人们经常讲:地无压力不出油,人无压力轻飘飘。深埋地层里的石油依靠天然能量开采,地层压力会逐渐降低,直至供给能量枯竭,最终丧失自喷生产能力。
枯竭式开采:利用油气藏的天然能量进行的石油天然气开采。开采时油气储层无压力补给系统。随着开采的进行,天然能量逐渐释放,最终衰竭。
为了保持较长的开发周期和稳定的原油产量,会采取保持地层能量的开发方式。向地层注水以其便捷的水源和较低的成本,成为首选方式。
注水井中的水柱可以产生较大的静液压力,使得地面动力设备不需要提供很大的压力,即可使油层保持高于原油饱和压力的压力水平,这样地下原油中的溶解气就不会大量脱出,稳定的原油性质非常有利于保持良好的流动条件。
当油藏的边部或底部与较广阔的天然水域相连通时,油藏投入开采之后,含油部分产生的地层压降,会连续地向外传递到天然水域,引起天然水域内的地层水和储层岩石的累加式弹性膨胀作用,造成对含油部分的水侵作用。天然水域越大,渗透率越高,水驱作用越强。
当天然水域的储层与地面具有稳定供水的露头相连通,可形成供采平衡、地层水压力略降的理想水驱条件,此时油层的供液速度等于采液速度,油层压力基本保持不变,这样的水驱称为刚性水驱。刚性驱动油藏由于油藏压力基本不变,因此生产气油比、产液量也基本保持不变,但在油井见水后产油量将快速减少。
当边水、底水或注入水较少时,储层的供液速度小于采液速度,将不能保持地层压力不变,这样的水驱称为弹性水驱。弹性驱动油藏由于油藏压力逐渐下降,产液量也逐渐下降,生产气油比基本保持不变,在油井见水后产油量将快速减少。
油层的驱动方式随着开发进程及开发措施的实施与调整而变化。在油田开发的某个阶段,驱动方式(即驱动能量类型)可以从一种形式过渡到另一种形式。比如,对于地层压力高于饱和压力的油田,在开采初期没有注水,一般为弹性驱动;若有含水区,开采一段时间后,压力降落扩展至含水区后,呈现天然水压驱动;若供水不足,比如边水不充足,或油水接触区域的渗透率很低,采油速度较高,则可能出现弹性水压驱动;如果这个油藏是封闭的,则在弹性驱动后,便出现了溶解气驱动。
由于油藏的驱动方式不同,其驱动能量大小不同,因此油藏油气采收率也不同。一般水压驱动方式采收率最高,弹性驱动方式及气压驱动方式次之,而溶解气驱动方式及重力驱动方式的采收率最低。
对于缺少边水或没有气顶的油藏,通过人工注水或注气,就可以抑制和延缓溶解气驱动的过早出现,而使油藏长期处于人工水(气)压驱动方式下进行开发,从而达到提高采收率、合理开发油田的目的。由此看来,高压注水不仅可以驱动石油,还是一种价廉物美的石油开采驱动方式。