Albacora Leste油田開(kāi)發(fā):儲(chǔ)層情況和開(kāi)發(fā)策略

編譯:張群 (大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠)

審校:楊為華 (大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠地質(zhì)大隊(duì))

Albacora Leste油田開(kāi)發(fā):儲(chǔ)層情況和開(kāi)發(fā)策略

編譯:張群 (大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠)

審校:楊為華 (大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠地質(zhì)大隊(duì))

Albacora Leste是坎普斯盆地中最大深水油田之一,其組成為中新世高孔隙度、高滲透率的砂巖,其有效厚度為5～35 m,適于水平井開(kāi)發(fā)。在沉積期后,侵蝕河道產(chǎn)生流體遮擋形成不同的儲(chǔ)層單元。文章論述了該油田主要的儲(chǔ)層情況以及開(kāi)發(fā)過(guò)程中所采取的策略。

沉積侵蝕濁流河道 高流率井地質(zhì)模型 儲(chǔ)層流體模型 開(kāi)發(fā)策略

1 簡(jiǎn)介

在坎普斯盆地北部的大型Albacora Leste深水油田,其儲(chǔ)層埋深一般在2 300～2 600 m,這些儲(chǔ)層為好的硅質(zhì)碎屑中新世砂巖,其平均孔隙度為30%,平均絕對(duì)滲透率為3 000 mD,原油重度為16.5～21.5 API,Albacora Leste油田總體上油的采收率為90×106m3,氣的采收率為10×109m3。油田發(fā)現(xiàn)于1986年,但油田環(huán)境的挑戰(zhàn)減緩了油田的開(kāi)發(fā),油田需要新技術(shù)的支持,例如長(zhǎng)水平填礫井及隔熱管道技術(shù)。開(kāi)發(fā)井鉆于2002年。一個(gè)容量為28 600 m3的浮式采油、儲(chǔ)油、卸油油輪 (FPSO),P50,用于生產(chǎn)。2006年末當(dāng)所有生產(chǎn)井都生產(chǎn)時(shí)能達(dá)到原油生產(chǎn)高峰。

2 地震資料

1987年該地區(qū)獲得最早的三維地震資料,但是采集的參數(shù)以及處理過(guò)程對(duì)于儲(chǔ)層特性的表征并不太好。在2001年,獲得了一種新的三維地震資料,它能對(duì)油田開(kāi)發(fā)的儲(chǔ)層特性予以表征。圖1顯示了在主要儲(chǔ)層區(qū)域,1987年和2001年地震資料的不同。新的地震資料在解釋Albacora Leste地質(zhì)模型上有顯著的改進(jìn)。由于地震分辨率的提高,儲(chǔ)層邊界、河道砂體、河道沖刷等刻畫(huà)得更好。

一般在地震三維體中儲(chǔ)層表現(xiàn)為低阻抗,且很明顯地區(qū)別于周?chē)@示高阻抗的深海頁(yè)巖。在Albacora Leste區(qū)域,由于存在著低阻抗的頁(yè)巖及薄互層 (薄的頁(yè)巖及砂巖疊合層序),形成負(fù)振幅的地震反射,從而與好儲(chǔ)層的反射相似。通常低阻抗的頁(yè)巖及薄互層可以通過(guò)振幅隨炮檢距變化(AVO)分析和彈性反演來(lái)區(qū)分,但是在Albacora Leste區(qū)域由于低地震分辨率,這些方法不能解決問(wèn)題。由于相同的原因,識(shí)別出小型氣頂也很困難。模型表明鉆井中小的氣藏厚度即使用疊前技術(shù)在以前也沒(méi)能探測(cè)到,主要是地震脈沖干擾效應(yīng)造成的。

圖1 1987年和2001年同一層地震振幅水平切片對(duì)比

2005年,獲得了一種在較小接收器上有更多地震道數(shù)的三維地震,它能獲得更多的頻率組成。這種地震將來(lái)能更好地控制儲(chǔ)層及可能用作四維研究,從而識(shí)別出差的儲(chǔ)集體。

3 開(kāi)發(fā)策略

鉆完大部分開(kāi)發(fā)井后發(fā)現(xiàn),很多小型自由氣頂分布在油田里,并且在油田開(kāi)發(fā)目標(biāo)儲(chǔ)層中忽略了很多自然含水層的流體。大量水體的注入對(duì)于提高采收率和增加采油速度都是很重要的。注水對(duì)維持氣頂也很重要,它能避免開(kāi)發(fā)井中未成熟氣噴出。高注入能力井是需要的,在 P-50運(yùn)作以后,開(kāi)始實(shí)施集中注水。由于儲(chǔ)層非常的區(qū)塊化,且注水是針對(duì)所有生產(chǎn)儲(chǔ)集區(qū)塊,所以需要很多注水井。

為了達(dá)到要求的生產(chǎn)和注水速率,所有16口生產(chǎn)井和14口注水井都水平填礫完井以控制砂體,因?yàn)榇嬖谥垂探Y(jié)的砂巖儲(chǔ)層。水平段范圍為500～800 m。使用了氣體舉升以增加流體速率。

一些研究表明在生產(chǎn)井以及生產(chǎn)設(shè)備里面的沉積垢主要來(lái)源于海水的注入及海水與地層水間的相互作用。在P-50 FPSO中安裝了除酸設(shè)備,通過(guò)除酸及嚴(yán)格控制注水質(zhì)量來(lái)減少或避免儲(chǔ)層酸化。

在復(fù)雜的濁流沉積體系中,附近區(qū)塊的儲(chǔ)層壓力數(shù)據(jù)和2001年三維地震數(shù)據(jù)表明:嚴(yán)重的儲(chǔ)層非均質(zhì)化影響排驅(qū)格局的設(shè)計(jì)。因此,在鉆生產(chǎn)井之前預(yù)先選擇鉆一些探井以收集儲(chǔ)層資料。探井表明小型氣頂有著不同的氣油界面。在收集的油樣品中發(fā)現(xiàn),油密度及CO2含量存在著變化,這說(shuō)明儲(chǔ)層的非均質(zhì)性。探井也能用來(lái)核實(shí)儲(chǔ)層頂及底深,這樣能進(jìn)一步設(shè)計(jì)高凈儲(chǔ)層的水平井,這樣的水平井可從定向探井側(cè)向鉆進(jìn),從而降低資本開(kāi)支。

水平井雖然有長(zhǎng)度,但是它們?cè)趲缀涡螒B(tài)上設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,可以最大程度地減少鉆井和完井問(wèn)題。所有生產(chǎn)井和一些注水井都裝有井下壓力計(jì)。這種井下壓力和溫度數(shù)據(jù)為流體檢測(cè)、氣舉優(yōu)化、儲(chǔ)層控制等提供了準(zhǔn)確的信息。

完井后立即進(jìn)行井?dāng)?shù)據(jù)測(cè)試以從根本上優(yōu)化儲(chǔ)層中井位設(shè)置和改進(jìn)鉆井、完井技術(shù)。這種策略的另一個(gè)積極作用是降低了不確定性,因?yàn)樗鼘?duì)有效儲(chǔ)層滲透率、與儲(chǔ)層邊界的距離、井生產(chǎn)指數(shù)(PI)、注水指數(shù) (II)及產(chǎn)油潛能有更好的了解。另外,還可在首次產(chǎn)油前清除污染損害問(wèn)題。每口井測(cè)試以后,檢測(cè)新信息并且更新流體模型。

4 地質(zhì)模型

在油田開(kāi)發(fā)計(jì)劃實(shí)施中及時(shí)更新地質(zhì)和流體模型,以為鉆井、井位設(shè)置和經(jīng)濟(jì)分析、儲(chǔ)量估算等提供支持。為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo),以儲(chǔ)層構(gòu)造圖、主要層位有效砂巖厚度變化圖等為基礎(chǔ),建立了地質(zhì)流體模型。

在地質(zhì)模型的基礎(chǔ)上,建立了一種更精細(xì)的模型,該模型以沉積相分布為基礎(chǔ)。由于低的地震分辨率,很難確定河道外型。為解決這個(gè)問(wèn)題,研究了類(lèi)比露頭巖層,主要研究沉積侵蝕濁流河道數(shù)據(jù),這些研究結(jié)果作為目標(biāo)模擬輸入的原始數(shù)據(jù)。在生成模型的過(guò)程中,需進(jìn)行稍微的數(shù)據(jù)修改。

通過(guò)分析地震振幅和阻抗圖、井間地震剖面和地震屬性切片能解釋儲(chǔ)層非均質(zhì)性及約束體 (流體屏障)連通性,這種方法應(yīng)用于地質(zhì)和流體模型中。主要的儲(chǔ)層非均質(zhì)性與以下兩個(gè)因素有關(guān):①侵蝕AB140和AB210儲(chǔ)層 (在振幅圖中較清晰)的較新河道;②側(cè)向尖滅沿沉積軸向分布的濁積體。

地震解釋、井?dāng)?shù)據(jù)、流體分析以及儲(chǔ)層靜壓力數(shù)據(jù)等廣泛應(yīng)用于AB140和AB210區(qū)域的儲(chǔ)層區(qū)塊的解釋。通過(guò)特殊的取心技術(shù)來(lái)描述儲(chǔ)層沉積相的特征,同時(shí)建立更為合理的地質(zhì)模型。

為了解復(fù)雜的儲(chǔ)層流體分布,進(jìn)行了地球化學(xué)研究。雖然研究表明只有一種烴源巖,但是油氣運(yùn)移發(fā)生在兩個(gè)不同時(shí)期。在有些區(qū)域,油氣是以生物降解和非生物降解的混合形式存在的。

儲(chǔ)層的復(fù)雜性和薄砂巖給井位設(shè)計(jì)和鉆探帶來(lái)挑戰(zhàn)。應(yīng)付這種挑戰(zhàn)的策略就是在有很大不確定性的區(qū)域先鉆探井以收集儲(chǔ)層數(shù)據(jù),并且及時(shí)更新地質(zhì)和流體模型。這些措施能降低不確定性及更好地控制風(fēng)險(xiǎn),從而在初始階段后對(duì)開(kāi)發(fā)方案進(jìn)行改進(jìn)。

5 儲(chǔ)層流體模型

儲(chǔ)層模擬用來(lái)建立和調(diào)整油田開(kāi)發(fā)計(jì)劃以及確定最終的采收率和生產(chǎn)剖面。模擬中用到一種黑油三維三階段商用數(shù)字模擬器。沿井、管線和立管的多相流通過(guò)多相流平臺(tái)連接至模擬模型。其中也考慮了氣舉優(yōu)化選配。

模擬模型是建立在儲(chǔ)層整體框架上的,主要通過(guò)三維地震數(shù)據(jù)及地質(zhì)解釋來(lái)定義儲(chǔ)層整體框架。這種綜合應(yīng)用形成了一種實(shí)用的模擬模型,用來(lái)研究油田開(kāi)發(fā)方案,調(diào)整和優(yōu)化項(xiàng)目措施以及預(yù)測(cè)生產(chǎn)規(guī)模和儲(chǔ)量。

建立的數(shù)字流體模型考慮了所有儲(chǔ)層,可用來(lái)優(yōu)化鉆井的數(shù)量、類(lèi)型和位置。在每口井鉆探過(guò)程中獲取的數(shù)據(jù)及時(shí)地用來(lái)更新地震、地質(zhì)模型和數(shù)字模擬器的輸入數(shù)據(jù)文件。更新的過(guò)程很快 (一般不到兩星期),原因是有一個(gè)由地球物理學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家和儲(chǔ)層工程師組成的綜合團(tuán)隊(duì)以及一個(gè)專用的軟件鏈。

為取得必要的更新模擬模型的速度,只考慮最顯著的非均質(zhì)性、儲(chǔ)層巖石以及流體特征。在每個(gè)儲(chǔ)層區(qū)塊中都假定了平均孔隙度、滲透率和初始飽和度。模擬模型中使用的PI和II是用不同種方法交叉確認(rèn)建立的,最初這些是通過(guò)分析公式和坎普斯盆地中相似儲(chǔ)層及井位的經(jīng)驗(yàn)建立的。因?yàn)樗械拈_(kāi)發(fā)井都是完井后即進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)試,所以實(shí)際上井測(cè)試的PI和II都是在儲(chǔ)層模型中更新的,以便獲得一個(gè)更實(shí)際的生產(chǎn)剖面。

6 井設(shè)計(jì)

通常儲(chǔ)層組提交給其他組井位的儲(chǔ)層特征、相關(guān)的預(yù)測(cè)泄流概念以及設(shè)計(jì)的鉆井軌跡。鉆井和完井組主要指出井結(jié)構(gòu)的局限性,并提出井設(shè)計(jì)的改進(jìn)方法。地質(zhì)實(shí)施組負(fù)責(zé)監(jiān)督鉆井使建井按設(shè)計(jì)進(jìn)行。在鉆井或完井過(guò)程中,如果出現(xiàn)影響計(jì)劃進(jìn)行的情況則所有組一起討論替換方案。

由于儲(chǔ)層特性的不同以及存在很多分散的小型氣頂,故鉆水平井前先鉆探井。探井能更好地弄清楚儲(chǔ)層沉積相的特征,并且修正地震時(shí)深關(guān)系式,這些對(duì)于設(shè)計(jì)最佳的水平井軌跡都很關(guān)鍵。

通過(guò)鉆時(shí)測(cè)井工具和特殊軟件來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)規(guī)劃和地質(zhì)導(dǎo)向,大大減少了井的重鉆,提高了水平井的產(chǎn)層有效厚度。由于產(chǎn)層有效厚度較小 (一些水平井的垂直有效產(chǎn)層厚度小于10 m),成像測(cè)井的使用對(duì)于地質(zhì)導(dǎo)向來(lái)說(shuō)是必要的。與實(shí)時(shí)地質(zhì)導(dǎo)向軟件相關(guān)的電阻率成像測(cè)井響應(yīng),可監(jiān)控井路徑以及校正井軌跡。

完井后所有的水平生產(chǎn)井和注水井都要進(jìn)行測(cè)試,以評(píng)價(jià)鉆井和完井技術(shù)的效果,從而在井設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)井位置、鉆井以及完井進(jìn)行改進(jìn)。

這種規(guī)劃、地質(zhì)導(dǎo)向和井評(píng)價(jià)能帶來(lái)更好的井位置、厚的水平井有效生產(chǎn)層、PI或 II的提高,以及減少井的重復(fù)鉆探及增加工程收益。

7 結(jié)論

開(kāi)發(fā)深水油田需要有高流率井,在Albacora

Leste項(xiàng)目中,長(zhǎng)水平填礫井以及開(kāi)始階段大量海水的注入能實(shí)現(xiàn)這樣的要求。為了減少儲(chǔ)層的不確定性和鉆進(jìn)有效生產(chǎn)層厚度大的井 (為獲得高流率),在鉆水平井前先鉆探井。所有的生產(chǎn)井和注水井在完井后即進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)試以從根本上實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的改進(jìn)。以儲(chǔ)層為目標(biāo)的三維地震數(shù)據(jù)的采集和處理對(duì)于項(xiàng)目的成功實(shí)施非常重要。在鉆探階段,多個(gè)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的水平井位以及鉆探、測(cè)井工具的優(yōu)選和細(xì)致的地質(zhì)導(dǎo)向?qū)τ阢@得高產(chǎn)能生產(chǎn)井和注水井都是關(guān)鍵。

資料來(lái)源于美國(guó)《JPT》2006年10月

10.3969/j.issn.1002-641X.2010.9.002

2009-05-07)