低滲透油田油藏精細(xì)描述的研究和應(yīng)用

謝耀榮 趙曉紅 陳念偉 張紅濤 畢建霞（北京凱博瑞石油科技有限公司，北京 100083）

低滲透油田油藏精細(xì)描述的研究和應(yīng)用

謝耀榮 趙曉紅 陳念偉 張紅濤 畢建霞（北京凱博瑞石油科技有限公司，北京 100083）

在油田開發(fā)的過程中，通過油藏精細(xì)描述技術(shù)的合理應(yīng)用，可以以地質(zhì)模型的形式對(duì)油藏的潛力進(jìn)行描述，為優(yōu)化油田開發(fā)決策具有重要的意義，所以油藏精細(xì)描述技術(shù)在目前油田開發(fā)和管理的過程中得到較廣泛的應(yīng)用。在此背景下，本文針對(duì)低滲透油田油藏精細(xì)描述的研究和應(yīng)用問題展開系統(tǒng)的分析，并結(jié)合某低滲透油田鄂爾多斯盆地靖安油田五里灣長(zhǎng)6油藏的實(shí)際數(shù)據(jù)，對(duì)其應(yīng)用過程進(jìn)行說明，為油田企業(yè)應(yīng)用油藏精細(xì)描述技術(shù)提供參考。

油藏精細(xì)描述技術(shù)；低滲透油田；研究與應(yīng)用

一般情況下，油層儲(chǔ)層滲透率、豐度和單井產(chǎn)能均較低的油田就被視為低滲透油田，我國(guó)低滲透油田面積廣泛，目前已經(jīng)探測(cè)到的低滲透油田的油藏儲(chǔ)量已經(jīng)達(dá)到全國(guó)油藏儲(chǔ)量的2∕3，如何保證開發(fā)潛力巨大的低滲透油田在開發(fā)前可以得到全面、準(zhǔn)確的描述，為確定開采策略提供可靠的依據(jù)一直是低滲透油田開發(fā)企業(yè)探索的問題，而油藏精細(xì)描述技術(shù)可以為解決此問題提供有效的“工具”。

1 油藏精細(xì)描述技術(shù)分析

在油田勘探難度逐漸提升和成像測(cè)井技術(shù)、核磁共振測(cè)井技術(shù)、隨鉆測(cè)井等新技術(shù)、新方法不斷完善的作用下，人們逐漸認(rèn)識(shí)到對(duì)油田儲(chǔ)層進(jìn)行精細(xì)研究，了解儲(chǔ)層定性和定量評(píng)價(jià)結(jié)果等對(duì)老油田穩(wěn)產(chǎn)、提升開采安全性等方面的重要性，并結(jié)合地震精細(xì)化研究的相關(guān)成果，創(chuàng)建了油藏精細(xì)描述技術(shù)[1]。油藏精細(xì)描述技術(shù)的形成基于油藏描述的定量發(fā)展，其主要性能是通過建立油藏地質(zhì)模型對(duì)地質(zhì)體的具體情況進(jìn)行揭示和反應(yīng)，在具體應(yīng)用的過程中主要包括前期地質(zhì)研究、建立可視化三維地質(zhì)模型和模擬油藏?cái)?shù)值三個(gè)方面[2]。在進(jìn)行油藏?cái)?shù)值模擬的過程中，要在開發(fā)初期和開發(fā)的中后期分別進(jìn)行，在開發(fā)初期模擬的主要目的是對(duì)具體的油藏開發(fā)方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)生產(chǎn)體系、開發(fā)部署等進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)具體的生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整等；而在開發(fā)的中后期，主要是在油藏開發(fā)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行精度優(yōu)化，對(duì)剩余油藏的分布規(guī)律進(jìn)行定量分析，對(duì)油藏生產(chǎn)方案進(jìn)行調(diào)整，確定有利于采收率提升的具體措施等。

2 低滲透油田油藏精細(xì)描述的應(yīng)用過程分析

要保證油藏精細(xì)描述技術(shù)在低滲透油田開發(fā)過程中得到合理、有效的應(yīng)用，首先要了解應(yīng)用個(gè)階段的主要工作，筆者以,低滲透油田鄂爾多斯盆地靖安油田五里灣長(zhǎng)6油藏為例，對(duì)精細(xì)描述的具體應(yīng)用過程進(jìn)行探索。

2.1 前期地質(zhì)研究過程中油藏精細(xì)描述技術(shù)的應(yīng)用

所謂前期地質(zhì)研究過程即油田儲(chǔ)量評(píng)價(jià)基本滿足實(shí)際需要后，為推動(dòng)油田開發(fā)，通過“提前介入、向后延伸”的模式對(duì)油田具體的地質(zhì)油藏、鉆井完井、才有工藝、生產(chǎn)作業(yè)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、報(bào)告標(biāo)志、ODP開發(fā)方案等方面資料進(jìn)行整理分析和動(dòng)態(tài)跟蹤的過程，此過程的順利、全面實(shí)現(xiàn)，對(duì)縮減油田發(fā)現(xiàn)至投產(chǎn)的時(shí)間消耗，提升油田的經(jīng)濟(jì)效益具有積極作用[3]。在前期地質(zhì)研究過程中，精細(xì)試井解釋技術(shù)、油井初期產(chǎn)能評(píng)價(jià)技術(shù)、油田全范圍類比技術(shù)、流體性質(zhì)評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)技術(shù)、多井型相結(jié)合井網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)等都要得到廣泛的應(yīng)用，以此獲得精細(xì)描述各方面的實(shí)際數(shù)據(jù)。

例如，低滲透油田鄂爾多斯盆地靖安油田五里灣長(zhǎng)6油藏在前期地質(zhì)研究的過程中，通過油藏精細(xì)描述技術(shù)發(fā)現(xiàn)，油藏地層厚度在100至130米之間，含有層是三疊系延長(zhǎng)組中的6油層組，截止目前油田開發(fā)活動(dòng)中通過建成的545口油井和197口水井，使動(dòng)用的油田面積和地質(zhì)儲(chǔ)量分別達(dá)到了150平方千米左右和8154×104噸左右，整體產(chǎn)油量達(dá)到了每天2484噸左右，換言之每口油井在每天的產(chǎn)油量可以達(dá)到4.6噸左右[4]。另外通過油藏精密描述技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)，該低滲透油田的平均孔隙率和平均滲透率分別在0.13左右和1.10×10-3μm2左右，滿足低滲透油田對(duì)滲透率和孔隙度的基本要求。除此之外，該油田的油層組可以劃分成包含水下分流河道、河口壩等在內(nèi)的6個(gè)沉積微相。

在進(jìn)行油藏精細(xì)描述的過程中，通過對(duì)油藏滲透率、孔隙度等因素分析可以判斷油田自身是否屬于低滲透油田；基于巖層與沉積構(gòu)造序列、沉積旋回等，通過標(biāo)志層和輔助標(biāo)志層分別對(duì)砂層組和小層進(jìn)行控制，對(duì)油田的儲(chǔ)層進(jìn)行劃分，有利于進(jìn)行油田層位的準(zhǔn)確定位，并對(duì)其分布規(guī)律進(jìn)行判斷，如油水分異是否明顯等[5]。對(duì)油田地質(zhì)的沉積微相進(jìn)行研究可以對(duì)油層的發(fā)育和分布進(jìn)行判斷，甚至了解油層的結(jié)構(gòu)和流動(dòng)單元分析具有信息支撐作用，需要注意的是地質(zhì)的滲透率和孔隙度等數(shù)據(jù)也是對(duì)油層流動(dòng)單元進(jìn)行分析的重要依據(jù)，可以為評(píng)價(jià)目前動(dòng)態(tài)開采方案的合理性和科學(xué)性以及對(duì)目前動(dòng)態(tài)開采方案進(jìn)行調(diào)整提供直接的、可靠的依據(jù)。

2.2 建立三維地質(zhì)模型和確定模擬油藏?cái)?shù)值中油藏精細(xì)描述技術(shù)的應(yīng)用

建立的三維可視化地質(zhì)模型不僅要可以對(duì)低滲透油田的構(gòu)造、儲(chǔ)層、流體空間分布等方面進(jìn)行客觀、準(zhǔn)確的反應(yīng)，而且要可以顯示出低滲透油田目前在地下空間中的實(shí)際分布狀態(tài)，可見此模型實(shí)際上是用數(shù)字化的形式對(duì)油田現(xiàn)有情況進(jìn)行反應(yīng)的過程。例如低滲透油田鄂爾多斯盆地靖安油田五里灣長(zhǎng)6油藏在建立三維地質(zhì)模型的過程中，通過對(duì)沉積相、儲(chǔ)層測(cè)井及物性、測(cè)井二次解釋等方面進(jìn)行系統(tǒng)的分析，并在隨機(jī)建模軟件的基礎(chǔ)上，可以建立出低滲透油田相對(duì)應(yīng)的滲透率模型、孔隙率模型、土層原始有效厚度模型等，在模型建立的過程中，考慮到可視化的實(shí)際需要，網(wǎng)格尺寸、網(wǎng)格規(guī)模都要合理的確定，其通常分別為25米×25米×0.5米和494×530×115，在對(duì)其他低滲透油田進(jìn)行三維可視化建模的過程中，可以結(jié)合實(shí)際情況對(duì)網(wǎng)格尺寸和網(wǎng)格規(guī)模進(jìn)行合理的調(diào)整[6]。在此基礎(chǔ)上要對(duì)網(wǎng)格方向、模擬層設(shè)置、網(wǎng)格總數(shù)等方面進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，保證模擬的精度，在案例低滲透油田建模的過程中，筆者選擇的網(wǎng)格方向是應(yīng)力方向，選擇的模擬層間距為3米，選擇的網(wǎng)格總數(shù)為247×265×23，基本滿足精度模擬的實(shí)際需要。需要注意的是為保證建立的低滲透油田三維可視化模型可以真實(shí)、全面的反映出油田目前的狀態(tài)，在建模后要按照其動(dòng)態(tài)變化的實(shí)際情況對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。例如案例油田所處的地層深度決定，油藏在水力壓力的作用下生成了諸多垂直裂縫，所以在完成上述三維可視化建模過程后，要結(jié)合等值滲流阻力法原理、等連通系數(shù)法原理等對(duì)儲(chǔ)層滲透率模型進(jìn)行有效的修正，使模型可以客觀的反應(yīng)出井筒附近地層的滲透率、井間連通性等。

在三維可視化地質(zhì)模型建立后，要對(duì)模擬油藏?cái)?shù)值進(jìn)行確定，這是油藏精細(xì)描述技術(shù)在低滲透油田中應(yīng)用的核心環(huán)節(jié)，所謂油藏?cái)?shù)值模擬，實(shí)際上就是通過計(jì)算機(jī)所具有的顯示技術(shù)和目前形成的人工智能技術(shù)等非地下油水的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行模擬的過程，在模擬的過程中，不僅可以表現(xiàn)出油田地下油水在某一時(shí)刻的分布狀態(tài)，而且可以對(duì)其在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的油藏動(dòng)態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)[7]。需要注意的是在油藏?cái)?shù)值模擬的過程中，要將模型中原本設(shè)定的模擬層進(jìn)一步細(xì)化，直至到達(dá)單砂層，所以模型的網(wǎng)格數(shù)量會(huì)突破百萬(wàn)，這種精細(xì)化的模擬表述，可以保證油田有份分布模擬的準(zhǔn)確性和客觀性。在進(jìn)行油藏?cái)?shù)值模擬的過程中，要對(duì)模型進(jìn)行歷史擬合，通過油田真正的歷史數(shù)據(jù)輸入和模擬器的運(yùn)行，判斷模型所獲取的數(shù)據(jù)與油田目前的實(shí)際情況是否相符，以此推斷模型建立的可靠度和可信度，然后在歷史擬合結(jié)果較理想的前提下，通過模型對(duì)油田具體的油水比、油藏壓力、油藏采收率等進(jìn)行確定，為低滲透油田的開發(fā)和管理提供依據(jù)。例如，案例油田在利用模擬油藏?cái)?shù)值技術(shù)后，確定預(yù)測(cè)方案中最低流動(dòng)壓力和最高流動(dòng)壓力分別為3兆帕和35兆帕，在擬合2004年中期以前歷史數(shù)據(jù)后，對(duì)2004年下半期至2016年末的油田油水分布狀態(tài)進(jìn)行了模擬，模擬中將每口井每天的生產(chǎn)量確定為5噸，注采比確定在1.0至1.15之間，結(jié)合目前該油田的開采狀況可以發(fā)現(xiàn)，其預(yù)定的開采方案較為合理，油藏精細(xì)描述技術(shù)得到了較理想的應(yīng)用。

3 油藏精細(xì)描述技術(shù)在低滲透油田中應(yīng)用的效果

在低滲透油田應(yīng)用油藏精細(xì)描述技術(shù)不僅可以為確定開發(fā)技術(shù)接線和了解剩余油分布負(fù)率提供依據(jù)，而且可以達(dá)到以下效果：

3.1 推動(dòng)老油田的穩(wěn)產(chǎn)

在油藏精細(xì)描述技術(shù)的應(yīng)用過程中，可以通過確定的沉積相、沉積微相等因素，對(duì)低滲透性油田的油砂體分布規(guī)律、砂體的剖面連通性等，進(jìn)一步提升流體單元?jiǎng)澐值目茖W(xué)性和合理性，然后通過對(duì)應(yīng)的擴(kuò)邊滾動(dòng)技術(shù)進(jìn)行油體的開發(fā)，這對(duì)提升油田的產(chǎn)量具有積極的作用。

3.2 保證注水量的合理性和科學(xué)性

在油藏精細(xì)描述技術(shù)的作用下，可以對(duì)油藏壓力分布狀況進(jìn)行較全面的認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合油藏體剖面油水井分布情況和已有的歷史注水?dāng)?shù)據(jù)等，可以對(duì)注水方案進(jìn)行有效的調(diào)整。例如案例工程在實(shí)際開發(fā)和管理的過程中，對(duì)油藏中部、背部和邊部的注水壓力進(jìn)行了區(qū)別處理，一方面對(duì)油田中存在的異常高壓區(qū)域進(jìn)行了有效的控制，另一方面使案例油田整體的能量分布更加均衡。在注水量合理調(diào)控的過程中，如果結(jié)合酸化調(diào)劑、油井補(bǔ)孔壓裂等技術(shù)使用，對(duì)改善油藏體的動(dòng)用程度也會(huì)具有積極的作用。

3.3 對(duì)改善油田單井的日平均生產(chǎn)能力具有積極的作用

通過油藏精細(xì)描述技術(shù)，可以更加深入的對(duì)油田中個(gè)別油井產(chǎn)量相對(duì)低下的原因進(jìn)行探析，而且可以結(jié)合探析結(jié)果對(duì)油田邊部網(wǎng)井進(jìn)行合理的調(diào)整，并對(duì)水流的驅(qū)動(dòng)方向進(jìn)行改善，進(jìn)而保證單井的日平均生產(chǎn)能力的提升。例如案例油田在應(yīng)用油藏精細(xì)描述技術(shù)后，通過以上兩種措施，使油井單口每日產(chǎn)油量提升2.04噸左右，對(duì)提升油田企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有重要的作用。

除上述效果外，筆者認(rèn)為在油藏精細(xì)描述技術(shù)的作用下，油田在開發(fā)和管理的過程中，可以結(jié)合油藏水流動(dòng)相分布的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行決策的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，這在一定程度上對(duì)提升油田企業(yè)的開發(fā)管理決策的可行性、實(shí)施效果具有積極的作用，而且可以避免油田企業(yè)在油田開發(fā)過程中資金投入的不必要浪費(fèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到低滲透油田開發(fā)在我國(guó)油氣能源生產(chǎn)過程中的重要性，并有意識(shí)的將油藏精細(xì)描述技術(shù)應(yīng)用于低滲透油田開發(fā)和管理的過程中，為優(yōu)化低滲透油田開發(fā)和管理過程中采用的決策提供參考，這是低滲透油田開發(fā)安全性提升，管理理念更加完善的具體體現(xiàn)，應(yīng)在不斷優(yōu)化的基礎(chǔ)上不斷推廣。

[1]宋剛祥．鴨兒峽油田油藏開發(fā)評(píng)價(jià)與后期開發(fā)調(diào)整研究[D]．長(zhǎng)江大學(xué)，2013．

[2]郭順．陜北地區(qū)特低滲油藏精細(xì)描述與剩余油分布規(guī)律研究[D]．西北大學(xué)，2011．

[3]崔晶，崔磊．低滲透油田油藏精細(xì)描述的研究和應(yīng)用[J]．石化技術(shù)，2015，10：226．

[4]包琪宗．姬塬油田樊學(xué)長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6區(qū)塊精細(xì)油藏描述[D]．西安石油大學(xué)，2014．

[5]胡青．西峰油田低滲透油藏開采技術(shù)研究[D]．西安石油大學(xué)，2014．

[6]王友啟．勝利油田高含水期油藏水驅(qū)精細(xì)調(diào)整技術(shù)方向[J]．石油鉆探技術(shù)，2011，01：101-104．

[7]汪鴻鵬，胡銘寰，火寧，肖進(jìn)軍．油藏精細(xì)描述及儲(chǔ)層評(píng)價(jià)技術(shù)在七個(gè)泉油田的應(yīng)用[J]．青海石油，2011，04：25-32．

謝耀榮（1962-），男（漢族），甘肅 甘谷，高級(jí)工程師，主要研究方向：油藏精細(xì)描述；油藏水平井開發(fā)效果評(píng)價(jià)及技術(shù)政策優(yōu)化研究；天然氣成藏與主控因素研究。