港東七八斷塊特高含水期剩余油潛力研究

羅二輝,王曉冬,丁亞平,張 麗,王 磊

(1.中國地質(zhì)大學(北京),北京100083;2.中國石油大港油田公司勘探開發(fā)研究院)

港東七八斷塊特高含水期剩余油潛力研究

羅二輝1,王曉冬1,丁亞平2,張 麗1,王 磊1

(1.中國地質(zhì)大學(北京),北京100083;2.中國石油大港油田公司勘探開發(fā)研究院)

港東七八斷塊屬于典型的復雜斷塊油藏,歷經(jīng)40多年的開采,已進入特高含水期。由于斷層的導流或者遮擋作用及復雜多變性,單一分析方法難以湊效。利用傳統(tǒng)油藏工程動態(tài)分析方法從最基本的水驅(qū)特征曲線、含水上升規(guī)律及開發(fā)效果進行綜合分析。在此基礎(chǔ)之上,結(jié)合地質(zhì)建模和油藏數(shù)值模擬技術(shù),動靜結(jié)合,充分認識了油藏特征及油氣水運動規(guī)律,預(yù)測出剩余油位置和數(shù)量。

港東七八斷塊;特高含水期;水驅(qū)特征曲線;油藏數(shù)值模擬;剩余油潛力

港東七八斷塊位于黃驊凹陷中區(qū)北大港二級斷裂構(gòu)造帶的東南部,屬典型的復雜斷塊油田。由于斷層開閉變動可以成為流體運移通道或?qū)τ蜌馄鸬秸趽踝饔?因而斷層的多變性成為研究難點之一[1];同時受油層內(nèi)部非均質(zhì)性影響,復雜斷塊油田進入特高含水期,地下仍有可觀的可動剩余油[2]。研究區(qū)塊含油面積4.5km2,地質(zhì)儲量1179.58×104t,于1965年投產(chǎn),歷經(jīng)40多年的開采,目前處于特高含水期產(chǎn)量遞減階段階段。截至2009年,累積產(chǎn)油422.51×104t,累積注水 1671.55×104m3,綜合含水93.1%,采收率35.49%,采出程度29.02%。針對該區(qū)高含水、高采出程度、產(chǎn)量逐年遞減、低效無效循環(huán)注水以及各類油層水淹程度不均等,利用油藏工程動態(tài)分析方法結(jié)合地質(zhì)建模和油藏數(shù)值模擬,在動靜結(jié)合基礎(chǔ)之上充分認識油藏特征及油氣水運動規(guī)律,進行剩余油潛力研究,為油田特高含水期挖潛,改善開發(fā)效果提供依據(jù)。

1 地質(zhì)特征及突出矛盾

1.1 構(gòu)造特征

該油田構(gòu)造的主要特點就是斷層多、斷塊多且小,構(gòu)造類型多,以斷塊構(gòu)造為主。統(tǒng)計出該區(qū)斷層18條,油砂體分布規(guī)律如表1所示。

表1 七八斷塊油砂體統(tǒng)計

1.2 儲層沉積特征

沉積相的研究是搞好復雜斷塊油田注水開發(fā)工作的基礎(chǔ),研究表明,主斷層的下降盤為曲流河型,而上升盤則表現(xiàn)為辮狀河的特點。該區(qū)內(nèi)具有多套含油層系,從明Ⅱ組至館Ⅲ組,主力油層主要集中在Ng1-1、Nm2-10、Nm3-6、Nm3-7、Nm3-8、Nm4-6等小層上,是重點開發(fā)對象。

1.3 油藏特征

該區(qū)油藏類型多樣,包括斷層與構(gòu)造組成的油氣藏,斷層與巖性尖滅組成的油氣藏,斷層遮擋形成的油氣藏,巖性油氣藏。由于斷層的分割,整個構(gòu)造被切割成許多水動力互不連通的小斷塊,其面積較小,縱向上一些小的薄夾層也具有較強的分割性,使上、下相鄰油層有各自獨立的油水關(guān)系。因此,油水關(guān)系極其復雜,油水界面不一,縱向含油井段長。而且斷塊之間天然能量差別大,由于有些小斷塊四周封閉,不與外界連通或連通很差,投入開發(fā)后,沒有邊水、底水能量供給導致內(nèi)部能量消耗很快,產(chǎn)量不斷下降。因此不同斷塊所處的位置和邊底水供給情況不同,造成整個油區(qū)壓力不平衡。

1.4 生產(chǎn)動態(tài)特征

示蹤劑試驗表明,平面矛盾嚴重,單向收益井多,占總收益井的60%,而雙向收益井、多向收益井分別只占24.4%、15.6%,注采關(guān)系不平衡導致在注采強度較大的方向上容易形成優(yōu)勢滲流通道,造成不必要的低效、無效注水;分析吸水剖面得出,層間矛盾突出,主力層吸水強度高,非主力層長期吸水差,導致水洗程度不均一。出砂嚴重,井況復雜,統(tǒng)計了七八斷塊共有生產(chǎn)數(shù)據(jù)井196口,其中發(fā)生套變井75口,套變率38.3%,油井有30口帶病生產(chǎn),占25.9%,水井有24口帶病生產(chǎn),占30%,停產(chǎn)井有21口由套變引起,為主要停產(chǎn)原因。經(jīng)過長時間開采,各開發(fā)單元注采井網(wǎng)已不再完善,降低了有效水驅(qū)控制程度。

2 動靜結(jié)合分析技術(shù)

2.1 油藏工程動態(tài)分析方法

針對復雜斷塊多層砂巖油藏的注水開發(fā),隨著含水率的上升和油藏內(nèi)油水的重新分布而呈現(xiàn)出的典型開發(fā)特征,從最基本的水驅(qū)特征曲線、含水上升規(guī)律和開發(fā)效果三方面進行綜合分析[3]。

2.1.1 水驅(qū)特征曲線分析

水驅(qū)曲線不但可以預(yù)測水驅(qū)油田的未來開發(fā)動態(tài),而且還可以測算水驅(qū)油的可采儲量和采收率。

甲型水驅(qū)曲線關(guān)系式:

乙型水驅(qū)曲線關(guān)系式:

式中:Wp——累積產(chǎn)水量;Np——累積產(chǎn)油量;WOR ——水油比;A1、B1、A2、B2——無量綱常數(shù)。

繪制七八全區(qū)的水驅(qū)特征曲線(圖1),利用相關(guān)分析求出各個系數(shù),從而可進行可采儲量及采收率預(yù)測。

圖1 七八斷塊水驅(qū)特征曲線

2.1.2 含水上升規(guī)律分析

油田含水率與可采儲量采出程度關(guān)系是描述油田含水上升的最基本的規(guī)律,特別是后期含水率與采出程度統(tǒng)計的規(guī)律在我國得到了廣泛應(yīng)用[3]。繪制含水率和采出程度相關(guān)關(guān)系的實際與理論曲線圖版,如圖2所示。

圖2 圖2含水率與采出程度實際與理論曲線圖版

由圖2可知,在進入高含水開發(fā)期后,油藏總體采出程度處于35%左右,末端有上翹趨勢,代表注水效果有變差趨勢,這是由于近年油田開發(fā)方式和注采不完善所致,今后需調(diào)整注采方案,保持注采平衡,才能有效提高采收率。

2.1.3 開發(fā)效果分析

在注水開發(fā)油藏中,涉及井網(wǎng)密度、注采井數(shù)比等在內(nèi)的40余個指標,有些指標對開發(fā)效果的影響是重復的;有些指標雖然獨立,但對特高含水期的油田開發(fā)效果影響較小[4]。根據(jù)邏輯分析方法,重點研究水驅(qū)控制程度、注采對應(yīng)率、油層動用程度、壓力保持水平、含水上升率、剩余可采儲量采油速度、水驅(qū)指數(shù)、階段存水率、自然遞減率、采收率等10個指標。依據(jù)復雜斷塊油藏開發(fā)水平分類指標行業(yè)標準,評價如表2所示。

表2 港東七八水驅(qū)開發(fā)效果指標評價

2.2 油藏數(shù)值模擬技術(shù)

七八斷塊歷經(jīng)40多年的開采,地下油氣水重新分布,而油藏數(shù)值模擬是現(xiàn)代技術(shù)中研究剩余油最有效的工具和手段之一,該方法通過精細的油藏歷史擬合,重現(xiàn)油藏過去的開發(fā)歷史,展示剩余油飽和度的分布規(guī)律,能夠?qū)崿F(xiàn)全方位動態(tài)描述和預(yù)測。

本次油藏數(shù)值模擬采用公認最好的Eclipse軟件中經(jīng)典的三維三相黑油模型,選取穩(wěn)定性好,收斂快的全隱式解法。利用Petrel軟件相控動態(tài)隨機建模技術(shù)建立地質(zhì)模型,采用角點網(wǎng)格,經(jīng)網(wǎng)格粗化后,導出平面上網(wǎng)格:50m×50m,縱向上考慮含油砂層、隔層以及網(wǎng)格數(shù)等因素,不同的小層采用不同的網(wǎng)格設(shè)置,共分為111個縱向網(wǎng)格,模擬層段1000～2300m?？偩W(wǎng)格節(jié)點79×60×111=526140個,有效節(jié)點12997個。參與模擬的油井數(shù)80口,水井數(shù)46口。針對這種大型數(shù)值模擬,在最新配置的 HP xw860064位工作站上進行模擬運算,儲量擬合誤差為4.5%。

一個好的數(shù)模,歷史擬合是關(guān)鍵一環(huán),而最為重要也最費時費力的是含水率指標的擬合[5]。針對復雜斷塊油藏,在油藏工程動態(tài)分析的基礎(chǔ)之上,單個圈閉逐一分清注采關(guān)系,判斷來水方向,進行快速擬合。其中相對滲透率是敏感因素之一,考慮到處于特高含水期,在含水率＞80%時,在多次擬合基礎(chǔ)上多次調(diào)整油相相對滲透率比值。根據(jù)水驅(qū)油理論,繪制如圖3所示的分流曲線,結(jié)果表明:從含水飽和度為85%的地層巖石中產(chǎn)出的是100%的水。

圖3 分流曲線

3 剩余油分布及潛力分析

剩余油分布位置和數(shù)量是剩余油研究的技術(shù)關(guān)鍵和難點。通過生產(chǎn)動態(tài)分析結(jié)合油藏數(shù)值模擬結(jié)果,統(tǒng)計出七八剩余油分布情況見表3,得出如下分布規(guī)律:①主力砂體水淹嚴重,含油飽和度低;②廢棄河道邊部富集剩余油;③斷層邊部富集剩余油;④正向微構(gòu)造控制剩余油;⑤零星小砂體控制剩余油。

從表3可以看出剩余油潛力主要分布在主力水淹砂體、廢棄河道邊部、斷層控制的剩余油富集區(qū)。

表3 七八不同類型剩余油分布統(tǒng)計

4 結(jié)論與認識

(1)受非均質(zhì)性及斷層影響,七八斷塊經(jīng)過四十多年的注水開采,已進入特高含水后期,剩余油分布既分散又相對富集,地下油水關(guān)系十分復雜。

(2)利用傳統(tǒng)油藏工程動態(tài)分析方法結(jié)合地質(zhì)建模和油藏數(shù)值模擬,使動、靜態(tài)資料緊密結(jié)合,定量化該區(qū)剩余油分布規(guī)律。

(3)該區(qū)剩余油潛力主要分布在主力水淹砂體、廢棄河道邊部、斷層控制的富集區(qū)。

[1] 韓大匡,萬仁溥.多層砂巖油藏開發(fā)模式[M].北京:石油工業(yè)出版社,1999:1-52.

[2] 韓大匡.深度開發(fā)高含水油田提高采收率問題的探討[J].石油勘探與開發(fā),1995,22(5):47-55.

[3] 方凌云,萬新德.砂巖油藏注水開發(fā)動態(tài)分析[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998:76-94.

[4] 姜瑞忠,劉小波,王海江,等.指標綜合篩選方法在高含水油田開發(fā)效果評價中的應(yīng)用[J].油氣地質(zhì)與采收率,2008,15(2):99-101.

[5] 袁奕群,袁慶峰.黑油模型在油田開發(fā)中的應(yīng)用[M].北京:石油工業(yè)出版社,1995:40-50.

編輯:彭 剛

TE313.1

A

2010-07-19;改回日期:2010-11-15

羅二輝,1985年生,2008年畢業(yè)于中國石油大學(北京)石油工程專業(yè),現(xiàn)為中國地質(zhì)大學(北京)油氣田開發(fā)工程專業(yè)碩士研究生,研究方向:油氣藏數(shù)值模擬、滲流力學及試井分析。

國家科技重大專項項目專題“復雜油氣田地質(zhì)與提高采收率技術(shù)”(編號:2008ZX05009-004-003)。

1673-8217(2011)01-0076-03