低渗透油藏/特低渗透油藏开发模式

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载物

感谢窦老师的分享，之前也看过您的论文。
因为现场实践已经证实:这类油藏几乎口口井都要先期压裂，超前注水6个月以上或早期注水。这个是现场事实，我不否定。但是如果说本身油藏的压力系数就小于1，如果是达西定律也是可以有您说的这种情况啊。油藏压力系数小1，油藏的油就没有足够的压力（能量），也就没法流动到地面上来。这时候压裂也是没用的。超前注水只是提高了油藏压力。如果考虑压敏效应的话，超前注水能提高一定的渗透率。但是这跟启动压力梯度梯度没有必然联系。也就是说，达西定律的情况下也是可以解释这种实际矿场情况的。

也不知道我分析的对不对，但是这是我的一点理解。
我的qq是1006675978，我现在是美国某校博士。
非常期待能向您学习！

smartdou

载物 发表于 2016-6-19 03:07
感谢窦老师的分享，之前也看过您的论文。
因为现场实践已经证实:这类油藏几乎口口井都要先期压裂，超前注 ...

感谢窦老师的分享，之前也看过您的论文。
因为现场实践已经证实:这类油藏几乎口口井都要先期压裂，超前注水6个月以上或早期注水。这个是现场事实，我不否定。但是如果说本身油藏的压力系数就小于1，如果是达西定律也是可以有您说的这种情况啊。油藏压力系数小1，油藏的油就没有足够的压力（能量），也就没法流动到地面上来。这时候压裂也是没用的。超前注水只是提高了油藏压力。如果考虑压敏效应的话，超前注水能提高一定的渗透率。但是这跟启动压力梯度梯度没有必然联系。也就是说，达西定律的情况下也是可以解释这种实际矿场情况的。

欢迎您提出的问题，我试回答您的问题，供您参考：
（1）原油从油藏中流到井筒，再从井筒流到地面，需要能量。通常人们用压力的大小来衡量地层能量的大小。地层压力很低时，原油就不能流到井底，其实，这时油藏压力系数通常都小于1，如果真正地层压力系数低到长庆的06-0.8时，就需要给地层补充能量，即用注水的方式向地层补充能量，当压力增加到一定值时，这时地层压力系数高于1，油藏中的原油就可以流到井筒中。这对于长庆低压成藏的低渗透油藏，还是高压成藏的中高渗透油藏，只要压力油藏压力经过长时间的衰竭开采，没有能量补充的情况下，油藏的压力系数都会油高向低变化，高压油藏中的油流也同样会不再流动，但不等于油藏中原油也被全部采出了。
（2）我说过开发压裂就是按整个井网进行系统部署，在压裂后，同样要考虑注水，油田有一句话，”压裂不注水，地层白张嘴“。难道就像您所言的，超前注水就只能提高渗透率？就没有提高地层压力吗？实际上这两个目的都达到了，根据达西定律，油井产量与储层原油有效渗透率成正比，与生产压差成正比，产量也就提高了。
（3）关于您说的启动压力梯度，当油井压力达到一定压力，尤其当压力系数达到1以上，地层中的原油就足以流到井筒，也就是人们常说的当油藏中建立起来了正常的流动体系，就不存在启动压力梯度了。
（4）原油为什么能从油藏流动到地面，就是因为地层压力足以克服流动阻力而由高压端流到低压端。当这个压力无法克服地层中的流动阻力时，原油就流不到井筒，流动到井筒的原油不能克服井筒中的流动阻力，原油就无法流到地面，如果能流动到井筒中某个位置而无法流到地面时，这时就需要我们下抽油泵到一个合适的位置，将原油像搞接力赛一样将原油从停止流动的位置举升到地面。
（5）关于提到岩石应力敏感，这个问题处理的不好，可以在生产中带来很多麻烦，一些储层不注意保持压力开采，有时一味的衰竭开采，或者没有条件注水保持压力开采，导致储层压力衰竭到一定程度，由于在长期的开采过程中，由于岩石有效应力增大，储层岩石产生了塑性变形，油井再想注水也就非常困难，甚至无法再注入，给油田生产将带来无法挽回的损失。现场有些人将这种变化叫“二次压实”。
    希望我说的这些通俗的道理，能帮助您理解。

载物

smartdou 发表于 2016-6-25 00:06
感谢窦老师的分享，之前也看过您的论文。
因为现场实践已经证实:这类油藏几乎口口井都要先期压裂，超前 ...

感谢窦老师耐心的回答，非常感谢！对此，我将逐一阐述我的观点。


（1）原油从油藏中流到井筒，再从井筒流到地面，需要能量。通常人们用压力的大小来衡量地层能量的大小。地层压力很低时，原油就不能流到井底，其实，这时油藏压力系数通常都小于1，如果真正地层压力系数低到长庆的06-0.8时，就需要给地层补充能量，即用注水的方式向地层补充能量，当压力增加到一定值时，这时地层压力系数高于1，油藏中的原油就可以流到井筒中。这对于长庆低压成藏的低渗透油藏，还是高压成藏的中高渗透油藏，只要压力油藏压力经过长时间的衰竭开采，没有能量补充的情况下，油藏的压力系数都会油高向低变化，高压油藏中的油流也同样会不再流动，但不等于油藏中原油也被全部采出了。

您说的观点我都赞同，唯独一点不认同。油藏压力就算是降得再低，也不可能不流动，只是说油藏流向井底的流速降得很低，井筒内的液面变得很低， 但不是说油藏到井筒就不会流动，只要存在压差就有流动，只是说流速很低很低。

（2）我说过开发压裂就是按整个井网进行系统部署，在压裂后，同样要考虑注水，油田有一句话，”压裂不注水，地层白张嘴“。难道就像您所言的，超前注水就只能提高渗透率？就没有提高地层压力吗？实际上这两个目的都达到了，根据达西定律，油井产量与储层原油有效渗透率成正比，与生产压差成正比，产量也就提高了。


我想您曲解了我的意思，我本身的意思是，超前注水提高了油藏压力，这是主要的油藏开发机理。而压敏造成的渗透率的提高是次要的。超前注水在我看来主要就是补充油藏能量，与克服启动压力梯度无关，因为如果压力梯度不存在，也可以解释的通的。

（3）关于您说的启动压力梯度，当油井压力达到一定压力，尤其当压力系数达到1以上，地层中的原油就足以流到井筒，也就是人们常说的当油藏中建立起来了正常的流动体系，就不存在启动压力梯度了。、


我完全赞同，但是压力系数低于1也不存在启动压力梯度。

（4）原油为什么能从油藏流动到地面，就是因为地层压力足以克服流动阻力而由高压端流到低压端。当这个压力无法克服地层中的流动阻力时，原油就流不到井筒，流动到井筒的原油不能克服井筒中的流动阻力，原油就无法流到地面，如果能流动到井筒中某个位置而无法流到地面时，这时就需要我们下抽油泵到一个合适的位置，将原油像搞接力赛一样将原油从停止流动的位置举升到地面。


您从流动阻力的角度给出了启动压力梯度的解释。但是问题是这样的，流动阻力主要是摩擦力，流体内部是内摩擦，实质上是一样的。当压差减小的时候，流速变低，这时候流动阻力也会降低。您得到您的结论的前提是假设流动阻力是不变的，这样的话才会存在一定的启动压差。但是实际上流动阻力是随着流速变化的。还有流动阻力之所以叫流动阻力是因为有流动才产生的阻力，如果流动都没有了，何来流动阻力？

（5）关于提到岩石应力敏感，这个问题处理的不好，可以在生产中带来很多麻烦，一些储层不注意保持压力开采，有时一味的衰竭开采，或者没有条件注水保持压力开采，导致储层压力衰竭到一定程度，由于在长期的开采过程中，由于岩石有效应力增大，储层岩石产生了塑性变形，油井再想注水也就非常困难，甚至无法再注入，给油田生产将带来无法挽回的损失。现场有些人将这种变化叫“二次压实”。



关于压敏的问题，我认为应该把压敏和启动压力梯度（或者低渗透非线性流）分开。我接受您的观点。


最后还要感谢窦老师的讲解。非常感谢！我以前在国内石油大学（华东）上硕士的时候也是很认可启动压力梯度，因为国内导师说有，我也没质疑就认为存在（国内质疑精神还是挺缺少的，据我所知只有西南李传亮老师质疑，先不论他的对错，他的精神我还是挺赞同的，说远了，哈哈）。但是出来之后，我现在导师也是华人，他近些年跟国内人交流发现这个问题国内比较火热，但是他在北美学习工作了30年一直也没有这个说法，所以他比较好奇，他就让我做这部分的工作。最近看了一些分子模拟的论文，有些论文都是Science和Nature，当然我也看不懂，就是看看他们的结果。所有结果都表明不存在启动压力梯度，这一点是肯定的。但是至于存不存在低速非线性流，这个我还在看。也非常希望能跟您做进一步的交流和学习！跟老师交流，获益匪浅！多谢！

smartdou

问题答复二：

（1）原油从油藏中流到井筒，再从井筒流到地面，需要能量。通常人们用压力的大小来衡量地层能量的大小。地层压力很低时，原油就不能流到井底，其实，这时油藏压力系数通常都小于1，如果真正地层压力系数低到长庆的06-0.8时，就需要给地层补充能量，即用注水的方式向地层补充能量，当压力增加到一定值时，这时地层压力系数高于1，油藏中的原油就可以流到井筒中。这对于长庆低压成藏的低渗透油藏，还是高压成藏的中高渗透油藏，只要压力油藏压力经过长时间的衰竭开采，没有能量补充的情况下，油藏的压力系数都会油高向低变化，高压油藏中的油流也同样会不再流动，但不等于油藏中原油也被全部采出了。

您说的观点我都赞同，唯独一点不认同。油藏压力就算是降得再低，也不可能不流动，只是说油藏流向井底的流速降得很低，井筒内的液面变得很低， 但不是说油藏到井筒就不会流动，只要存在压差就有流动，只是说流速很低很低。

答复：油藏压力很低时，不足以克服地层流体流动阻力，也就是说∆P→0,这时(∆P/∆X)=0, Q→0. 这也就是为什么注水井要设计合理的井距？其目的就是建立起有效的驱动压差。举一个例子：当储集层压力测试深度h=1500 m, 测试地层压力Pt=10~12 MPa, 水的密度ρ=1.0 g/cm^3. 通过压力系数公式求得该油藏的压力系数α=0.68~0.82. 因此, 该油藏属于压力系数低于1 的低压油藏. 通常, 此类油井就没有自然产能。这时就需要采用超前注水, 使压力系数达到1，进一步推算得理论上此油藏的地层压力要达到15 MPa, 这时地层原油就足以流入井筒，但这个压力值距离原有的地层压力10-12MPa还需要增加3~5 MPa，这3-5MPa的压力，就是启动压力，当这个已经设定的井网内，最小的启动压力梯度等于[(3~5)/∆X]=某个值 MPa/m. 换句话说，这个道理与原油从井底克服流动阻力流到井筒某一位置，不再流动是一个道理，为什么不流动到井口而需要下抽油泵抽油？其实就是在井筒中的(∆P/∆X)→0的缘故。
（2）我说过开发压裂就是按整个井网进行系统部署，在压裂后，同样要考虑注水，油田有一句话，”压裂不注水，地层白张嘴“。难道就像您所言的，超前注水就只能提高渗透率？就没有提高地层压力吗？实际上这两个目的都达到了，根据达西定律，油井产量与储层原油有效渗透率成正比，与生产压差成正比，产量也就提高了。

我想您曲解了我的意思，我本身的意思是，超前注水提高了油藏压力，这是主要的油藏开发机理。而压敏造成的渗透率的提高是次要的。超前注水在我看来主要就是补充油藏能量，与克服启动压力梯度无关，因为如果压力梯度不存在，也可以解释的通的。



（3）关于您说的启动压力梯度，当油井压力达到一定压力，尤其当压力系数达到1以上，地层中的原油就足以流到井筒，也就是人们常说的当油藏中建立起来了正常的流动体系，就不存在启动压力梯度了。、

我完全赞同，但是压力系数低于1也不存在启动压力梯度。

答复（2）和（3）：为什么有超前注水补充能量之说？就是地层压力缺少3-5MPa而不能流到井筒。你可以不认为向地层补充的这3-5MPa不是启动压力，随便您叫什么都可以，但它是一种客观存在的东西。没有6-8月的超前注水，压力补充不到15MPa以上原油就不会被正常驱替进入井筒这个也是事实。

（4）原油为什么能从油藏流动到地面，就是因为地层压力足以克服流动阻力而由高压端流到低压端。当这个压力无法克服地层中的流动阻力时，原油就流不到井筒，流动到井筒的原油不能克服井筒中的流动阻力，原油就无法流到地面，如果能流动到井筒中某个位置而无法流到地面时，这时就需要我们下抽油泵到一个合适的位置，将原油像搞接力赛一样将原油从停止流动的位置举升到地面。

您从流动阻力的角度给出了启动压力梯度的解释。但是问题是这样的，流动阻力主要是摩擦力，流体内部是内摩擦，实质上是一样的。当压差减小的时候，流速变低，这时候流动阻力也会降低。您得到您的结论的前提是假设流动阻力是不变的，这样的话才会存在一定的启动压差。但是实际上流动阻力是随着流速变化的。还有流动阻力之所以叫流动阻力是因为有流动才产生的阻力，如果流动都没有了，何来流动阻力？


答复：我说的是当油藏流体流动阻力大于油藏驱替压力时，油藏流体流动也就不再发生，(∆P/∆X)=0, Q→0。也与我上面说的原油从井底克服流动阻力流到井筒某一位置，不再流动是一个道理，为什么不流动到井口而需要下抽油泵抽油？其实就是在井筒中的(∆P/∆X)→0的缘故。

（5）关于提到岩石应力敏感，这个问题处理的不好，可以在生产中带来很多麻烦，一些储层不注意保持压力开采，有时一味的衰竭开采，或者没有条件注水保持压力开采，导致储层压力衰竭到一定程度，由于在长期的开采过程中，由于岩石有效应力增大，储层岩石产生了塑性变形，油井再想注水也就非常困难，甚至无法再注入，给油田生产将带来无法挽回的损失。现场有些人将这种变化叫“二次压实”。

关于压敏的问题，我认为应该把压敏和启动压力梯度（或者低渗透非线性流）分开。我接受您的观点。

答复：我也没有将压敏与启动压力混为一谈。

最后还要感谢窦老师的讲解。非常感谢！我以前在国内石油大学（华东）上硕士的时候也是很认可启动压力梯度，因为国内导师说有，我也没质疑就认为存在（国内质疑精神还是挺缺少的，据我所知只有西南李传亮老师质疑，先不论他的对错，他的精神我还是挺赞同的，说远了，哈哈）。但是出来之后，我现在导师也是华人，他近些年跟国内人交流发现这个问题国内比较火热，但是他在北美学习工作了30年一直也没有这个说法，所以他比较好奇，他就让我做这部分的工作。最近看了一些分子模拟的论文，有些论文都是Science和Nature，当然我也看不懂，就是看看他们的结果。所有结果都表明不存在启动压力梯度，这一点是肯定的。但是至于存不存在低速非线性流，这个我还在看。也非常希望能跟您做进一步的交流和学习！跟老师交流，获益匪浅！多谢！




我认为目前承认不承认“启动压力”，这已经不重要了，重要的是长庆油田经过几十年的摸索，从工程上解决了油田正常开发问题，解决了以前“口口有油，口口不流”的局面。外国人80年代也给长庆油田判过死刑“没有工业油流，不可能工业开采”，但中国有效开发了这个油田，也堪称世界开发史上的“奇迹”。所以，我认为外国人不承认不一定就是正确的。何况，启动压力梯度，非达西渗流等概念也都是外国学者提出的。强调一句：在目前研究启动压力是否存在已经丝毫没有意义了，因为在鄂尔多斯盆地“磨刀上”已经可以年采出原油4000万吨（加上延长的产量）。

Focus

窦老师您好，我是个油藏方向的小白，喜欢看您的帖子，也从上面的讨论中收获不少，但是有几点不太明白，希望您能简单解释下
1、油藏渗透率性的好坏和油藏压力有必然联系么
2、书本上定义正常压力系数是0.8-1.2，跟您说的超过1才能流到井筒有没有矛盾么
3、生产压差是指驱替压力与渗流阻力之差还是驱替压力与井底流压之差呢
感谢~

载物

smartdou 发表于 2016-6-25 08:22
问题答复二：

（1）原油从油藏中流到井筒，再从井筒流到地面，需要能量。通常人们用压力的大小来衡量地 ...

窦老师您好，不好意思现在才看到您给我的回复。其实我每天都检查论坛的帖子，但是一直没有提示。因为您用的是直接在原贴下面发帖，所以我就没收到提醒。今天才看到，原来很早之前您就给我回复了。 多谢老师！根据您的阐述：
油藏压力很低时，不足以克服地层流体流动阻力，也就是说∆P→0,这时(∆P/∆X)=0, Q→0. 这也就是为什么注水井要设计合理的井距？其目的就是建立起有效的驱动压差。举一个例子：当储集层压力测试深度h=1500 m, 测试地层压力Pt=10~12 MPa, 水的密度ρ=1.0 g/cm^3. 通过压力系数公式求得该油藏的压力系数α=0.68~0.82. 因此, 该油藏属于压力系数低于1 的低压油藏. 通常, 此类油井就没有自然产能。这时就需要采用超前注水, 使压力系数达到1，进一步推算得理论上此油藏的地层压力要达到15 MPa, 这时地层原油就足以流入井筒，但这个压力值距离原有的地层压力10-12MPa还需要增加3~5 MPa，这3-5MPa的压力，就是启动压力，当这个已经设定的井网内，最小的启动压力梯度等于[(3~5)/∆X]=某个值 MPa/m. 换句话说，这个道理与原油从井底克服流动阻力流到井筒某一位置，不再流动是一个道理，为什么不流动到井口而需要下抽油泵抽油？其实就是在井筒中的(∆P/∆X)→0的缘故。



我是一直在学校呆着的，不是太了解现场情况，如果我的观点有错误还望老师不要笑话。根据我的理解， 按照您例子里面的情况。为了方便，假设原油密度也是1，而且是死油，没有溶解气。井底压力是10~12MPa, 那么井筒内的液面只能从1500m的位置上往上升1000~1200m，也就是说静液面是300m到500m。这种情况下肯定原油是没法流到井口的。这种情况通过下抽油泵是可以开采出一点井筒内的原油，但是由于油藏能量低、渗透率低，流体往井筒内的供液不充足，势必会造成静液面下降很快，油井的产量也基本为零。 进行超前注水，补充地层能量，势必会提高油藏对于井筒的供液。之所以减少井距，其实为了是充分注水。把这一切归咎于启动压力，好像有点牵强。
美国这边页岩油藏开采到现在存在的问题也是如何补充地层能量。现在很多相关的页岩油EOR的研究也是主要想如何补充地层能量。这边的储层压力系数是一般都大于1。气藏就不用说了，低压气藏也会有很高的产能，以为气体膨胀能力强。页岩油藏之所以也能自喷，关键是页岩油基本都是挥发油或者是凝析气藏。

smartdou

载物 发表于 2016-7-1 02:14
窦老师您好，不好意思现在才看到您给我的回复。其实我每天都检查论坛的帖子，但是一直没有提示。因为您用 ...

再谈两点看法：
（1）关于油井为什么原油能从地层流到井口并自喷到地面，主要是因为地层压力大于井筒液柱压力与流体流动的摩擦阻力，否则是不会的。为什么有启动压力之说？就是由于地层压力太低，原油没有能量流向井底，就需要提高地层压力，将这个提高值称启动压力。你可以不承认它叫启动压力，随你起什么名子都没有关系。
（2）关于你说的北美巴肯的致密油，该地层属于高压成储，地层压力在1.3-2.4。当采用衰竭性开釆，地层压力高于1，由于原油物性较好，原油都能在体积压裂之后流到井底，压力高时，亦可自喷。关于补充能量需要研究肯定合理的时机，合适的介质，合适的井网。否则，当地层压力衰竭到0.6左右时，同样油井就不会再能采出原油了，但这时不等于地层没有原油了，只是能量不足，需要从外部补充压力，这个补充后能使原油流动的压力也可叫启动压力。
（3）据我掌握的资料，许多油公司在巴肯地区2005年开始了注气，三主水，注co2，注聚合物等。如果这些试验继续下去，巴肯会开发的很好。

smartdou

Focus 发表于 2016-6-29 14:58
窦老师您好，我是个油藏方向的小白，喜欢看您的帖子，也从上面的讨论中收获不少，但是有几点不太明白，希望 ...

回答你的问题，供参考：
1、油藏渗透率性的好坏和油藏压力有必然联系么
答：目前地质油藏的研究成果都不能说明油藏压力与渗透率有联系。
2、书本上定义正常压力系数是0.8-1.2，跟您说的超过1才能流到井筒有没有矛盾么
答：正常压力一般指在1左右，就是0.9一1，0.8是属于低压油藏。
3、生产压差是指驱替压力与渗流阻力之差还是驱替压力与井底流压之差呢
答：生产压差是地层压力与井底流动压力之差。