低滲透復雜油藏滲流理論基礎

前言

陜西延長油田是我國陸上油田的重要組成部分。延長石油累計探明的石油地質儲量13.89×10。t，分布在鄂爾多斯盆地陜北斜坡構造帶。其油層孔隙度一般為9％～11％，平均10％；滲透率為o.1～10×10～m。，平均2.3×10。，其中滲透率小于1×10q／m2占到總探明儲量的60％。延長石油采收率現標定為11.23％，與國內低滲透砂巖油藏的平均采收率23.3％、國外低滲透砂巖油藏平均采收率22.5％～31.3％相比差距較大。近十余年來，在我國陸上油田新增的原油探明儲量中，低滲透油藏所占的比例急劇增大，預計很快會達到40％左右。因此，今后我國陸上油田增儲增產的潛力主要是低滲透油藏。低滲透油藏開發(fā)普遍存在的問題是注水開采效果差、采收率低。延長油礦有相當一部分儲層屬于低滲透和超低滲透儲層，這些儲層的原油儲量很可觀，是延長油礦接替儲量的主要潛力。為使采收率接近國內低滲透油田開發(fā)水平，即采收率達到20％左右，形成一套超低滲油藏（滲透率小于1×10_。弘m。）經濟開發(fā)模式，為國內超低滲油藏的經濟合理開發(fā)做好技術儲備。因此，開展這類油藏提高采收率技術的研究，對于油田的長遠發(fā)展更具有十分重要的意義。.低滲透油藏開發(fā)普遍存在的問題是注水開采效果差、采收率低。與中高滲透油藏相比，低滲透油藏提高采收率的技術難度更大，其表現主要表現在注入困難、致密孔隙介質中的殘余油難以被驅動采油技術成本限制嚴格。由于低滲透油藏提高采收率的特殊性和高難度，現有的適合于中、高滲透油藏的提高采收率技術一般都不適用于低滲透油藏，我們需要研究開發(fā)新的低滲透油藏開采技術。針對這一問題，陜西延長石油（集團）有限責任公司和大專院校、科研單位一起承擔了“十一五”期間國家科技支撐計劃項目“低滲一超低滲油田高效增產改造和提高采收率技術與產業(yè)化示范”，對延長油田的特低／超低滲透油藏注水開發(fā)方式優(yōu)化，低（超低）滲透油藏氣驅可行性及先導試驗，低滲一超低滲透油藏復雜結構井開采工藝技術等方面展開研究。油藏的開發(fā)過程是一個多相流體（油、氣、水）的滲流過程。多相流體滲流的物理特征表現為，復雜油藏儲層中的多相流體在流動過程中與儲層中的固形體（多孔介質或巖石）發(fā)生作用。界面吸附、界面浸潤、毛細現象等界面現象，影響多相流體在固形體中的分布、流動與滲透率。滲流理論是復雜油藏開發(fā)的基礎理論。自從1856年建立了多孔介質線性滲流定律以來，它一直作為基本定律被廣泛運用于石油天然氣領域。然而，在實際工程中有許多情況涉及非線性滲流。

內容概要

本書內容涉及滲流的基本概念；多相流體的滲流規(guī)律；啟動壓力梯度；油氣滲流的數學模型；油水在多孔介質中的滲流特性；復雜井網中多相滲流特性；水平井，斜井，直井中的滲流特性和提高原油采收率等；也總結了延長油田的特低／超低滲透油藏注水開發(fā)方式優(yōu)化，低（超低）滲透油藏氣驅可行性及先導試驗，低滲一超低滲透油藏復雜結構井開采工藝技術等方面的一些研究成果。
本書以低滲透和特低滲透油層開發(fā)為基礎，對油藏儲層滲流規(guī)律和基本理論進行了比較系統(tǒng)的研究，并對提高低滲透和特低滲透油層原油采收率提出新穎的方法。
本書可作為大學動力工程、多相流流動和傳熱、石油工程等專業(yè)本科生、研究生參考資料，也適合油田工程專業(yè)技術人員參考。

作者簡介

楊悅，男。生于1969年，現任延長油田股份有限公司副總經理、總工程師。2007年獲得石油與天然氣開采工程專業(yè)碩士學位，目前在西南石油大學攻讀石油與天然氣開采工程博士學位。

書籍目錄

第1章  滲流的基本概念
  1.1  低滲透油氣層
  1.2  儲層的孔隙結構及孔隙性
  1.3  滲流力學基礎
  1.4  滲流基本規(guī)律
  1.5  特低滲透油氣層的滲流特性
  1.6  兩相滲流特性
  1.7  啟動壓力特性
  1.8  滲透率的理論分析
第2章  多相流體的滲流規(guī)律
  2.1  界面張力
  2.2  界面吸附現象
  2.3  濕潤性
  2.4  毛細管壓力
  2.5  界面粘度
  2.6  油水粘度
第3章  啟動壓力梯度研究
  3.1  液體相啟動壓力梯度
  3.2  氣體相啟動壓力梯度
  3.3  兩相啟動壓力梯度模型
第4章  油氣滲流的數學模型
  4.1  裂縫與水平井油水兩相流模型研究
  4.2  油水兩相水平圓管和矩形裂縫摩擦阻力壓力降
  4.3  實驗結果分析
第5章  油水在多孔介質中的滲流特性
  5.1  實驗裝置
  5.2  單相油、水的滲流流動
  5.3  油水兩相滲流流動
  5.4  低滲透油藏油水相對滲透率曲線特征
  5.5  低滲透油藏非線性滲流和水驅油研究
  5.6  低滲透多孔介質內水驅油特性研究
第6章  復雜井網中多相滲流特性
  6.1  實驗系統(tǒng)和實驗方法
  6.2  復雜油藏。中多維定常滲流特征研究
  6.3  合理開發(fā)井網及加密井部署研究
第7章  水平井、斜井、直井中的滲流特性
  7.1  均質條件下水平井油水相互驅替實驗結果及分析
  7.2  非均質條件下水平井油水相互驅替實驗結果及分析
  7.3  均質條件下斜井油水相互驅替實驗結果及分析
  7.4  均質條件下直井油水相互驅替實驗結果及分析
  7.5  均質條件下水平井、斜井、直井油水相互驅替實驗結果比較
  7.6  注水水平井開發(fā)油藏技術
第8章  提高原油采收率
  8.1  提高原油采收率的基本概念
  8.2  影響采收率的因素
  8.3  提高采收率的措施
  8.4  低滲透油藏注氣提高采收率
  8.5  表面活性劑驅油提高采收率
  8.6  堿水驅油提高采收率
  8.7  堿性水回注提高采油率
參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：（2）滲流規(guī)律不遵循達西定律，具有啟動壓力梯度低滲透儲層由于孔喉細小、比表面積和原油邊界層厚度大、賈敏效應和表面分子力作用強烈，其滲流規(guī)律不遵循達西定律，具有非達西型滲流特征。滲流直線段的延長線不通過坐標原點（達西型滲流通過坐標原點），而與壓力梯度軸相交，其交點即為啟動壓力梯度，滲透率越低，啟動壓力梯度越大。（3）彈性能量小，利用天然能量方式開采其壓力和產量下降快低滲透油田由于儲層連通性差、滲流阻力大，一般邊、底水都不活躍，彈性能量很小。除少數異常高壓油田外，彈性階段采收率只有1％～2％。在消耗天然能量方式開采條件下，地層壓力大幅度下降，油田產量急劇遞減，生產管理都非常被動。（4）產油能力和吸水能力低，油井見注水效果緩慢低滲透油層一般都要經過壓裂改造后才能正式投入生產，但生產能力也都很低，采油指數一般只有1～2t／（MPa·d），相當于中、高滲透油層的幾十分之一。低滲透油層注水井不僅吸水能力低，而且啟動壓力高，注水井附近地層壓力上升很快，甚至井口壓力和泵壓達到平衡而停止吸水。不少油田的注水井因注不進水而被迫關井停注，或轉為間歇注水。由于低滲透層滲流阻力大，大部分能量都消耗在注水井周圍，油井見注水效果程度差。在250～300m井距條件下，一般注水半年至一年后油井才能見到注水效果，見效后油井壓力、產量相對保持穩(wěn)定，上升現象很不明顯。（5）油井見水后產液（油）指數大幅度下降由于油水粘度比和巖石潤濕性等多種因素的影響，低滲透油井見水后產液（油）指數大幅度下降。當含水達到50％～60％時，無因次產液指數最低，只有0.4左右，無因次采油指數更低，只有0.15左右。對油井見水后的提液和穩(wěn)產造成極大困難。（6）裂縫性低滲透砂巖油田沿裂縫方向油井水竄、水淹嚴重我國帶裂縫的砂巖油田其基質巖塊絕大多數都是低滲透油層，構成裂縫性低滲透砂巖油田。這類油田注水井吸水能力高，沿裂縫方向的油井水竄、水淹現象十分嚴重。有的油田在注水井投注幾天甚至幾小時后，相鄰的油井即遭到暴性水淹。但裂縫具有雙重作用，調整、控制得當，也可取得較好的開發(fā)效果。（7）地應力對開發(fā)效果具有重要的影響低滲透油田通常進行壓裂開發(fā)，地應力的大小和方向在很大程度上制約著壓裂裂縫的形狀和延伸方向。故開發(fā)方案必須考慮地應力的作用和影響。3.我國低滲透油田開發(fā)的主要措施（1）優(yōu)選富集區(qū)塊我國不少低滲透油田含油面積很大，但油層有效厚度較小，單位面積的儲量較少。利用三維地震和鉆探試油資料進行早期的油藏描述，預測巖石發(fā)育區(qū)帶，掌握油水變化規(guī)律，優(yōu)選油層比較發(fā)育、儲量豐度較高的有利區(qū)塊首先投入開發(fā)，取得成功經驗和經濟效益后再逐步滾動、擴大開發(fā)規(guī)模。

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《低滲透復雜油藏滲流理論基礎》由西安交通大學出版社出版。

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