精細(xì)油藏描述在義 97塊的應(yīng)用

高寶國(guó),楊明嶺,信德發(fā),何茂秀,劉 霞

(中石化勝利油田分公司,山東 東營(yíng) 257200)

精細(xì)油藏描述在義 97塊的應(yīng)用

高寶國(guó),楊明嶺,信德發(fā),何茂秀,劉 霞

(中石化勝利油田分公司,山東 東營(yíng) 257200)

針對(duì)義 97塊儲(chǔ)層物性和連通性差、儲(chǔ)量動(dòng)用程度低、長(zhǎng)期處于停產(chǎn)狀態(tài)的突出問(wèn)題,運(yùn)用精細(xì)油藏描述方法,在沉積相、儲(chǔ)層、微構(gòu)造及剩余油分布規(guī)律重新認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行滾動(dòng)擴(kuò)邊、井網(wǎng)井距優(yōu)化,制訂以水驅(qū)為主的開(kāi)發(fā)調(diào)整方案?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)施取得良好的效果,使義 97塊儲(chǔ)量得到二次開(kāi)發(fā)動(dòng)用,為提高采收率奠定基礎(chǔ)。該研究對(duì)同類型油田的二次開(kāi)發(fā)調(diào)整有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。

精細(xì)油藏描述;二次開(kāi)發(fā);壓裂;義 97塊;渤南油田

引 言

義 97塊是渤南油田的一個(gè)低滲透斷塊。該塊于 1987年投入試采,新井一般壓裂投產(chǎn),初期單井平均日產(chǎn)油為 6.5～17.0 t/d。由于儲(chǔ)層物性差、天然能量不足等原因,產(chǎn)量下降快。1989年 9月以后,因供液差或井況差等原因,油井陸續(xù)關(guān)井,至1995年 10月,該塊全面停產(chǎn)。隨著低滲透油藏開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷提高[1-6],2007年優(yōu)選義 97井進(jìn)行壓裂改造恢復(fù)生產(chǎn),初期日產(chǎn)油量為 20 t/d。為恢復(fù)義 97塊產(chǎn)能,開(kāi)展精細(xì)油藏描述、合理井網(wǎng)井距和配套開(kāi)發(fā)技術(shù)等一系列研究,制訂并實(shí)施了二次開(kāi)發(fā)調(diào)整方案,取得了明顯效果。

1 地質(zhì)特征

渤南油田義 97塊位于沾化凹陷渤南洼陷南部斜坡帶和中部斷階帶的結(jié)合部位,是一個(gè)被多條斷層切割的斷塊區(qū),含油面積為 0.8 km2,石油地質(zhì)儲(chǔ)量為 141×104t,主要含油層系為下第三系沙河街組沙三段 8砂巖組,屬扇三角洲沉積體系。巖性以淺灰色細(xì)砂巖、中砂巖、含礫砂巖為主。礦物成分中,石英占 42%,長(zhǎng)石占 37%,巖屑占 21%。粒度中值為 0.12 mm,分選系數(shù)為 1.95,平均孔喉半徑為 0.709 7μm。膠結(jié)類型為泥質(zhì)膠結(jié),泥質(zhì)含量為 7%。油層孔隙結(jié)構(gòu)以粒間孔為主,平均孔隙度為 16.2%,空氣滲透率為 12×10-3μm2,屬低孔低滲儲(chǔ)層。地面原油密度為 0.860～0.903 g/cm3,地面原油黏度為 15.7～46.1 mPa·s。地層水為NaHCO3型,總礦化度為 11 000 mg/L。原始地層壓力平均為 30.4 MPa。油水分布受構(gòu)造和巖性控制,為構(gòu)造 -巖性油藏。

2 精細(xì)油藏描述

2.1 地層對(duì)比與劃分

沙三段是濟(jì)陽(yáng)坳陷一個(gè)三級(jí)地層層序,義 97塊主要含油層系沙三段 8砂巖組位于沙三段中部,存在較為穩(wěn)定的對(duì)比標(biāo)志,與其他層系分開(kāi)。上部分界標(biāo)志由 7砂巖組底部的穩(wěn)定泥巖、8砂巖組頂部的塊狀砂巖和泥巖組成,微電極曲線上 7砂巖組底部低平沙三段 8砂巖組頂為一組含灰質(zhì)高尖,自然電位曲線 7砂巖組底表現(xiàn)為穩(wěn)定的泥巖。下部分界標(biāo)志為 8砂巖組和 9砂巖組之間的一套油頁(yè)巖、泥巖和灰質(zhì)泥巖組合,呈明顯高阻異常,底部出現(xiàn)“U”字型低電阻,全區(qū)發(fā)育穩(wěn)定。在砂層組劃分基礎(chǔ)上,根據(jù)沉積韻律性和巖性變化,以等高程和相變的方法將 8砂巖組細(xì)分為 3個(gè)小層。

2.2 精細(xì)構(gòu)造解釋

應(yīng)用三維地震資料,通過(guò)制作多井合成聲波地震記錄,對(duì)主要目的層的地震地質(zhì)層位進(jìn)行了準(zhǔn)確層位標(biāo)定。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用 Geoframe地震解釋軟件對(duì)主要目的層地震地質(zhì)層位以及斷層進(jìn)行解釋追蹤,地震與地質(zhì)相互結(jié)合、相互校驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了主要目的層及斷層統(tǒng)一閉合解釋。應(yīng)用地震層拉平、沿層相干分析、地震反射層位閉合及斷面閉合等手段對(duì)主要目的層進(jìn)行解釋追蹤和斷裂平面組合。應(yīng)用分層建立平均速度場(chǎng)的方法,實(shí)現(xiàn)了時(shí)深轉(zhuǎn)換及構(gòu)造成圖。

義 97塊構(gòu)造破碎,斷層較為發(fā)育,通過(guò)合成地震記錄標(biāo)定結(jié)合實(shí)鉆井資料開(kāi)展精細(xì)構(gòu)造解釋,重新組合了斷裂系統(tǒng)。共解釋出二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)斷層 6條,其中 5條為近東西向,1條為北西向,將該塊切割為義 97、義 99-7和義 99-21共 3個(gè)斷塊。3個(gè)斷塊均為東高西低的單斜構(gòu)造,分別具有獨(dú)立的油水界面。

2.3 儲(chǔ)層分布特征

義 97塊沙三段 8砂巖組為斷陷湖盆沉積的近源淺水 -較深水扇三角洲沉積體系,物源來(lái)自東南方向的孤島凸起,具有近物源特點(diǎn)。8砂巖組沉積微相可細(xì)分為主水道、水道邊緣、水道間以及扇三角洲前緣微相[7-8]。

義 97斷塊沙三段 8砂巖組儲(chǔ)層發(fā)育,最厚處達(dá)到 30 m,其南部的義 99-7斷塊和義 99-21斷塊高部位無(wú)井控制。根據(jù)精細(xì)構(gòu)造描述和沉積相研究成果,結(jié)合相控理論[9],預(yù)測(cè)南部 2個(gè)斷塊高部位為有利的成藏區(qū)域。據(jù)此,在 2個(gè)斷塊各部署1口新井,分別鉆遇沙三段 8砂巖組儲(chǔ)層 8.6 m和16.5 m,落實(shí)了 8砂巖組儲(chǔ)層整體展布特征。3個(gè)小層平面上儲(chǔ)層展布具有以下特點(diǎn)。

(3)通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)擬合發(fā)現(xiàn),奧氏體含量與N含量符合Y=-7.9+501.8X-822.5X2關(guān)系式.當(dāng)N含量為1.545%時(shí),Fe-21Cr-3Ni-1Mo-N雙相不銹鋼兩相比例為1∶1,并通過(guò)對(duì)Creq/Nieq值的計(jì)算驗(yàn)證了N元素的奧氏體化作用是Ni的30倍.

(1)81層發(fā)育 2條水道。西邊的水道寬度為500～800 m,沉積中心在義 99-7斷塊,厚度超過(guò)20 m;東邊的水道寬度不到 400 m,沉積厚度一般小于 5 m。

(2)82層發(fā)育 2條水道,在義 97塊北端 2條水道匯合。西邊的水道寬度為 400～800 m,沉積中心在義 99-7斷塊,厚度近 20 m;東邊的水道寬度為 500～700 m,沉積中心在義 97斷塊,厚度近20 m。

(3)83層平面上連片分布,西部厚度一般在10 m以上,東部厚度一般在 8 m以下,沉積中心位于西側(cè)義 97井附近,厚度超過(guò) 25 m。

3 二次開(kāi)發(fā)方案研究

3.1 井網(wǎng)井距的優(yōu)化

根據(jù)低滲透油藏滲流機(jī)理研究成果[10],計(jì)算出義 97塊極限控制半徑為 71 m,技術(shù)極限井距為142 m。根據(jù)最終采收率和井網(wǎng)密度的計(jì)算公式,結(jié)合工業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理,計(jì)算出在油價(jià)為 75美元/桶時(shí),義 97塊經(jīng)濟(jì)合理注采井距為 200 m。

渤南油田沙三段油藏水淹規(guī)律研究結(jié)果表明,水淹方向受沉積相控制,沿沉積主河道方向水淹快。根據(jù)義 97塊儲(chǔ)層展布和構(gòu)造特點(diǎn),對(duì) 3個(gè)自然斷塊分別部署注采井網(wǎng)。義 97斷塊面積較大,油層疊合連片,采用排狀注采井網(wǎng),井排方向與沉積相方向基本一致,排距為 210 m,注采井距為 200 m;義 99-7斷塊和義 99-21斷塊含油面積小,難以形成規(guī)則的面積注采井網(wǎng),采用點(diǎn)狀注水井網(wǎng),注采井距為 200 m。

根據(jù)以上研究成果編制義 97塊開(kāi)發(fā)調(diào)整方案。設(shè)計(jì)總井 24口,油井 15口,注水井 9口;鉆新井 21口,其中油井 12口,水井 9口,恢復(fù)長(zhǎng)停油井 2口。

3.2 儲(chǔ)層改造技術(shù)

水力壓裂是提高低滲透油藏油井產(chǎn)能的重要手段[11-12]。義 97塊沙三段油層低孔低滲,自然產(chǎn)能低,需要壓裂改造。針對(duì)油層埋藏深、溫度高、閉合壓力大、施工壓力高的特點(diǎn),油井壓裂的技術(shù)思路是:控縫高,造長(zhǎng)縫,提高壓裂液破膠后返排率。

3.2.1 壓裂材料優(yōu)選

壓裂材料對(duì)有效裂縫長(zhǎng)度、裂縫導(dǎo)流能力以及施工作業(yè)費(fèi)用等有顯著的影響。針對(duì)義 97塊油藏特點(diǎn),經(jīng)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和優(yōu)選,壓裂液采用適應(yīng)高溫深井的羥丙基胍膠壓裂液,支撐劑采用陶粒。

3.2.2 壓裂規(guī)模優(yōu)化設(shè)計(jì)

采用全三維壓裂模擬軟件對(duì)油井進(jìn)行模擬和優(yōu)化設(shè)計(jì),裂縫單翼最佳長(zhǎng)度為 70～100 m,合理加砂強(qiáng)度為 2～3 m3/m。

3.2.3 壓裂施工參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

泵注方式采用 ?89 mm+Y531B封隔器管柱,油管進(jìn)液。根據(jù)壓裂段和射孔段,選擇施工排量為3.5～5.5 m3/min。根據(jù)油層情況及壓裂液性能,確定前置液量為 40%～55%,平均砂比 30%以上,最高砂比為 70%。

3.2.4 壓裂工藝優(yōu)化配套

采用微膠囊破膠劑工藝,延遲交聯(lián),實(shí)現(xiàn)全程破膠,使壓裂液壓后破膠徹底,減少對(duì)地層的傷害。采用變排量施工工藝,控制裂縫的垂向延伸。

3.3 水質(zhì)改造技術(shù)

注入水水質(zhì)是影響低滲透油藏開(kāi)發(fā)效果的重要因素[13]。義 97塊注水水源為初步處理過(guò)的渤南油田采出污水,水質(zhì)無(wú)法達(dá)到低滲透油田注水要求,主要是懸浮固體含量、含油量超標(biāo) (表 1)。懸浮物粒徑中值偏小,且密度小、懸浮于水中呈分散狀態(tài),不易沉降,不易過(guò)濾去除。

表 1 義 97塊注水水質(zhì)對(duì)比

在室內(nèi)開(kāi)展了水質(zhì)處理技術(shù)實(shí)驗(yàn)和對(duì)比優(yōu)選,從處理效果、經(jīng)濟(jì)效益和現(xiàn)場(chǎng)操作等幾方面綜合考慮,采用“化學(xué)輔助沉降 +金屬膜過(guò)濾器過(guò)濾”工藝處理污水。加入化學(xué)劑輔助藥劑后,污水懸浮物粒徑明顯變大,小于 1μm的懸浮物約占總量的0.29%,粒徑中值為 34μm,大于 10μm的懸浮物約占總量的 90%,雜質(zhì)易過(guò)濾去除。再經(jīng)過(guò)金屬膜過(guò)濾器過(guò)濾后,含油量和固體懸浮顆粒含量下降到 1 mg/L以下,達(dá)到注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

4 實(shí)施效果

(1)含油范圍增大,儲(chǔ)量增加。通過(guò)油藏描述,義 99-7和義 99-21斷塊高部位新增含油面積 0.57 km2,石油地質(zhì)儲(chǔ)量 72×104t。

(2)實(shí)現(xiàn)斷塊二次開(kāi)發(fā),采收率大幅度提高。通過(guò)調(diào)整,停產(chǎn) 10多年后得到重新開(kāi)發(fā),預(yù)計(jì)采收率提高到 25.4%,增加可采地質(zhì)儲(chǔ)量 39×104t。

5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

(1)精細(xì)油藏描述技術(shù)是二次開(kāi)發(fā)研究的技術(shù)基礎(chǔ),通過(guò)精細(xì)油藏描述技術(shù),對(duì)地質(zhì)體、剩余油分布規(guī)律重新認(rèn)識(shí),找到區(qū)塊采收率低和開(kāi)采難度大的原因,為制訂相應(yīng)的調(diào)整方案提供可靠的依據(jù)。

(2)合理的井網(wǎng)井距、達(dá)標(biāo)的注入水水質(zhì)、配套的采油工藝技術(shù)是低滲透油藏高效開(kāi)發(fā)的前提。

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編輯 姜 嶺

TE341

A

1006-6535(2010)06-0069-03

20100324;改回日期:20100402

中石化勝利油田分公司重點(diǎn)科研項(xiàng)目“精細(xì)油藏描述技術(shù)推廣應(yīng)用研究”(YT0703)

高寶國(guó) (1972-),男,高級(jí)工程師,1995年畢業(yè)于西南石油學(xué)院油藏工程專業(yè),現(xiàn)從事油田開(kāi)發(fā)研究工作。