我国海上低渗油田分类标准研究＊

张金庆 杨凯雷 梁 斌

（中海油研究总院）

我国海上低渗油田分类标准研究＊

张金庆 杨凯雷 梁 斌

（中海油研究总院）

在分析低渗油田国家分类标准的基础上，基于低渗油田启动压力梯度和岩心应力敏感性实验，形成了我国海上低渗油田分类标准：渗透率在10～50 mD的油田为一般低渗透油田，此类油田储层可忽略启动压力梯度和压敏效应；渗透率在5～10 mD的油田为特低渗透油田，此类油田储层存在启动压力梯度，但压敏效应可忽略；渗透率低于5 mD的油田为超低渗透油田，此类油田储层同时存在启动压力梯度和压敏效应。根据这一分类标准，可以较好地梳理中国近海低渗油田的油气资源，筛选出在目前技术和经济条件下适合开采的低渗油田。

海上低渗油田 分类标准 应力敏感性 启动压力梯度

随着中国海洋石油开发力度加大，越来越多的优质储量已被动用，而未开发储量中低渗难采储量越来越多。据不完全统计，中国海油2009年的低渗油田产量近100万m3，低渗产量占总产量的比例较低。随着中国近海深层油田勘探的进行，低渗油田的探明储量比例会越来越大。由于海上油田开发受环境和成本的制约，其低渗油田的开发比陆上油田更加困难。为充分动用海上低渗油田的储量，提高低渗油田的产量比例，技术上必须更先进，评价上必须更准确。

低渗油田存在启动压力梯度和应力敏感现象[1－4]，这些非线性渗流现象增加了低渗油田的开发难度。由于启动压力梯度决定了开发井距的大小，应力敏感决定了生产压差的大小，而井距和压差则是影响油田开发效果的关键因素之一，因此有必要确定存在启动压力梯度和（或）应力敏感时的渗透率上限值，将我国海上低渗油田按渗透率进行分类，筛选出在目前技术和经济条件下适合开采的海上低渗油田。

1 低渗油田国家分类标准

低渗油田是一个相对概念，目前世界上没有一个统一的标准。美国将渗透率不大于100 mD的油田称为低渗油田，前苏联将渗透率为50～100 mD的油田称为低渗油田。我国国家标准将渗透率低于50 m D的油田称为低渗油田。这一分类标准是基于陆上不同渗透率岩心的驱替试验结果（图1）。从图1可以看出：当渗透率高于50 mD时，随着渗透率增加，无水采收率和最终采收率基本不变，因此将渗透率值50 mD作为低渗油田的上限。

图1 驱替速度为0.52×10－5 m/s时采收率与渗透率关系[5]

基于大庆油田外围三肇地区的单层试油得出了图2所示的单位厚度采油量与渗透率的关系[5]。从图2看出：当渗透率为10 m D时，单位厚度采油量仅为0.5 t/（d·m）；当渗透率大于10 mD时，单位厚度采油量随渗透率的增加而急剧增加；当渗透率小于10 mD时，单位厚度采油量随渗透率的增加而增加的幅度较小，因此将渗透率值10 mD作为一般低渗油田和特低渗油田的分界限。对于渗透率小于1 m D的油田，在常规开发方式下没有产量，而通过简单的压裂改造后仍有一定的生产能力。因此，低渗油田更进一步的分类是：渗透率在10～50 mD的油田为一般低渗油田，渗透率在1～10 m D的油田称为特低渗油田，渗透率小于1 mD的油田称为超低渗油田。

2 我国海上低渗油田分类标准

目前我国低渗油田分类标准仅考虑了低渗油田的采油能力和增产措施，没有考虑低渗油田内在的渗流特征和规律。因此，有必要在低渗油田国家分类标准的基础上，结合低渗岩心的启动压力梯度和应力敏感实验，对低渗油田重新进行分类，形成我国海上低渗油田分类标准。

2.1 启动压力梯度和应力敏感实验

当储层渗透率降到一定程度后，油水渗流具有明显的非达西渗流特征，即当驱动压力梯度达到一定值后流体才开始流动，此时的驱动压力梯度为启动压力梯度[5]。

图3为某低渗油田岩心的启动压力梯度实验结果，可以看出：当渗透率低于10 mD时，启动压力梯度随渗透率的减小而急剧增加，启动压力梯度的影响不可忽略；当渗透率高于10 mD时，启动压力梯度很小，几乎可以忽略不计。由此可见，渗透率值10 mD可以视为存在启动压力梯度的上限值，低于10 mD时必须考虑启动压力梯度的影响，高于10 mD时可忽略启动压力梯度的影响。

低渗油藏在开发过程中，由于压力下降导致岩石骨架变形，使孔隙度、渗透率降低且不可逆，此现象为应力敏感现象[6]。基于陆上某低渗油田16块低渗岩心的应力敏感实验[7]，得到了渗透率损失率与初始渗透率关系曲线（图4）。

图4 某低渗油田16块岩心渗透率损失率与初始渗透率关系图[7]

从图4可以看出：当渗透率大于5 mD时，渗透率损失率小于5%，其影响可以忽略不计，这种条件下油田开发时可以像常规储层一样通过放大生产压差来提高单井产能；当渗透率小于5 mD时，渗透率损失率急剧增大，且随渗透率的减小而增加。由此可见，渗透率等于5 mD可作为岩心存在应力敏感现象的上限值，低于5 m D时必须考虑应力敏感的影响，高于5 mD时可忽略应力敏感的影响。

2.2 海上低渗油田分类标准

基于以上启动压力梯度和应力敏感实验的研究成果，确定海上低渗油田存在启动压力梯度的渗透率上限值为10 mD，存在应力敏感的渗透率上限值为5 mD。结合这2个渗透率上限值，可将海上低渗油田分为3类：渗透率在10～50 mD的油田为一般低渗透油田，此类油田储层可忽略启动压力梯度和压敏效应，可按常规物性油田的开发思路开发；渗透率在5～10 m D的油田为特低渗透油田，此类油田储层存在启动压力梯度，但压敏效应可忽略，可根据具体油田的地质油藏特征优选相对好的区块或层段开发；渗透率低于5mD的油田为超低渗透油田，此类油田储层同时存在启动压力梯度和压敏效应，在目前海上技术经济条件下不具备开发条件。

3 结束语

基于低渗油田国家分类标准，借助低渗油田岩心的启动压力梯度和应力敏感实验，将海上低渗油田分为一般低渗透油田（渗透率在10～50 m D）、特低渗透油田（渗透率在5～10 mD）和超低渗透油田（渗透率低于5 mD）。应用这一分类标准可以较好地梳理中国近海低渗油田的油气资源，即在目前海上开发技术和经济条件下主要考虑开发渗透率在10～50 mD的低渗油田；对于渗透率在5～10 mD的特低渗透油田，可在已开发低渗油田中优选相对好的区块或层段采取措施进行开发；对于渗透率低于5 mD的超低渗透油田则暂不考虑，从而使海上低渗油田的开发变得有的放矢。

[1] 李中锋.低渗透储层非达西渗流机理探讨[J].特种油气藏，2005，2（5）：27－32.

[2] 李道品.高效开发低渗透油藏的关键和核心[J].低渗透油气田，2006，11（3）：1－7.

[3] 许家峰，孙福街，田冀，等.考虑启动压力梯度时普通稠油非线性渗流模型解析求解方法[J].中国海上油气，2011，23（1）：32－35.

[4] 罗二辉，王晓冬.双重低渗介质含启动压力梯度不定常渗流研究[J].中国海上油气，2011，23（5）：318－321.

[5] 李道品.低渗透砂岩油田开发[M].北京：石油工业出版社，1997.

[6] 张浩，康毅力，陈一健，等.鄂尔多斯盆地北部致密砂岩气藏应力敏感性实验分析[J].低渗透油气田，2005，10（1）：17－20.

[7] 王秀娟，赵永胜，文武，等.低渗透储层应力敏感性与产能物性下限[J].石油与天然气地质，2003，24（2）：162－165.

A classification of low－permeability oilfields offshore China

Zhang Jinqing Yang Kailei Liang Bin
（CNOOC Research Institute，Beijing，100027）

According to an analysis of the national classification for low－permeability oilfields and some experiments of threshold pressure gradient and core stress sensitivity in low－permeability oilfields，a new classification was developed for the low－permeability oilfields offshore China.In this new classification，the oilfields with permeability between 10～50 mD are considered as GENERAL low－permeability oilfields，in whose reservoirs the effects of threshold pressure gradient and stress sensitivity can be ignored；the oilfields with permeability between 5～10 mD are referred to SPECIAL low－permeability oilfields，in whose reservoirs the stress sensitivity effect can be ignored，but the effect of threshold pressure gradient exists；and the oilfields with permeability below 5 mD are referred to ULTRA low－permeability oilfields，in whose reservoirs both the effects of threshold pressure gradient and stress sensitivity exist.This new classification can be used to classify reasonably the low－permeability hydrocarbon resources offshore China and select the low－permeability oilfields that can be developed effectively under the present technology and economy.

low－permeability oilfield；classification；stress sensitivity；threshold pressure gradient

＊中海油研究总院2009—2011年度综合科研项目“海上三低油田开发关键技术评价研究”部分研究成果。

张金庆，男，教授级高级工程师，现任中海油研究总院开发研究院院长，主要从事油气田开发及数值模拟方面的研究。地址：北京市东城区东直门外小街6号海油大厦（邮编：100027）。电话：010－84522170。

2012－02－24

（编辑：杨 滨）