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2023年12月15日发(作者:窦朝荣)

技术管理

致密油及其开采技术探究

陈登亚 孙海涛 徐苗 燕明慧 长江大学石油工程学院 湖北武汉 430000

摘要:目前,常规油气资源的开采已经不能满足能源供应,我

们把目光开始聚集在非常规油气藏上。致密油气藏的分布广泛,

储量丰富,是非常规油气藏的一个重要部分,掌握致密油气的开

采技术,对于解决我国的石油需求有很大的意义。本文主要阐述

致密油的一些开采技术,通过对国内外低渗油田开采技术的调

研,对致密油气藏的开采技术进行了总结,希望对我国致密油气

藏开采的理论和技术提供一些参考。

关键词:致密油;开采技术;探究

美国典型的致密油气藏主要有美国威利斯顿盆地的 Bakken

油田、德克萨斯州的 Eagle Ford 、加拿大阿尔伯塔的 Cardium。总

的来说,致密气藏与致密油藏大致相似,储层物性很差,一般发育 天然裂缝。我国致密油藏主要分布在长庆油田鄂尔多斯盆地。

二、致密油开采存在的问题

致密油储层一般渗透率相当低,孔隙基本上是纳米或者微米

级的空隙,喉道小,以至于渗流能力差,所以生产中存在很多问

题:

(1)致密油的开采存在多井低产的问题,投资回收期长,运行

成本高。

(2)渗流方面表现为非达西流,对采收率的提高有一定的影

响。

(3)低压储层采液指数和采油指数下降后,常规注水很难恢

复。

(4)油藏性质较差,钻完井过程中容易伤害储层。

(5)水平井技术成熟,但是整体配套技术跟不上,这是我国致 密油藏开发的主要难题。同时在这方面世界上也没有较好的解决 方法,只有在美国这方面进步较大,主要得益于连续油管技术的 先进。

前言

随着经济建设步伐加快,我国原油对外依存度逐年攀升。为

了保证石油资源的安全供给,有必要加强国内油气资源的勘探开

发,然而老油田产量降低,采收率下降,所发现的常规油气规模越 来越小,开发难度上升,成本提高,在已有的基础上对常规油气的 勘探开发很难取得新的成效[1]。

致密油和致密气就属于非常规油气的范围,致密油的开发在

美国威利斯盆地巴肯组率先取得成功,产气量和产油量突破很

大,俨然已成为全球非常规油气勘探开发的重要领域[2]。我国 20

世纪 70 年代开始勘探致密油,并不断有进步。从目前看来,我国

的致密油气资源分布广泛,具有非常好的经济价值,是现阶段应

该着力发展的非常规资源[3]。借鉴国外致密油气的成功开发经验,

着力开展我国致密油气勘探开发工作,这对于解决我国能源供应

紧张局面具有重要意义。

三、致密油开采技术

目前,水平井钻完井、长水平井段多级压裂及其配套的实时

监测技术是致密油开采的主要技术。水平井钻井技术及其高级完

井方法和水力压裂技术打开了美国开采致密油的大门。在很多基

础技术方面,如钻井、完井、增产措施等,致密油藏的开采和许多 常规油藏一样。了解地层自然裂缝系统、油层在地层中的位置、地 层压力、区域地质应力等对于石油工程师设计井眼轨道、压裂增 产方式和完井技术是非常重要的,这能够使泄油面积达到最大以 及获得理想的采收率。

1.国外致密油开采技术

(1)水平井钻完井技术 致密油藏储层产量低、生产周期一般较长,而水平钻井技术

一、致密油藏特征及定义

美国成功的开采页岩气改变了其能源需求的市场,从而世界

的格局也被影响。随后美国又把这些开采技术和经验引入到低渗

[2]透油藏中原油的开采,即致密油(tight oil)。我国学者贾承造等认

为“致密油是指以吸附或游离态存在于生油岩中,或与生油岩互

层、紧邻的致密砂岩、致密碳酸盐岩等储集岩中,未经过大规模长

[4]距离运移的石油聚集”。

综合各种文献和专家的意见,我们可以将致密油定义为蕴藏

在低渗透率油层,包括致密砂岩、粉砂岩、致密碳酸盐岩以及页岩 等所以它是目前国外开采致密油的主

致密储层中的石油资源,其开发主要使用水平井技术和压裂技 术。的应用正好解决了这些问题,要手段。水平井钻井技术起源于二十世纪,随着技术的不断发展

目前,考虑到中国的实际情况,我国的致密油可以理解为低渗 透油气藏中的油气资源,低渗透即致密,致密就是低渗透。

致密油藏的典型特征是储集层物性差,但源储一体或紧邻,

含油条件好,储量大,油气连续分布,即为连续型沉积矿藏。油质

较轻,单井产量低或者没有产量,在特定条件和技术下可得到工

业需求产量。形成致密油的关键是致密储层的连续分布、具有较

高成熟度的良好生油层[5]。

和创新,水平井被广泛的应用,而且效果十分显著,规模也逐渐增

大,每年新增水平井数在两千口以上。美国巴肯油田前期主要使

用直井开采,效果不是很好,直到使用水平井技术后,产量才显著

提高,并且水平段越长,产量越高。目前钻水平井的方法有三种:

旋转和滑动钻井、连续油管钻井、旋转导向系统钻井[6]。

主要的完井方式包括固套管后射孔完井、裸眼射孔完井、组

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际情况,将致密油定义为:赋存于低孔隙度和渗透率油层,包括致 密砂岩、粉砂岩、致密碳酸盐岩以及页岩等致密储层中的石油资 源,其开发须要进行压裂。

2.我国的致密油资源丰富,是未来一段时间我国石油上产的

关键,可以着力开发。

3.国外致密油能实现经济开采,在开采技术上处于领先地

位,很多经验技术值得我国借鉴。

4.我国致密油藏特征和国外致密油藏特征有些不同,不能照

搬照抄国外的模式,而是应该按照我国的实际情况来制定开采技

术策略,实现规模开采。

5.我国应该开展水平井、多分支井的技术攻关,普及水平井

开采技术,但是在技术攻关过程中要考虑到经济因素和配套的技

术,不能一味的跟着国外先进技术走。

(6)加大水平井储层改造技术的试验范围,找出适合我国地 层的相应压裂技术,同时应加强储集层保护技术的研究,确保在 增产施工中使储集层的物性不被破坏。

合式桥塞完井、机械式组合完井等[7]。近几年,在致密油开发中产

生了一个新的概念:智能完井,该技术综合运用传感技术、信息技 术和控制技术来提高油井产能,实现经济利益最大化,也代表了 完井技术发展的方向[8]。

(2)水平井多级压裂技术。 水平井多级压裂技术是国外致密油开采的主要压裂技术,该

技术由几部分组成,包括水平井钻完井、分段压裂和微地震检测

技术[9]。分段压裂分为裸眼分段压裂、限流压裂、水力喷砂压裂以

及连续油管压裂。

(3)其他压裂技术 在致密油的开发中还有许多传统和新型的压裂方法,这些方

法在开采致密油中也具有发挥了重要作用。这些技术包括重复压 裂和近几年发展起来的同步压裂技术和通道压裂技术。

2.国内致密油开采技术

中国非常规油气资源丰富,不过,勘探开发还处于早期阶段,

鄂尔多斯盆地是典型的低渗透油藏发育区,致密油具有很大的开

发潜力[10]。

随着技术的发展和科研人员不断的创新,我国的致密油气资

参考文献:

[1]侯连华,邹才能. 中国致密油气地质条件及勘探潜力[A].首

源基本实现了规模开发,形成了配套的技术。目前致密油气的开

届找矿突破战略行动青年论坛论文集[C],2012.

[2]周庆凡,杨国丰. 致密油与页岩油的概念与应用[J].石油与

发中,广泛使用并且经济效益显著的技术还是水平井技术、多分

支井技术、注水保持地层能量、优化井网技术、注气以及小井眼技

天然气地质,2012, 33(4):541—544.

[3]舟丹. 致密油气成为非常规油气资源新亮点[J]. 中外能源,

术,这些技术的应用显著的提高了单井产量,有一定的经济效益。

(1)钻完井技术 我国开发致密油藏使用的钻井技术主要有气体钻井、雾化钻

井、泡沫钻井和欠平衡钻井。近几年发展起来的有多分支井技术、 小井眼钻井技术等。而完井技术跟国外相差不大,采用的技术都

是一样的。

2006 年,根据水平分支井的技术优势,长庆油田结合油层的

渗透率、孔隙度等特征,进行了分支井的应用。完井之后该井试采 两个多月的产量稳定,跟同一区块常规水平井单井相比产量翻了 两番,增产效果非常明显。

(2)压裂技术 我国致密油的开采采用的主要压裂技术是水力压裂,但是也

只能在一定时间内提高采油速度,不能提高最终采收率。除此之 外还有一些其他的压裂技术,与国外相同。

(3)其他技术 相对常规油气的开采而言,致密油的开采除了在钻完井方式

和压裂技术上有所改进之外,还有一些其它配套的技术,例如驱替 技术,主要包括注水注气,可以有效提高采收率;井网加密技术,可 以有效弥补单井产能不高的缺点,最大限度提高油田采收率。

四、总结2011,16:62-63.

[4]贾承造,邹才能,李建忠,等. 中国致密油评价标准、主要类

型、基本特征及资源前景[J]. 石油学报,2012,33(3):343-350.

[5]邹才能,朱如凯,吴松涛,等.常规与非常规油气聚集类型、

特征、机理及展望——以中国致密油和致密气为例[J].石油学报,

2012,33(2):174 一I8.

[6]唐代绪,王华等. 美国 Barnett 页岩气开发中应用的钻井工

程技术分析与启示[J]. 中外能源,2011,4:47-50.

[7]崔青. 美国页岩气压裂增产技术[J]. 石油化工应用,2010,

10(29):1-3.

[8]余金陵,魏新芳.胜利油田智能完井技术研究新进展[J].石

油钻探技术,2011,2:68-72.

[9]窦宏恩,马世英. 巴肯致密油藏开发对我国开发超低渗透

油藏的启示[J]. 石油钻采工艺,2012,34(2):120-124.

[10]杨华,李士祥等. 鄂尔多斯盆地致密油、页岩油特征及资

源潜力[J].石油学报,2013,1:1-11.

附作者简介

陈登亚(1990-),男,2013 年大学毕业,硕士,现主要从事采油

工程方面的学习和研究。

和认识

1.目前,国内外对于致密油的定义不统一,考虑到我国的实

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