低滲透項目組在油田現場觀察岩心
目前, 中國石油低滲透油藏開發動用儲量已達60億噸, 年產量近4000萬噸左右, 幾乎佔中國石油原油總產量半壁江山, 已成為中國石油原油生產持續穩定發展的重要支柱. 但低滲透油藏面臨著儲層條件差, 非均質性強, 水驅驅替矛盾突出, 有效驅替系統難以建立, 採收率低等諸多瓶頸技術難題.
為此, 從 '十一五' 開始, 中國石油勘探開發研究院低滲透油藏開發研究團隊以國家重大專項為依託, 堅持不懈, 長期工作在長慶, 青海, 新疆等油田現場, 通過紮實的理論基礎研究和大量的實物工作量, 經過近10年的刻苦攻關, 在低滲透油藏水驅提高採收率技術方面取得重大突破, 形成了一系列具有世界領先水平的重大創新成果, 現場應用成效顯著, 研究成果榮獲中國石油和化學工業聯合會2017年度科技進步一等獎.
項目主要完成人為宋新民, 田昌炳, 侯建鋒, 雷征東, 王友淨, 王文環, 龍國清, 李軍詩, 惠鋼, 彭緩緩, 胡亞斐, 王方, 趙輝, 李佳鴻, 秦勇等.
低滲透油藏提高水驅採收率難度非常大, 關鍵問題是對地下儲層特徵及剩餘油分布規律認識不夠清楚, 主要面臨四項技術挑戰: 一是在低滲透油藏多尺度裂縫, 基質微尺度滲流下傳統水驅滲流理論適應差, 亟待發展低滲透油藏中高含水期水驅規律及滲流理論; 二是低滲透油藏發育天然裂縫, 普遍需要壓裂改造, 裂縫系統和基質砂體疊置關係複雜, 水驅波及體積小, 全油藏有效驅替困難, 如何認識並表徵儲層非均質面臨挑戰; 三是低滲透油藏多尺度裂縫和基質微尺度效應雙重作用, 在長期注水和壓裂下應力場變化明顯, 導致油水流動規律複雜, 傳統的雙重介質模型及軟體適應性差, 亟待發展適應低滲透油藏的數值類比方法及軟體, 提高剩餘油和開發方案優化的精度和可靠性; 四是已開發老區縫網配置不合理, 缺乏有效的合理注水技術政策優化方法, 亟待發展建立不同類型油藏井網加密調整模式, 研究制定合理注水技術政策, 實現低滲透油藏持續有效驅替和波及體積最大化.
針對以上技術挑戰, 中國石油勘探開發研究院低滲透油藏開發研究團隊以擴大水驅波及體積, 形成持續有效驅替為攻關目標, 深化了低滲透油藏動態裂縫, 縫網合理匹配關係, 非均質性與水驅波及三項認識, 實現了基礎井網向合理井網, 常規水驅向精細水驅, 建立驅替向持續驅替三項開發理念的轉變, 取得了重要的具有國際領先水平的創新技術成果.
該團隊探索建立了動態縫識別與表徵技術. 針對低滲透油藏, 首次提出了動態縫的概念, 建立了動態縫識別圖版, 明確了其成因機理和控制因素, 提出了基於岩相和多重分形的天然裂縫識別方法, 探索建立了岩石力學, 地應力, 相控基質非均質性等多屬性約束的離散裂縫網路地質建模方法, 為動態縫的準確預測和定量表徵提供了技術支撐.
創新形成了低滲透油藏動態縫數值類比技術. 建立了基於流動的基質, 動態離散裂縫的多重介質流動模型, 形成了動態非結構網格技術, 發展了基於流動的自適應精細化網格技術, 大幅度節約了類比時間, 建立了滲流場和應力場的強耦合模型和動態離散全三維裂縫模型, 研發了自主智慧財產權的低滲透動態離散裂縫數值類比軟體, 實現了動態裂縫延伸擴展過程的精細類比, 大幅度提高了剩餘油量化和開發方案指標預測的精度和可靠性, 降低了井網調整的風險.
發展建立了不同類型油藏井網加密調整模式. 深化了低滲透油藏水驅規律的認識, 明確了低滲透油藏剩餘油分布的三大類型和六種規律; 提出了以提高河道砂體控製程度和多向水驅受效比例, 實現動態裂縫與井網合理匹配, 利用動態裂縫側向驅替擴大水驅波及體積為核心目標的井網加密調整思路, 發展並建立了低滲透油藏不同縫網匹配的井網加密調整模式, 為低滲透油藏水驅開發調整典型了堅實的基礎.
研究制定了合理注水技術政策. 基於低滲透油藏儲層非均質特徵和水驅動用狀況的深化認識, 提出了 '三分一控制' 的精細分注原則, 明確了低滲透油藏的分注類型, 建立了精細分註標准; 提出了 '強化注水' 向 '有效高效注水' 轉變, '避縫' 向 '合理利用和控縫' 轉變的優化研究思路, 建立了低滲透油藏注水政策優化圖版, 制定了合理注水技術政策界限.
如今, 該項目的技術攻關與油田生產實際相結合, 研究成果在長慶安塞, 南梁, 冀東南堡, 吐哈鄯善等多個油田得到推廣應用, 水驅採收率提高3—8個百分點, 新增可采儲量2500萬噸, 新增利潤17.11億元. 潛力初步評價表明, 在中國石油已開發低滲透60億噸儲量中, 該技術成果推廣可覆蓋地質儲量30億噸, 新增可采儲量1.5億噸左右. 該技術為中國石油原油生產的持續穩定發展提供了有力技術支撐, 為我國同類低滲, 超低滲油藏的水驅開發起到了重要的指導作用, 為推動低滲透, 緻密油開發理論和技術的發展做出了重要貢獻.
