全球低滲透油氣開(kāi)發(fā)瞭望

低滲透油藏通常具有低豐度、低壓、 低產(chǎn)“三低”特點(diǎn)，其有效開(kāi)發(fā)難度很大。低滲儲層中油氣富集區，特別 是裂縫發(fā)育帶和相對高產(chǎn)區帶的識別評價(jià)、開(kāi)發(fā)方案優(yōu)化、鉆采工藝、儲層改 造、油井產(chǎn)量、開(kāi)采成本、已開(kāi)發(fā)油田的綜合調整等技術(shù)經(jīng)濟問(wèn)題，制約著(zhù)低 滲油藏的有效和高效開(kāi)發(fā)。 

低滲透油田數量很多，儲藏著(zhù)豐富的油氣資源，美國、俄羅斯、加拿大等產(chǎn)油國都發(fā)現了大量的低滲透油田。 如美國的文圖拉油田可采儲量達到1×108t，加拿大的帕賓那油田地質(zhì)儲量為 11×108t，可采儲量為3×108t。這類(lèi)油田具有地質(zhì)情況復雜、開(kāi)采難度大、 產(chǎn)能低和經(jīng)濟效益差等特點(diǎn)。俄羅斯難以開(kāi)采的石油儲量占剩余可采儲量的 40％以上，從低滲透油藏中采出的石油占全部產(chǎn)量的25％。中國中低滲透 原油儲量的比例越來(lái)越高，探明低滲透地質(zhì)儲量占我國探明油氣資源地質(zhì)儲量 1/3以上，占“九五”以來(lái)新增儲量和投入開(kāi)發(fā)的地質(zhì)儲量的3/4左右。已探 明的低滲透油氣田有285個(gè)，它們廣泛分布在各含油氣盆地的21個(gè)油區。

技術(shù)現狀
　　
油氣藏描述包括野外露頭天然裂 縫描述技術(shù)、巖芯裂縫描述技術(shù)、成像與常規測井裂縫描述、儲層生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測 試資料表征、三維地震、井間地震和井 
間電磁波等油氣藏表征、三維可視化、 綜合地質(zhì)研究等技術(shù)。 

鉆井　　包括氣體鉆井、霧化鉆井、 泡沫鉆井、欠平衡鉆井技術(shù)與裝備等。欠平衡鉆井亦稱(chēng)欠平衡壓力鉆井，這一 概念早在20世紀初就已提出，但是直到20世紀80年代初期，井控技術(shù)和井 控設備出現使防止井噴成為可能，這種鉆井技術(shù)才得以發(fā)展和應用。在美國和 加拿大，欠平衡鉆井已經(jīng)成為鉆井技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，并越來(lái)越多地與水平井、 多分支井及小井眼鉆井技術(shù)相結合，在美國欠平衡鉆井占總鉆井數的比例已經(jīng) 達到30%（圖1）。

完井　　完井技術(shù)包括裸眼完井、水 平井裸眼分段壓裂和智能完井管柱。裸眼完井法，是將套管下至生產(chǎn)層頂部進(jìn) 行固井，生產(chǎn)層段裸露的完井方法。優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)層裸露面積大，油、氣流入井 內的阻力小，但不適于有不同性質(zhì)、不同壓力的多油層。根據鉆開(kāi)生產(chǎn)層和下 入套管的時(shí)間先后，裸眼完井法又分為先期裸眼完井法和后期裸眼完井法。水 平井裸眼分段壓裂是對完井時(shí)未下油層套管的水平油氣井進(jìn)行的一種分段壓裂 改造，可以提高水平段的的孔滲情況，提高儲層的滲透能力。智能完井管柱， 每一個(gè)分支的流量可控制，如果某一分支井眼含水超過(guò)80％，就關(guān)閉這一分 支井眼的生產(chǎn)，因此智能完井管柱可以實(shí)現分層開(kāi)采，緩解層間矛盾改善開(kāi)發(fā) 效果。 

油氣井類(lèi)型　　油氣井包括水平井和多分支井。水平井鉆井技術(shù)是在定向 井鉆井技術(shù)的基礎上發(fā)展起來(lái)的。目前已作為常規鉆井技術(shù)應用于各類(lèi)油藏。 水平井鉆井成本已降至直井的1.5～2.0 倍，而水平井產(chǎn)量則是直井的4～8 倍。2006年加拿大地下開(kāi)采技術(shù)研究中發(fā)現，水平井（斜井）技術(shù)是可以應 用在任何油藏大幅度提高油井產(chǎn)量的技術(shù)，生產(chǎn)成本也可以大幅度降低。在東 德克薩斯和克利夫蘭低滲透砂巖氣藏中水平井的應用近年逐漸增多，取得了較 好的經(jīng)濟效益（圖2、圖3）。 

多分支井是在水平井、定向井基礎 上發(fā)展起來(lái)的，指在一口主井眼（直井、定向井、水平井）中鉆出若干進(jìn)入 油氣藏的分支井眼。分支井可以從一個(gè) 
井眼中獲得最大的總水平位移，在相同 或不同方向上鉆穿不同深度的多套油氣層（圖4）。哈里伯頓公司擁有分支井 的全套鉆井、完井、開(kāi)采和分支井重新 
進(jìn)入等配套技術(shù)和工具裝備，擁有多數 專(zhuān)利技術(shù)，技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。

多分支井在油田開(kāi)發(fā)中解決如下問(wèn) 題：一是通過(guò)提高井眼與油藏的接觸長(cháng)度，增加泄油面積，來(lái)提高井生產(chǎn)能 力；二是降低井數，并且降低打井時(shí)的地面設備，對于海上油田可減小平臺尺 寸重量；三是降低鉆井和生產(chǎn)的單位成本，從而降低油田的整體開(kāi)發(fā)成本；四 是有效地應用有限的空間；五是減少巖屑和泥漿的排放，減少對環(huán)境的污染。 

儲層增產(chǎn)　　包括氮氣泡沫壓裂、泡沫酸化酸壓、水平井裸眼分段泡沫壓 裂、液態(tài)CO2加砂壓裂、重復壓裂、微聚無(wú)聚壓裂液、輕型支撐劑可變形支 撐劑和加纖維支撐劑、無(wú)聚合物CO2壓裂、多級壓裂。在得克薩斯Panhandle 油田枯竭致密砂巖氣藏中應用斯倫貝謝公司C02壓裂技術(shù)，結果表明，裂 縫半長(cháng)度提高41%，導流能力提高197%，產(chǎn)量提高29%，產(chǎn)層每英尺有效厚度的產(chǎn)量提高164%（圖5）。作業(yè)成本顯著(zhù)降低，其中處理液用量減少18%，沖洗液用量減少25%。由于無(wú) 需強行起下作業(yè)、封隔器潤滑和壓井，降低了油管安裝成本。 

壓裂作業(yè)成本很高，占總鉆完井費用的10%～15%，因此需要采取措施 來(lái)降低成本。經(jīng)過(guò)研究和開(kāi)發(fā)，壓裂工藝由直井壓裂發(fā)展到重復壓裂、斜井和 水平井壓裂、連續管壓裂和小井眼壓裂等多種壓裂技術(shù)，壓裂泵注程序也從單級壓裂發(fā)展到多級壓裂。連續管技術(shù)帶動(dòng)了壓裂新技術(shù)的發(fā)展。連續管多層壓裂技術(shù)可以實(shí)現在一個(gè)井眼中通過(guò)一次起下鉆處理多個(gè)層。減少了起下鉆過(guò)程，節約了資金和時(shí)間。連續管壓裂技術(shù)方面比較有代表性的有斯倫貝謝公司的CoilFRAC系統和貝克休斯公司的Fastfrac系統。斯倫貝謝公司的CoilFRAC系統，允許單層隔離壓裂外，還可以實(shí)現在一個(gè)井眼中先進(jìn)行一個(gè)層段的射孔、壓裂和封堵作業(yè)，完成后上提再進(jìn)行第二個(gè)甚至是第三個(gè)層段的壓裂作業(yè)。 

驅替方式　　包括彈性驅、注水、注氣及水氣交注（圖6）、人造氣頂驅、蒸汽驅。目前由于CO2排放引發(fā)環(huán)境問(wèn) 題，各大石油公司重視和發(fā)展CO2驅油技術(shù)（圖7）。 

2008年統計世界低滲透油田EOR 項目，油氣藏儲層滲透率小于50× 10 －3μm 2 ，EOR總計99個(gè)，其中氣驅 82個(gè)，占83%，而CO2混相驅EOR占91%。世界低滲透油田的EOR以氣驅 為主，CO2氣驅項目中以CO2混相驅為主，熱采以蒸汽驅和火燒油層為主（圖 8、9、10）。 

對低滲透油藏，注蒸汽后采收率提高幅度相當大。一個(gè)主要的原因是注入 蒸汽時(shí)，熱量通過(guò)熱傳導作用傳遞到滲透性較低的地區以及蒸汽波及不到的地 區。盡管這個(gè)結果是從垂向驅油效率和平面驅油效率差異的主要原因。二維垂 向水驅和蒸汽驅兩種情況下：采收率提高值均大于35%。注蒸汽后油層含油 飽和度減少。低滲透層中殘余油飽和度大約在10%左右。熱能一旦進(jìn)入低滲 透層，將通過(guò)熱膨脹作用、汽化作用、降粘作用提高采收率。另一方面，對低 滲透油層，水驅后的含油飽和度接近初始含油飽和度（50%）。而且，注入 的蒸汽可以更好地驅替的油層。汽化作用使殘余油飽和度減少到1%左右，而 該區水驅后殘余油飽和度為10%。在Belridse油田南部（加利福尼亞州）的低 滲透、裂縫性輕質(zhì)油藏已經(jīng)開(kāi)展了大量的注蒸汽現場(chǎng)試驗。其中兩個(gè)試驗的結 果證明這些油藏注蒸汽的效果非常好。

井網(wǎng)加密　　為了改善油田目前的開(kāi) 發(fā)效果，減緩產(chǎn)量遞減，降低含水上升率，延長(cháng)油田的經(jīng)濟開(kāi)采期，實(shí)現 其較長(cháng)時(shí)間的高產(chǎn)穩產(chǎn)，減少儲量損失，提高原油采收率，井網(wǎng)加密技術(shù) 在開(kāi)采中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。對于多層疊置的透鏡狀氣藏，由于單井泄氣面 積小，井間加密是提高氣藏采收率的技術(shù)關(guān)鍵。美國低滲氣藏的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗 表明：通過(guò)井網(wǎng)加密，氣藏采收率可以提高26%～44%（圖11）。 

發(fā)展趨勢 　

為了高效開(kāi)發(fā)低滲透油氣，取得較好的經(jīng)濟效益，滲透油藏油氣開(kāi)發(fā)向著(zhù) 應用保護油層為主的小井眼、水平井、多分支井、欠平衡鉆井、低密度鉆井 液及大型水力壓裂技術(shù)與裝備開(kāi)發(fā)低滲透油氣田。小井眼技術(shù)、水平井技術(shù)和 CO2泡沫酸化壓裂新技術(shù)應用，較大幅度地提高了單井產(chǎn)量，實(shí)現了低滲透油 田少井高產(chǎn)和降低成本的目的。密井網(wǎng)、油藏保護、水力壓裂、水平井、多 分支井開(kāi)發(fā)技術(shù)和小井眼開(kāi)發(fā)技術(shù)成為低滲透油田開(kāi)發(fā)的發(fā)展方向。