縫洞型油藏分類開發(fā)

程 倩，李江龍，劉中春，張宏方，王 英

(中石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

縫洞型油藏分類開發(fā)

程 倩，李江龍，劉中春，張宏方，王 英

(中石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

縫洞型碳酸鹽巖油藏以巖溶、構(gòu)造運動形成的溶洞、溶蝕孔洞和裂縫系統(tǒng)為主。溶洞呈離散狀分布，是主要的儲集空間，裂縫是主要的流動通道，具有埋藏深、非均質(zhì)性強、開發(fā)難度大等特點。以塔河7區(qū)為例，提出“無因次自噴累計產(chǎn)油”的概念，定量分析井點處的地層能量，將油井出水特征劃分為5類。結(jié)合物理模擬、單井的生產(chǎn)特征，明確5種出水類型油井鉆遇的儲集空間類型，分別為能量充足的溶洞型、能量欠充足的裂縫型、能量較充足的裂縫－溶洞型、能量不充足的孤立定容體型和復(fù)雜型。根據(jù)單井鉆遇的儲集空間類型，對油井進(jìn)行聚類分析，細(xì)化已有的縫洞單元。對細(xì)化后的縫洞單元采取不同的開發(fā)對策，指導(dǎo)油藏分類開發(fā)。

縫洞型碳酸鹽巖油藏;分類開發(fā);無因次自噴累計產(chǎn)油;儲集空間類型;縫洞單元;塔河油田7區(qū)

引言

塔河油田縫洞型碳酸鹽巖油藏是受構(gòu)造－巖溶作用形成的縫洞系統(tǒng)控制，由多個縫洞體在空間上疊合形成的復(fù)合油氣藏［1－6］。油藏的儲集空間主要以溶洞為主，裂隙成網(wǎng)絡(luò)狀分布是主要的流動通道，致密的基質(zhì)巖塊基本不具滲透性［7－8］;油藏儲集空間復(fù)雜，單井出水特征差異性大。李衍、戚明輝和李宗宇等人從單井動態(tài)特征、水體來源和油藏流態(tài)等不同角度分析油井的出水特征［9－11］，將縫洞型碳酸鹽巖油藏油井的出水類型分為3種:緩慢出水、間隙出水、快速出水型。此外，劉中春［12］等人設(shè)計物理模擬實驗，分析了不同類型儲集空間的出水規(guī)律，重在機理分析，不能滿足礦場需要。本次研究以塔河7區(qū)為例，針對油藏開發(fā)的關(guān)鍵問題“油井出水規(guī)律”，引入“無因次自噴累計采油量”的概念，定量評價自噴油井的地層能量，劃分自噴油井出水類型。分析油井鉆遇的儲集空間類型，明確其生產(chǎn)特征。據(jù)此對自噴油井進(jìn)行聚類分析，細(xì)化已有的縫洞單元。對細(xì)化后的縫洞單元采取不同的開發(fā)對策，實施油藏分類開發(fā)，達(dá)到控水增油的目的。

1 縫洞型油藏生產(chǎn)動態(tài)特征

縫洞型油藏的動態(tài)特征主要包括:①初期產(chǎn)能高;②出水規(guī)律復(fù)雜，通常無任何征兆突然見水;③見水后生產(chǎn)特征變化大，可出現(xiàn)突然停噴、含水緩慢上升、含水下降3種情況，且以突然停噴最多;④油藏注水補充地層能量較盲目，油藏水竄嚴(yán)重。據(jù)此分析認(rèn)為，縫洞型油藏出水特征研究是實現(xiàn)高效開發(fā)的關(guān)鍵。

2 無因次自噴累計產(chǎn)油

“無因次自噴累計產(chǎn)油”是油井自噴期內(nèi)，某一時刻的累計自噴產(chǎn)油量和油井累計自噴產(chǎn)油量的比值(式1):

式中:T為油井自噴期，d;π為無因次自噴累計產(chǎn)油;Qo(t)為t時刻的油井產(chǎn)油量，t/d。

“無因次自噴累計產(chǎn)油變化率η”是“無因次自噴累計產(chǎn)油”隨生產(chǎn)時間的變化率:

式中:η為無因次自噴累計產(chǎn)油變化率，d－1;t為自噴期生產(chǎn)時間，d。

計算分析7區(qū)4口井“無因次自噴累計產(chǎn)油”，繪制“自噴時間－無因次自噴累計產(chǎn)油”關(guān)系曲線如圖1所示:隨著自噴時間增加，無因次自噴累計產(chǎn)油增大;無因次自噴累計產(chǎn)油變化率越小，自噴采油時間越長，單井地層能量越充足;其物理意義主要用來描述油井自噴產(chǎn)油能力，定量表征油井的地層能量。如圖1所示，ηA=0.000 3 d－1、ηC=0.000 8 d－1、ηB=0.001 d－1，ηD=0.004 3 d－1，ηA＜ηC＜ηB＜ηD，井點位置處的地層能量以A井最高、C井次之，D井最低。

圖1 塔河7區(qū)4口井自噴時間與無因次自噴累計產(chǎn)油量關(guān)系曲線

3 油井出水類型

按縫洞型油藏采油方式，將油井分為自噴采油井和抽油井2類，自噴采油井和抽油井生產(chǎn)動態(tài)特征差異極大。研究中引入“無因次自噴累計產(chǎn)油”分析自噴采油井的出水規(guī)律。繪制塔河7區(qū)23口自噴油井的無因次自噴累計產(chǎn)油與含水率關(guān)系曲線，統(tǒng)計分析表明，曲線形態(tài)主要存在以下4種特征(圖2)，其中Ⅰ類油井10口，Ⅱ類油井4口，Ⅲ類油井4口，Ⅳ類油井5口。

Ⅰ類油井，無水采油期長，油井見水后，含水率增加緩慢;Ⅱ類油井，開井見水，含水率緩慢增加;Ⅲ類油井，無水采油期短，含水率迅速增加，至油井暴性水淹停噴;Ⅳ類油井，能量嚴(yán)重不足，不出水。

圖2 塔河7區(qū)典型無因次自噴累計產(chǎn)油量與含水率關(guān)系曲線

此外，抽油井一般表現(xiàn)為地層能量嚴(yán)重不足，累計產(chǎn)油極少。沒有自噴期，且無水采油期短或開井見水，出水規(guī)律復(fù)雜。據(jù)此，縫洞型油藏抽油井的出水規(guī)律通稱為第Ⅴ類“復(fù)雜出水類”。

4 儲集空間類型

4.1 儲集空間類型

縫洞型油藏儲集空間類型對油井出水規(guī)律影響實驗研究表明［12］:儲集空間為溶洞型，對于高黏度模擬油，見水后含水率變化曲線近“s”型，初期增加緩慢，短時間后快速增大，流量越大，含水率上升越快;儲集空間為裂縫型，底水呈活塞狀均勻推進(jìn)，未產(chǎn)生底水錐進(jìn)，見水后，含水率迅速達(dá)到100%，暴性水淹。

第Ⅰ類出水類型以A井為例。A井為裸眼完井，四開鉆井期間由于多次發(fā)生井漏，鉆至井深5 583.0～5 598.15 m出現(xiàn)井涌和泥漿漏失，共漏失泥漿227.7 m3;初期日產(chǎn)油為324 t/d，油壓為11.9 MPa，截至2011年10月，累計自噴采油40× 104t。該井主要特征為:泥漿漏失嚴(yán)重，初期產(chǎn)油量高，能量充足，油井累計產(chǎn)量高，無水采油期長，見水初期含水率緩慢上升。結(jié)合物理模擬分析認(rèn)為出水特征符合第Ⅰ類出水類型，油井鉆遇的儲集空間類型為溶洞型。

第Ⅱ類出水類型以C井為例。該井鉆進(jìn)過程中沒有漏失、放空現(xiàn)象。油井初期日產(chǎn)油為95 t/d，油壓為7.7 MPa;油井開井見水，見水初期含水率上升緩慢，后期含水率迅速上升暴性水淹。結(jié)合物理模擬分析認(rèn)為:出水特征符合第Ⅱ類出水類型，油井鉆遇的儲集空間類型為裂縫型。

第Ⅲ類出水類型以B井為例。該井鉆至井深5 556.6 m時，出現(xiàn)放空并發(fā)生嚴(yán)重漏失。放空井段為5 556.6～5 558.7 m、5 559.3～5 560.0 m，強鉆至5 567.95 m后，裸眼完井。初期日產(chǎn)油為160 t/d，油壓為9 MPa，截至2011年10月，累計自噴采油4×104t。其主要特征表現(xiàn)為:泥漿漏失嚴(yán)重，初期產(chǎn)油量高，能量較充足，油井累計產(chǎn)量相對較高;油井無水采油期短，見水后含水率迅速上升，油井暴性水淹。結(jié)合物理模擬分析認(rèn)為:出水特征符合第Ⅲ類出水類型，油井鉆遇的儲集空間類型為裂縫－溶洞型。

第Ⅳ類出水類型以D井為例。油井鉆至井深5 554.35～5 554.97 m出現(xiàn)放空，漏失泥漿3.52 m3。油井裸眼完井，初期日產(chǎn)油為45 t/d，油壓為14.7 MPa，100 d后，油壓為4.6 MPa，下降迅速。油井自噴期間不出水，累計產(chǎn)油0.6×104t，表現(xiàn)為定容體彈性衰竭式生產(chǎn)特征。分析認(rèn)為:出水特征符合第Ⅳ類出水類型，油井鉆遇的儲集空間類型為孤立的小定容體。

第Ⅴ類復(fù)雜出水類型多表現(xiàn)為能量嚴(yán)重不足，油井不能自噴，累計產(chǎn)量極低，累計產(chǎn)油一般不超過0.1×104t。抽油后，油井多暴性水淹。分析認(rèn)為:出水特征符合第Ⅴ類出水類型的油井鉆遇的儲集空間類型為復(fù)雜非有效儲集層。

4.2 不同類型儲集空間的生產(chǎn)特征

溶洞型以A井為例。油井漏失放空嚴(yán)重，以裸眼完井為主。油井開井自噴采油，能量充足，累計產(chǎn)油多，無水采油期長。油井見水初期含水率緩慢上升，后期含水率上升迅速。

裂縫型以C井為例。油井無漏失放空現(xiàn)象，以常規(guī)完井和酸壓完井為主。油井無水采油期短或開井見水，能量欠充足，累計產(chǎn)油少。見水初期含水率緩慢上升，后期含水率迅速上升暴性水淹。

裂縫－溶洞型以B井為例。部分油井偶見嚴(yán)重放空漏失現(xiàn)象，以裸眼完井和酸壓完井為主。油井能量較充足，累計產(chǎn)油相對較多，無水采油期短。油井見水初期，含水率逐漸增加或暴性水淹。

孤立定容體型以D井為例。油井放空、漏失程度一般，以裸眼完井為主。油井能量不充足，與底水溝通差，累計產(chǎn)油極少，不出水，表現(xiàn)為定容體彈性衰竭式生產(chǎn)特征。

復(fù)雜型，油井沒有放空、漏失現(xiàn)象。累計產(chǎn)油一般不超過0.1×104t，油井能量不足，不能自噴，抽油后出水規(guī)律復(fù)雜。

5 油藏分類開發(fā)

5.1 細(xì)分縫洞單元

根據(jù)單井的見水類型，結(jié)合物理模擬和單井鉆井過程有無漏失、完井方式、生產(chǎn)動態(tài)等資料反推油井鉆遇的儲集空間類型，按儲集空間類型將油井進(jìn)行聚類分析，細(xì)化已有的縫洞單元。以塔河7區(qū)某單元為例，該單元共有油井10口，其中自噴井8口，抽油井2口。單元儲集空間類型包括能量充足的溶洞型、能量欠充足的裂隙型、能量較充足的裂縫－溶洞型和能量極不充足的復(fù)雜型。

5.2 分類開發(fā)

(1)能量充足的溶洞型在衰竭開采過程中，產(chǎn)量遞減的主要原因是含水的上升。含水達(dá)到90%意味著油水界面已接近井底［12］。針對此類單元，首先調(diào)整工作制度，控水壓錐。油井含水達(dá)90%以后，可考慮側(cè)鉆或注N2開發(fā)。

(2)能量欠充足的裂縫型，無水采油期短或開井見水，累計產(chǎn)油較少，含水增加較緩。實施堵水效果差，可考慮通過改變工作制度，改變井底壓力大小，啟動其他小裂縫，達(dá)到增油目的。

(3)能量較充足的裂縫－溶洞型，無水采油期較短，累計產(chǎn)油較多，含水逐漸增加或暴性水淹。由于高導(dǎo)流通道會圈閉一定數(shù)量的剩余油，可考慮分析油井的出水層段，開展堵水作業(yè)，調(diào)整工作制度，控水壓錐等方式進(jìn)行開采。

(4)能量不充足的孤立定容體型，能量嚴(yán)重不充足，與底水溝通極差，建議采取單井吞吐補充地層能量，調(diào)整工作制度，控水壓錐等方式進(jìn)行開采。

(5)能量極不充足復(fù)雜型，累產(chǎn)油極低，能量極不充足，不能自噴采油，建議開展側(cè)鉆井技術(shù)，溝通有效儲集體，達(dá)增產(chǎn)目的。

6 結(jié)論

(1)通過油井的出水類型分析，揭示能量充足的溶洞型、能量欠充足的裂縫型、能量較充足的裂縫－溶洞型、能量不充足的孤立定容體型和能量極不充足的復(fù)雜型是縫洞型油藏的主要儲集空間類型。

(2)依據(jù)縫洞型油藏的儲集空間類型，細(xì)分已有的縫洞單元，針對不同類型縫洞單元提出增產(chǎn)措施建議，指導(dǎo)縫洞型油藏分類開發(fā)。

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編輯 林樹龍

TE344

A

1006－6535(2012)05－0093－04

10.3969/j.issn.1006－6535.2012.05.023

20111217;改回日期:20120620

國家“973”項目“碳酸鹽巖縫洞型油藏提高采收率基礎(chǔ)研究”(2011CB201006)，國家重大專項“縫洞型碳酸鹽巖油藏提高開發(fā)效果技術(shù)”(2011ZX05014－003)

程倩(1982－)，女，工程師，2006年畢業(yè)于長江大學(xué)石油工程專業(yè)，2009年畢業(yè)于中國科學(xué)院滲流流體力學(xué)研究所流體力學(xué)專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)從事縫洞型油藏開發(fā)方面的科研工作。