延長(zhǎng)油田長(zhǎng)6油藏注水開(kāi)發(fā)及水驅(qū)前緣微地震監(jiān)測(cè)應(yīng)用

郝世彥，王永東

(1.延長(zhǎng)油田股份有限公司，陜西延安 716000;2.延長(zhǎng)油田股份有限公司子長(zhǎng)采油廠(chǎng)，陜西子長(zhǎng) 717300)

1 區(qū)域沉積背景

區(qū)域地質(zhì)研究表明，鄂爾多斯盆地從晚三疊世開(kāi)始進(jìn)入內(nèi)陸坳陷盆地發(fā)展階段，發(fā)育了大型內(nèi)陸湖泊，沉積了厚逾千米的上三疊統(tǒng)生、儲(chǔ)油巖系，延長(zhǎng)組是湖盆形成、發(fā)展和萎縮全過(guò)程的沉積記錄。長(zhǎng)6期湖盆開(kāi)始收縮，沉積補(bǔ)償大于沉降，為湖泊三角洲建設(shè)的高峰期，是典型陸相沉積油層，具備陸相沉積儲(chǔ)層物性變化較大的特征[1]。

根據(jù)6口探井共863塊樣品的物性分析數(shù)據(jù)，研究區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)6儲(chǔ)層物性變化較大，孔隙度最小為1.3%，最大可達(dá)19.5%，平均值為9.72%，主要分布在8% ～12%，占樣品總數(shù)的82%;滲透率從小于0.001×10－3μm2到95.371×10－3μm2(為裂縫)，主要分布在 0.1 ×10－3～2 ×10－3μm2，占樣品總數(shù)的90%。按照原石油行業(yè)碎屑巖儲(chǔ)層物性劃分標(biāo)準(zhǔn)，本區(qū)延長(zhǎng)組儲(chǔ)層多屬低孔低滲和低孔特低滲儲(chǔ)層。

截至2004年年底，子長(zhǎng)油田長(zhǎng)6油藏油井總數(shù)401口，開(kāi)井327口，平均單井日產(chǎn)液0.66 t，平均單井日產(chǎn)油0.36 t，采油速度僅0.23%，累積產(chǎn)油98.1×104t。采出程度6.8%，綜合含水44.9%，屬于低孔、低滲、淺層低產(chǎn)油田。

2 注水開(kāi)發(fā)的必要性

該區(qū)從投入開(kāi)發(fā)到目前，油藏驅(qū)動(dòng)以彈性－溶解氣驅(qū)為主。據(jù)子16、子19、子24井測(cè)壓對(duì)比，子16井初期平均壓力6.54 MPa，生產(chǎn)16個(gè)月之后，共產(chǎn)原油1 355 t，地層壓力下降到3.14 MPa，總壓降3.4 MPa，壓降速度為0.21 MPa/月，彈性產(chǎn)出率399 t/MPa。

根據(jù)采收率分析計(jì)算結(jié)果，對(duì)天然能量開(kāi)發(fā)和水驅(qū)開(kāi)采的采收率進(jìn)行比較分析(見(jiàn)表1)。

理論計(jì)算表明，子長(zhǎng)采油廠(chǎng)長(zhǎng)6油藏采用天然能量開(kāi)發(fā)，最終采收率為10.9%。但根據(jù)礦場(chǎng)實(shí)際資料分析，子長(zhǎng)油田長(zhǎng)6油藏采用天然能量開(kāi)發(fā)的最終采收率為9.3%。理論計(jì)算結(jié)果與礦場(chǎng)實(shí)際資料分析結(jié)果很接近，綜合取值10%。

表1 長(zhǎng)6油藏天然能量開(kāi)發(fā)和注水開(kāi)發(fā)的采收率綜合取值比較Table 1 Construction of oilfield development and water－flooding development in Chang 6 Oilfield

根據(jù)國(guó)內(nèi)外油藏經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果，子長(zhǎng)采油廠(chǎng)長(zhǎng)6油藏水驅(qū)采收率在13.6% ～21.6%，考慮到油藏整體壓裂改造的因素，平均取值為16.75%。因此子長(zhǎng)油田長(zhǎng)6油藏水驅(qū)后采收率綜合取值17.6%。

綜上分析，子長(zhǎng)采油廠(chǎng)長(zhǎng)6油藏采用注水開(kāi)發(fā)比采用天然能量開(kāi)發(fā)能提高10%的采收率，因此采用注水開(kāi)發(fā)子長(zhǎng)油田長(zhǎng)6油藏很有必要。

4237井組于2002年6月實(shí)施注水，由于各種原因累積注水不足3 000 m3，累積注采比0.02～0.14，地層能量虧空較大，但動(dòng)態(tài)反映明顯(見(jiàn)表2)，多數(shù)鄰井產(chǎn)量上升或保持穩(wěn)定，僅有個(gè)別井產(chǎn)量下降。

表2 4237井注水的鄰近井動(dòng)態(tài)響應(yīng)Table 2 Response of adjacent wells for Well 4237

3 水驅(qū)前緣微地震監(jiān)測(cè)方法

由采用天然能量開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)為注水開(kāi)發(fā)，需要隨時(shí)了解水驅(qū)前緣分布、注入水推進(jìn)速度、鄰近見(jiàn)效程度，以便即時(shí)調(diào)整注采方案。

水驅(qū)前緣監(jiān)測(cè)采用微地震方法，在注水井附近布置微地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)，該臺(tái)網(wǎng)6個(gè)分站，無(wú)線(xiàn)傳輸、主站記錄、自動(dòng)識(shí)別、分析、定位微地震事件，用監(jiān)測(cè)到的微地震源的空間分布密度描述注水前緣分布[2]。自動(dòng)識(shí)別采用13個(gè)標(biāo)準(zhǔn):地下質(zhì)點(diǎn)速度的波幅、頻譜、前升起、后衰減、波形包絡(luò)、互相關(guān)，地下質(zhì)點(diǎn)加速度的波幅、頻譜、前升起、后衰減、波形包絡(luò)、互相關(guān)及拐角頻率特征。以4237井組為例介紹了微地震監(jiān)測(cè)過(guò)程，圖1是4237井監(jiān)測(cè)時(shí)的臺(tái)站布置示意圖，橫軸東西向，縱軸南北向，格值100 m，圓點(diǎn)是被監(jiān)測(cè)井監(jiān)測(cè)段在地面的投影，三角點(diǎn)是監(jiān)測(cè)臺(tái)站位置。臺(tái)站布置要求是:監(jiān)測(cè)井應(yīng)該在臺(tái)站順序連線(xiàn)包圍區(qū)內(nèi)，6個(gè)臺(tái)站不共圓，3個(gè)以上臺(tái)站不能共線(xiàn)。臺(tái)網(wǎng)孔徑不小于深度的十分之一。

圖2是注水井及井組其他鄰井位置，涉及4口鄰井。

圖1 4237井監(jiān)測(cè)臺(tái)站布置圖Fig.1 The monitoring station layout of Well 4237

4237井組于2002年6月實(shí)施注水，由于各種原因累積注水不足3 000 m3，累積注采比0.02～0.14，地層能量虧空較大，但動(dòng)態(tài)反映明顯(見(jiàn)表2)，多數(shù)鄰井產(chǎn)量上升或保持穩(wěn)定，僅有個(gè)別井產(chǎn)量下降。4236井注水后增產(chǎn)明顯;4238井原是采油井，注水水淹后轉(zhuǎn)為注水井。

圖2 注水井及鄰近井的相對(duì)位置Fig.2 Position map of injection and adjacent well

4 水驅(qū)前緣微地震監(jiān)測(cè)效果分析

圖3是等值線(xiàn)表示的水驅(qū)前緣及注水見(jiàn)效程度擬合圖，由三層等值線(xiàn)表示，最外一層等值線(xiàn)包圍區(qū)是注水見(jiàn)效區(qū)，第二層等值線(xiàn)包圍區(qū)是注水見(jiàn)效較高的區(qū)，第三層等值線(xiàn)所包圍的區(qū)是注水水淹的區(qū)。鄰近見(jiàn)效區(qū)的井，如果沿著見(jiàn)效較高區(qū)優(yōu)勢(shì)方向，也會(huì)稍見(jiàn)效。由圖3可以看出，4238井處于水淹區(qū);4236井、4233井鄰近注水見(jiàn)效區(qū)，且是第二層等值線(xiàn)凸起位置指向方向，應(yīng)該注水稍見(jiàn)效;4239井注水不見(jiàn)效。這與表2給出的動(dòng)態(tài)結(jié)果一致:4238井產(chǎn)液量增高并水淹，4236井、4233井增產(chǎn)或穩(wěn)產(chǎn)，4239井產(chǎn)液量降低。監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確反映了注水前緣分布和注水見(jiàn)效程度。

圖3 水驅(qū)前緣分布及鄰近井見(jiàn)效程度Fig.3 Water-flooding efficency ofadjacent wells for Well 4237

由圖3還可以看出，注入水的優(yōu)勢(shì)流動(dòng)方向北東東向，相對(duì)應(yīng)力場(chǎng)方向略有右旋，可能受到應(yīng)力方向及布井方向的共同影響;注水初期，滲流流動(dòng)速度較快，約每天1.7 m。后期流動(dòng)速度較慢，至監(jiān)測(cè)時(shí)，2010年7月，注水波及的最大距離不足400 m，這可能是由于地層吸水，油井采液，在某一特定距離上，注入水失去了向前流動(dòng)的動(dòng)力，水驅(qū)前緣波及范圍是有限的。

水驅(qū)前緣方向應(yīng)該受到應(yīng)力方向、布井方向及原生裂縫方向的影響。

監(jiān)測(cè)區(qū)的優(yōu)勢(shì)裂縫方向北西向[1]，應(yīng)力方向北東向[3]，油水井連線(xiàn)方向北東東向;后兩者對(duì)水驅(qū)前緣方向影響強(qiáng)烈。

5 結(jié)語(yǔ)

1)微地震監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確地反映了4237井地水驅(qū)前緣分布及鄰近油井受益狀況，給出優(yōu)勢(shì)注入水流動(dòng)方向，估算注水前緣推進(jìn)速度。為油水井布井及其調(diào)整提供亟待了解的依據(jù)，是一個(gè)現(xiàn)實(shí)、可行的監(jiān)測(cè)方法。

2)監(jiān)測(cè)還表明，影響油田注水的不僅有原生裂縫，應(yīng)力作用也是一個(gè)不可忽視的因素。油田注采井網(wǎng)布置應(yīng)該參考應(yīng)力方向、原生裂縫方向的影響。而不考慮應(yīng)力因素，可能影響注水效果。

3)此次水驅(qū)前緣微地震監(jiān)測(cè)與實(shí)際地質(zhì)資料基本符合。

4)依據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，注入水沿北東東方向突進(jìn)明顯，在低孔、低滲油田，油水井布置方向應(yīng)該沿著注水突進(jìn)方向布置，布井方案是正確的，收到了較好的注水開(kāi)發(fā)效果;若調(diào)短北北西方向的井距，可以進(jìn)一步提高注水見(jiàn)效程度。

[1]王永東.子長(zhǎng)油田4237井完井總報(bào)告資料[R].2006，12.

[2]齊鐵新，劉建中，秦桂林.井下裂縫連通技術(shù)在安棚堿礦的應(yīng)用[J]. 中國(guó)工程科學(xué)，2006，8(7):63－67.

[3]閆志濤，劉建中，邱金平.第三沉降帶應(yīng)力場(chǎng)研究[J].中國(guó)工程科學(xué)，2009，11(2):33 －36.