边际油田实现高效开发

2009-12-23　　关键字：　　来源：中国石油石化工程信息网

　　[中国石化报2009年12月21日] 镇泾油田位于鄂尔多斯盆地南部，构造上位于天环凹陷南端，主产主层位为中生界延长组长8油层组，属于典型的超低渗油层，平均渗透率仅0.42毫达西（按照国际标准，渗透率小于50个毫达西的油藏为低渗透。中国的石油科技工作者进一步细分，把小于10个毫达西的油藏称为特低渗透，把小于1个毫达西的油藏称为超低渗透）。

华北分公司在近几年的勘探开发中，借鉴邻区长庆油田的成功经验，结合测录井及试采资料，逐步总结出适合镇泾油田勘探开发系列配套实用技术。他们围绕超前注水、综合治理、优快钻井等方面开展工作，努力实现科学、有效地开发边际油田。

超前注水，让储层激发“旺盛活力”

面对储层物性差、地层压力低、天然能量匮乏以及微裂缝发育等诸多困难，华北分公司以实现有效开发为目标，优选开发区块，实施超前注水先导性试验，让储层激发“旺盛活力”，扩大驱油效率，提高油井产能，努力实现科学、有效地开发边际油田。

在油田注水开发过程中，他们经历3个阶段，即后期、同期和超前注水。上世纪90年代，各油田采用的是后期注水开发方式，即当油井产量下降后，采取注水方式补充地层能量，控制产量递减。这种方法由于注水是在储层能量下降后实施的，油层的孔隙已经缩小，发生部分不可逆变形，此时再补充能量，储层物性无法恢复至初态，开发效果较差。

2004年在进入镇泾油田的开发中，华北分公司技术人员充分总结过去的开发经验，采取了边开采边注水的同期注水开发方案，取得较好的开发效果。但由于储层物性差，非均质性强，加之注水压力在地层中传递速度慢，形成注水压力波及速度滞后于油井的压力下降速度。

在生产实践中，虽然对地层能量进行补充，但对采油井近井地带由压力降落造成的储层伤害，已很难恢复至原始孔隙结构，从而导致部分油井产量恢复幅度小，水线侧翼油井见效差的弊端，名为同期注水，实质上还是“滞后注水”。目前，超前注水成为实现低渗、超低渗油田有效开发的重要方式。镇泾油田长8油层组地层能量不足，目前较好的储层压力系数只有0.6～0.8，这是单井产量低的直接动力学原因。技术人员通过综合分析研究，同时借鉴同类超低渗油田的开发经验，证实超前注水，可以提高地层压力，达到原始压力的1.05～1.2倍。超前注水贵在超前，是在采油井投产前超前实施注水，由于在超前注水期间只注不采，有效提高了地层压力。当压力达到某一值后，油层中任意点压力梯度均大于流体启动压力梯度，建立起有效的压力驱替系统。目前，镇泾油田在红河105井区、红河26井区已部署了38口油水井，进行超前注水试验，年底前实施全面注水。按方案设计达到预计地层压力后，再开井生产。有专家形象地说，这就像一个先天性瘦弱的汉子，必须先让他养胖、养壮、养得有精神和体力之后，再让他很好地去工作。 综合治理，给储层开辟“快速通道” 压裂工艺技术是低渗透储层改造配套技术的重要组成部分，也是提高单井产量和最终采收率的关键技术，犹如为储层流体开辟一条由地层向井筒运移的“快速通道”，最大限度提高单井产能。在镇泾油田勘探开发一体化项目实施中，油田技术人员通过对往年大规模加砂、液氮伴注的压裂方案进行生产评价和效果对比，实施难动用储量有效开发和低成本操作，对压裂工艺技术进行大胆尝试和改进，逐步实施适中加砂规模，减少陶粒用量和变排量施工等多种措施，有效控制了缝高和半缝长度，取得明显效果。在实施压裂和超前注水过程中，优化井网工作尤为重要。他们以实现井网系统、裂缝系统、压力系统的有效匹配为目标，通过在不同的井区的裂缝发育走向不同，选择适当的井距、排距，改善开发效果。对于裂缝发育区采用菱形反九点注水井网，井距450米～500米，排距为150米～180米，使菱形长对角线与最大水平主应力方向平行，这样既有利于扩大压裂规模、增加人工裂缝长度、提高单井产量及延长稳产期，减缓角井水淹程度，同时减小排距，提高侧向油井受效程度。后期裂缝线上油井含水上升到一定程度，对其实施转注，逐步形成排状注水，最大限度地提高基质孔隙的注水波及体积和驱油效率。根据不同井网确定不同的压裂缝长，进行区块整体压裂设计，降低了压裂成本，避免了井间干扰。裂缝穿透比控制在50%～60%，400米的井距压裂裂缝长度100米～120米。500米的井距压裂裂缝长度125米～150米。今年，按照低成本运作原则，该油田选择适度的压裂规模和压裂材料，使井与井之间的压裂缝长适度，最大限度增大渗流通道，不能压穿相通，这样可以保持充足的地层能量。实践证明，这种方法，可以收到大规模压裂的效果，压裂成本也大幅度降低。 优快钻井，为储层营造“生存环境” 针对低品位储层来说，储层一旦受到污染，就很难恢复，甚至无法挽救。在钻井施工中，钻井液最容易对储层造成伤害。为最大限度降低钻井液对储层的伤害，就要减少钻井液在井内的停留时间，要在钻井液没有对储层构成污染之前快速完井，让储层保持原生态。因此，缩短钻井周期也可间接提高单井产量。镇泾油田自然环境脆弱，为减少钻井的占用耕地，工区部署的开发井多是在一个平台上部署多口往不同方向施工的定向井。在施工定向井中，他们采用适合于定向井的钻具组合，即“四合一”钻具组合技术。 “四合一”钻井技术主要依靠转盘与井下动力钻具的复合运动，驱动钻头共同破岩，提高破岩效率，应用预弯曲井下动力钻具，增加了对钻头的导向能力控制；通过对复合运动情况下钻柱准动力学、动力学原理分析，使钻头产生的侧向力克服地层造斜力，推动钻头沿设计轨迹的方向运动，实现直井段防斜打快，斜井段轨迹控制。配合高效PDC钻头与MWD等工具，简化了施工环节，一套钻具组合就能完成定向、增斜、稳斜、降斜钻井工序，可实现一趟钻钻至目的层，减少起下钻次数，从而缩短钻井周期，提高机械钻速，节约钻井成本。目前，镇泾油田通过推广运用“四合一”钻井技术，开发井的平均钻井周期均控制在10天以内，最快的仅耗时5.58天，实现了降低钻井成本和储层保护的双丰收。

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