104t
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低渗透油藏开发的渗流理论
2008
•建议:考虑流体流动特性 建议: 建议
1、可动流体百分数等级划分标准 、 等级 可动流体饱和 度(%) 特高 >65 高 50~65 中 35~50 低 20~35 特低 <20
→需针对低渗透等级划分细化制定标准 需针对低渗透等级划分细化制定标准 等级划分细化
论和技术创新,掌握地质规律,形成一套适合 论和技术创新,掌握地质规律, 我国特低渗透油藏特征的开发理论和技术体系, 我国特低渗透油藏特征的开发理论和技术体系, 使特低渗透油藏的开发获得重大突破。 使特低渗透油藏的开发获得重大突破。将大大 提高我国石油资源的利用率, 提高我国石油资源的利用率,确保我国石油产 量的稳定和增长,维护我国石油安全, 量的稳定和增长,维护我国石油安全,满足国 民经济发展的重大需求。 民经济发展的重大需求。 北京科技大学
北京科技大学
低渗透油藏开发的渗流理论
2008
一、低渗透油藏储层物性参数特征
近年来,随着人们对低渗透油田研究的深入, 近年来,随着人们对低渗透油田研究的深入,从不同的 研究角度,又提出了一些新的划分标准: 研究角度,又提出了一些新的划分标准: 低渗透、特低渗透油藏等的最新分类标准: 低渗透、特低渗透油藏等的最新分类标准: 分类 储集层空气渗透率 高渗透≥ × 高渗透 500×10-3µm2 中渗透: × 中渗透< 中渗透:50×10-3µm2≤中渗透<500×10-3µm2 × 低渗透: × 一般低渗透< × 低渗透:10×10-3µm2 ≤一般低渗透<50×10-3µm2
1×10-3µm2 ≤特低渗透<10×10-3µm2 × 特低渗透< × 超低渗透 <1×10-3µm2 ×
参见:石油天然气行业标准 参见:石油天然气行业标准SY/T 6169-1995油藏分类 油藏分类
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低渗透油藏开发的渗流理论
1、按渗透率分类 、
分 类 渗透率范围 ×10-3µm2 1-10 ×10-3µm2 0.1-1 ×10-3µm2 Ⅰ类:一般 低渗透 Ⅱ类:特低 渗透 Ⅲ类:超低 渗透率
>15
>3
油浸
Ⅱ类:较 较 细喉型
0.15-0.50
10-15
1-3
油斑-油浸 油斑 油浸
Ⅲ类:细 细 喉型
Ⅲ类:粉细 粉细 砂岩 0.1-0.15 8-12 0.2-1.0 油斑-油迹 油斑 油迹
Ⅳ类:致 密型
Ⅳ类:粉 砂岩
北京科技大学
<0.1
<8
<0.2
油迹
低渗透油藏开发的渗流理论
2008
•建议:分类的适用性, 建议:分类的适用性, 建议 细分→流体流动特性 如:渗透率分类→细分 流体流动特性
北京科技大学
低渗透油藏开发的渗流理论
2008
主要内容
五、展望
1、微观结构与宏观渗流过程的深入探索 2、低渗透油藏基质-裂缝-井网整体优化 低渗透油藏基质-裂缝- 开采渗流理论 3、开发低渗和特低渗油藏的有效技术
北京科技大学
低渗透油藏开发的渗流理论
2008


需求:随着我国国民经济稳定增长, 需求:随着我国国民经济稳定增长,石油需求
低渗透油藏开发的渗流理论
2008
低渗透油藏开发的渗流 理论和方法
Theories of Porous Flow in Low Permeability
报告人: 报告人:朱维耀
北京科技大学
低渗透油藏开发的渗流理论
2008
主要内容
概述 一、低渗透油藏储层物性参数特征
1、基本概念、各种分类标准和划分方法 基本概念、 2、地质特征和物性参数特点 3、渗流物理实验技术 4、现有实验技术的不足 北京科技大学
不断增加。是世界上除美国之外的第2 不断增加。是世界上除美国之外的第2大石油消 费国,年进口的原油量已接近国内石油的年产量。 费国,年进口的原油量已接近国内石油的年产量。 由于我国中、高渗透油藏后备石油储量不足,低 由于我国中、高渗透油藏后备石油储量不足, 我国中 不足 渗透特别是特低渗透石油资源开发速度慢 开发速度慢, 渗透特别是特低渗透石油资源开发速度慢,使石 供需矛盾不断加剧, 2006年对外依存度就达 油供需矛盾不断加剧,仅2006年对外依存度就达 47% 据预测到2020年我国将净进口石油2.7亿吨, 2020年我国将净进口石油2.7亿吨 47%,据预测到2020年我国将净进口石油2.7亿吨, 国家面临严峻的石油安全问题!! 国家面临严峻的石油安全问题!! 北京科技大学
低渗透油藏开发的渗流理论
2008
主要内容
二、低渗透油层油水渗流的非线性规律
1、非达西渗流规律的基本特征 2、启动压力梯度 3、非线性渗流规律表达型式 4、岩石物性与渗流特征研究 5、有效驱动的基本理论
北京科技大学
低渗透油藏开发的渗流理论
2008
主要内容
三、低渗透储层井网整体压裂基质-裂缝 低渗透储层井网整体压裂基质耦合流动理论研究
●多属于常规油藏类型,以岩性油藏和构造油藏为主, 多属于常规油藏类型,以岩性油藏和构造油藏为主,
有60%以上的储量存在与上述两种类型的油藏中。 %以上的储量存在与上述两种类型的油藏中。
(2)储层物性差,孔隙度和渗透率低 储层物性差,
%,平均渗透率小于 ●50%的油层孔隙度小于 %,平均渗透率小于 %的油层孔隙度小于10%,平均渗透率小于10mD 的油层占61% 的油层占 %
10-50 通用分类方法: 通用分类方法: Ⅰ类:启动压力梯 度变化率的数 量级是10 量级是 -4 Ⅱ类:启动压力梯 度的变化率的 数量级10 数量级 -3 Ⅲ类:启动压力梯 度的变化率的 数量级10 数量级 -2-101
Ⅳ类:致密 层 Ⅴ类:非常 致密层 Ⅵ类:裂缝 -孔隙 孔隙
0. 1-0. 01 ×10-3µm2 0.01-0.0001 ×10-3µm2 非常致密
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低渗透油藏开发的渗流理论
4、按孔隙结构分类 、
分 类 渗透率范围 分 类 孔吼半 径 (µm) >0.5 孔隙度/% 孔隙度 渗透率 (10-3µm2)
2008
5、岩性、物性、油性、电性综合分析 、岩性、物性、油性、
含油性
Ⅰ类:中 中 喉型
C50>1um, , Ⅰ类:中-细 中细 Smin<10%,粗歪 , 砂岩 孔喉分选性好。 度,孔喉分选性好。 C50为0.1~15um, 为 ~ , Smin为10%~ 为 ~ 20%。较粗 略粗 。较粗-略粗 歪度, 歪度,孔喉分选较 好。 C50为0.1~ 为 ~ 0.01Lm,Smin为 , 为 20%~40%。细歪 ~ 。 分选较差。 度,分选较差。 C50<0.11Lm, , Smi>40%。细歪 。 分选差。 度,分选差。 Ⅱ类:细砂 细砂 岩
2008
开发过程存在许多理论问题
▲多孔介质致密性、非均质、裂缝、耦合 多孔介质致密性、非均质、裂缝、 达西定律的不适用→ ▲达西定律的不适用→流动的非线性 ▲产量预测与实际情况不符 低速非线性渗流-----------启动压力 ●低速非线性渗流------启动压力 储层压力、 ●储层压力、流体对储层物性的敏感性 低渗、 ●低渗、超低渗油层的可动流体 ●储层岩石微观结构与非线性渗流研究 ●流-固耦合、基质-裂缝-井网耦合 固耦合、基质-裂缝- 北京科技大学
关键科学问题: 关键科学问题:
1、储层裂缝识别、预测理论和方法; 储层裂缝识别、预测理论和方法; 非线性渗流机理及复杂渗流理论; 2、非线性渗流机理及复杂渗流理论; 高效注入剂分子设计理论与合成; 3、高效注入剂分子设计理论与合成; 注入介质流动控制理论。 4、注入介质流动控制理论。
北京科技大学
低渗透油藏开发的渗流理论
2、喉道半径等级划分 、
北京科技大学
低渗透油藏开发的渗流理论
2、喉道半径等级划分 、
0.45 0.4 0.35 0.3 分布频率 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0 2 K=5.58 K=19.30 K=2.83 K=0.09 K=0.22 K=18.80 K=0.39 K=1.50
低渗透油藏开发的渗流理论
2008


目标:形成低渗透油藏高效开发和提高采收率理 目标:形成低渗透油藏高效开发和提高采收率理 低渗透油藏高效开发和提高采收率
论及方法、获得巨大经济效益为目标,解决低渗透 论及方法、获得巨大经济效益为目标,解决低渗透 油藏油层非均质性强、渗透率低、 油藏油层非均质性强、渗透率低、裂缝发育复杂等 对提高石油采收率具有挑战性的理论和技术难题 难题。 对提高石油采收率具有挑战性的理论和技术难题。
特低渗透储层分类(细分) 特低渗透储层分类(细分)
分 类 Ⅰ类 渗透率 ≧1.5 1.5 ×10-3µm2 1.5~1.0 ×10-3µm2 1.0~0.5 ×10-3µm2 ﹤0.5 ×10-3µm2 原油流度 ≧0.35 0.35 ×10-3µm2/mPa·s 0.35~0.25 ×10-3µm2/mPa·s 0.25~0.15 ×10-3µm2/mPa·s ﹤0.15 ×10-3µm2/mPa·s 地质储量 5420×104t
60000 50000 40000 30000
21701 24580 43183 37694 37357 29308 24483 19997 13362 15229
20000 10000 0
大庆
新疆
长庆
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吉林 大港 辽河
华北
青海
吐哈
塔里木
冀东
低渗透油藏开发的渗流理论
2008


迫切要求:加速开采特低渗透油藏, 迫切要求:加速开采特低渗透油藏,开展理
低渗透油藏开发的渗流理论
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资源情况:我国石油工业每年探明的石油储
量中,低丰度、低渗透油气田占的比例在 量中,低丰度、低渗透油气田占的比例在50% 以上,而且比例逐年上升。 以上,而且比例逐年上升。
90000 80000 70000
中高渗透 低渗透 84310


地质储量(万吨) 地质储量(万吨)
2008
3、按流度分类 、
分 类 Ⅰ类:称为低 渗透油层 Ⅱ类:称为特 低渗透储 层 Ⅲ类:称为超 低渗透储 层 流度范围 30-50 ×10-3µm2/(mPa·s) 1-30 ×10-3µm2/(mPa·s) ≤1 ×10-3µm2/(mPa·s)
2、按启动压力分类 、
分 类 渗透率范围 8-30 ×10-3µm2 1-8 ×10-3µm2。 0.1-1 ×10-3µm2;
(3)孔喉细小,溶蚀孔发育 孔喉细小,
喉道半径一般小于1.5µm,非有效孔隙体积在整个孔喉 ●喉道半径一般小于 , 体积中所占比例较大,平均 %。 体积中所占比例较大,平均30%。
2008
喉道半径对特低渗透油层流体流动影响巨大! →喉道半径对特低渗透油层流体流动影响巨大!
5 平均喉道半径/ /µm 4 3 2 1 0 0 5 10 15
-wenku.baidu.com 2
20
25
渗透率/10 µm
北京科技大学
低渗透油藏开发的渗流理论
2008
一、低渗透油藏储层物性参数特征
2、地质特征和物性参数特点 (1)油藏类型单一
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