基于水平井技術(shù)的高21塊開(kāi)發(fā)效果改善研究

韓耀龍

(中石油遼河油田分公司高升采油廠，遼寧 盤(pán)錦 124125)

基于水平井技術(shù)的高21塊開(kāi)發(fā)效果改善研究

韓耀龍

(中石油遼河油田分公司高升采油廠，遼寧 盤(pán)錦 124125)

高21塊蓮花油層屬于厚層塊狀砂巖稠油油藏。由于儲(chǔ)層滲透率低、原油粘度及泥質(zhì)含量較高等原因，導(dǎo)致直井開(kāi)發(fā)存在周期產(chǎn)量低、開(kāi)發(fā)效果差的問(wèn)題，且由于縱向上儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、各小層動(dòng)用程度嚴(yán)重不均等問(wèn)題，采用直井開(kāi)發(fā)采油速度低、達(dá)不到標(biāo)定采收率。在深入開(kāi)展測(cè)井二次評(píng)價(jià)、區(qū)塊動(dòng)態(tài)資料分析和精細(xì)小層對(duì)比工作的基礎(chǔ)上，對(duì)高21塊蓮花油層進(jìn)行整體解剖，尋找其中的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，利用分支水平井技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)部署，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果顯著，預(yù)計(jì)可提高采收率5%。

高21塊；水平井；測(cè)井二次評(píng)價(jià)

高21塊地理上位于遼寧省臺(tái)安縣境內(nèi)，構(gòu)造上位于遼河坳陷西部凹陷西斜坡北端高升鼻狀構(gòu)造東部斷階帶。開(kāi)發(fā)主要目的層為古近系沙河街組三段蓮花油層，蓮花油層縱向上分為5個(gè)砂體，Ⅰ、Ⅱ砂體為氣層，Ⅲ～Ⅴ砂體為純油層，為一受巖性-斷層控制的氣頂砂巖稠油油藏，其中蓮花油層Ⅲ～Ⅴ砂體為主要生產(chǎn)層。高21塊于1979年2月投入開(kāi)發(fā)，1985年開(kāi)始逐步完善210m采油井網(wǎng)，并開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用蒸汽吞吐開(kāi)發(fā)方式開(kāi)采，至2006年底105m蒸汽吞吐井網(wǎng)完善后，區(qū)塊日產(chǎn)油17.9t/d，采油速度0.13%，采出程度僅為1.92%，吞吐油汽比0.38t/m3，區(qū)塊處于低速開(kāi)采，開(kāi)發(fā)效果差，2007年以來(lái)，開(kāi)展油藏綜合研究并進(jìn)行水平井、分支水平井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，試驗(yàn)井初產(chǎn)高且穩(wěn)產(chǎn)周期長(zhǎng)，為高21塊下步開(kāi)發(fā)動(dòng)用提供了依據(jù)，在試驗(yàn)成功的基礎(chǔ)上，整體調(diào)整部署水平井10口，目前正開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)規(guī)模實(shí)施。

1 開(kāi)發(fā)中存在的主要問(wèn)題

1.1直井注汽困難，吞吐效果差，區(qū)塊整體開(kāi)發(fā)水平較低

由于儲(chǔ)層滲透率低、原油粘度高及泥質(zhì)含量高，直井開(kāi)發(fā)普遍存在注汽壓力高、井底無(wú)干度的問(wèn)題，且周期有效期短，周期產(chǎn)量低，區(qū)塊整體開(kāi)發(fā)水平低。利用水平井轉(zhuǎn)換開(kāi)發(fā)方式前區(qū)塊采油速度和采出程度僅為0.24%和1.92%，已完鉆的22口直井中僅9口井正常生產(chǎn)，直井平均單井日產(chǎn)油僅為1t左右。

1.2儲(chǔ)層縱向非均質(zhì)性強(qiáng)，不同小層動(dòng)用嚴(yán)重不均

高21塊含油井段長(zhǎng)(150m左右)，但縱向上油層層數(shù)多、單層厚度薄、且非均質(zhì)性強(qiáng)，導(dǎo)致各小層動(dòng)用程度嚴(yán)重不均。以高3-7-65井為例，該井射孔井段長(zhǎng)度為44.9m，從該井的吸汽剖面來(lái)看，27號(hào)小層吸汽較好,吸汽厚度為8.3m，僅占射開(kāi)厚度的18.5%，而吸汽差和不吸汽的層分別為21.9m和14.75m，占射開(kāi)厚度的48.7%和23.8%。

2 改善開(kāi)發(fā)效果研究

由于高21塊含油井段長(zhǎng)，縱向上儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，且有效儲(chǔ)層薄且分散，利用直井開(kāi)發(fā)效果差。近年來(lái)水平井的大規(guī)模的應(yīng)用為這些低速、難動(dòng)用儲(chǔ)量區(qū)塊的開(kāi)發(fā)提供了依據(jù)。為了有效動(dòng)用高21塊儲(chǔ)量，通過(guò)測(cè)井二次評(píng)價(jià)、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料分析和精細(xì)小層對(duì)比3個(gè)方面的研究(見(jiàn)圖1)，開(kāi)展了高21塊儲(chǔ)層評(píng)價(jià)工作，為水平井的部署尋找優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。

2.1測(cè)井二次評(píng)價(jià)

圖1 儲(chǔ)層研究評(píng)價(jià)流程圖

圖2 高21塊測(cè)井解釋圖版

由于高21塊鉆探年限跨越較長(zhǎng)，各井的測(cè)井資料是在不同時(shí)間由多家測(cè)井儀器分別采集，存在儀器刻度、一致性等方面的系統(tǒng)誤差，而且即使是同一套儀器測(cè)量，由于測(cè)井時(shí)間不同，也會(huì)造成誤差，因此必須對(duì)測(cè)井曲線進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。通過(guò)對(duì)測(cè)井、地質(zhì)資料進(jìn)行分析和研究，發(fā)現(xiàn)該區(qū)蓮花油層組上部發(fā)育一套穩(wěn)定的泥巖層，因此把該段泥巖作為標(biāo)志層來(lái)對(duì)測(cè)井曲線進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。依據(jù)高21塊蓮花油層組的實(shí)驗(yàn)分析資料和測(cè)井資料，利用概率統(tǒng)計(jì)的方法建立油層組儲(chǔ)層參數(shù)的計(jì)算模型。根據(jù)試油資料，采集試油層段油氣層具有代表性的層段的測(cè)井值，制定測(cè)井解釋標(biāo)準(zhǔn)，建立解釋模版(見(jiàn)圖2)，含水飽和度線根據(jù)該地區(qū)的地質(zhì)參數(shù)確定，油、差油層點(diǎn)為試油證實(shí)的油層采樣點(diǎn)，其中根據(jù)測(cè)井資料儲(chǔ)層的物性條件分為油、差油層，從圖2中可看出油層點(diǎn)主要位于60%含水飽和度線右下側(cè)，即含油飽和度大于40%，差油層點(diǎn)主要位于60%～85%含水飽和度線中間，即含油飽和度在15%～40%之間，根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)把油層分為好油層、差油層2類，好油層其測(cè)井解釋飽和度基本上大于40%，差油層測(cè)井解釋飽和度在15%～40%之間，然后對(duì)高21塊23口井進(jìn)行處理，完成多井評(píng)價(jià)，找出單井優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。

2.2動(dòng)態(tài)資料分析

2006年以來(lái)，有針對(duì)性的加強(qiáng)吸汽剖面資料錄取，共測(cè)試9口13井次，結(jié)果表明(見(jiàn)表1)平均單井射開(kāi)油層厚度40.38m，吸汽好的8.45m，吸汽差的20.19m，不吸汽的11.75m，所占比率分別為20.93%、50%、29.1%。吸汽剖面表明，直井雖然揭露油層厚，但吸汽能力強(qiáng)、出油好的儲(chǔ)層僅占射開(kāi)油層厚度的20.93%，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層厚度薄是影響油井產(chǎn)能主要因素。從電性特征上看，吸汽好的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層均具有高電阻、自然電位幅度值較大的特點(diǎn)。

表1 高21塊吸汽剖面資料統(tǒng)計(jì)表

2.3精細(xì)小層對(duì)比

進(jìn)一步開(kāi)展小層精細(xì)對(duì)比工作，落實(shí)各小層的構(gòu)造和有效厚度。首先對(duì)全區(qū)蓮花油層Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ砂體進(jìn)行整體解剖，按沉積旋回把Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ砂體進(jìn)一步細(xì)分為3個(gè)小層，將地層對(duì)比進(jìn)入精細(xì)化。在地層對(duì)比的基礎(chǔ)上，結(jié)合鉆井、錄井、測(cè)井、地震等相關(guān)資料，細(xì)致地刻畫(huà)各小層構(gòu)造頂面形態(tài)。然后再通過(guò)沉積和儲(chǔ)層的研究，繪制出各小層的有效厚度圖。結(jié)合測(cè)井二次評(píng)價(jià)和動(dòng)態(tài)資料分析的結(jié)果，最終確定出各小層優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的平面分布和縱向發(fā)育。研究成果表明,各小層優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層縱向上發(fā)育雖比較薄(4～8m)，但平面分布范圍廣且比較穩(wěn)定，這為水平井的部署提供了有利的依據(jù)。

3 分支水平井實(shí)施效果分析

3.1試驗(yàn)水平井的實(shí)施

1)先導(dǎo)性試驗(yàn) 2007年在高21塊Ⅴ砂體選擇了比較穩(wěn)定、吸汽好的儲(chǔ)層為水平井目的層，開(kāi)展水平井先導(dǎo)試驗(yàn)，部署實(shí)施高3-7-8CH井。 高3-7-8CH井部署層位為蓮花油層Ⅴ砂體2小層，水平段長(zhǎng)200.23m，油層鉆遇率100%。注汽投產(chǎn)后，初期日產(chǎn)油達(dá)到了13.9t，目前日產(chǎn)油3.6t，累計(jì)產(chǎn)油5286.3t。

高3-7-8CH井的成功實(shí)施，證明通過(guò)測(cè)井二次評(píng)價(jià)、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料分析和精細(xì)小層對(duì)比3個(gè)方面的研究，最終確定優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的方法是正確的，以水平井為主要開(kāi)采方式的井位部署工作，來(lái)指導(dǎo)塊狀、縱向非均質(zhì)性強(qiáng)的稠油油藏的開(kāi)發(fā)、提高區(qū)塊儲(chǔ)量動(dòng)用程度是可行的。

2)分支水平井的實(shí)施 2008年進(jìn)一步擴(kuò)大二次開(kāi)發(fā)試驗(yàn)規(guī)模，部署實(shí)施了高21-蓮H501，高21-蓮H401、高21-蓮H301井3口試驗(yàn)水平井。

高21-蓮H501井水平段長(zhǎng)度278.00m。在高21-蓮H501井注汽的過(guò)程中，注汽壓力持續(xù)在19.9MPa，干度起始75%，后來(lái)降至40%。投產(chǎn)后初期日產(chǎn)油13.3t，一周期累計(jì)產(chǎn)油702t。分析高21-蓮H501井產(chǎn)量較低的原因，可能由于因油藏埋藏較深、油層壓力高、地下原油粘度較大等原因，導(dǎo)致注汽效果不理想。為了改善油層的滲流能力、加大單井儲(chǔ)量控制程度、改善注汽效果，將剩余2口試驗(yàn)井高21-蓮H401井設(shè)計(jì)3個(gè)分支，高21-蓮H301井設(shè)計(jì)4個(gè)分支。

表2 水平井注汽參數(shù)及生產(chǎn)情況對(duì)比表

通過(guò)水平井和分支水平井注汽參數(shù)及生產(chǎn)情況的對(duì)比(見(jiàn)表2)，可以看出分支水平井的注汽壓力下降，注汽干度上升，同時(shí)投產(chǎn)后初期日產(chǎn)油和周期累產(chǎn)油也有較大幅度的提升，說(shuō)明分支水平井起到了改善注汽效果，提高了油層的滲流能力，增加了油井的產(chǎn)能，效果明顯。

在分支水平井取得較好效果的基礎(chǔ)上，2009年實(shí)施了一口魚(yú)鉤狀分支水平井高21-蓮H5202井。該井鉆井過(guò)程中根據(jù)厚層塊狀油藏地層傾角大的特點(diǎn)，對(duì)鉆井軌跡進(jìn)行優(yōu)化，改變以往與構(gòu)造線平行部署思路，該井沿構(gòu)造低部位向高部位進(jìn)行部署，使軌跡成魚(yú)鉤狀。同時(shí)為改善油層滲流能力，在水平段上設(shè)計(jì)4個(gè)分支。該井完鉆水平段長(zhǎng)度360m，4個(gè)分支總長(zhǎng)度378m。注汽投產(chǎn)后，初期日產(chǎn)液22.4m3，日產(chǎn)油19.2t，生產(chǎn)3個(gè)周期，累計(jì)產(chǎn)油3925.0t。

3.2直井、水平井、分支水平井的生產(chǎn)規(guī)律對(duì)比

由于高21塊油藏埋藏較深，一般在1500～1780m，且油層物性較差，原油粘度高，地面脫氣原油粘度2000～6000mPa·s。直井常規(guī)日產(chǎn)油極低，2004年底投產(chǎn)油井高3-7-65未注汽常規(guī)生產(chǎn)，初期日產(chǎn)油2.9t/d，生產(chǎn)時(shí)間2個(gè)月，累計(jì)產(chǎn)油30t；直井注汽生產(chǎn)，初期日產(chǎn)油達(dá)到6～8t/d，但穩(wěn)產(chǎn)期短，產(chǎn)量逐漸下降至不出；常規(guī)水平井注汽投產(chǎn)，初期可獲得13～14t的產(chǎn)能，且穩(wěn)產(chǎn)期相對(duì)較長(zhǎng)，產(chǎn)量下降較慢；由于分支水平井增加了儲(chǔ)量控制程度，改善了油層的滲流能力和注汽效果，投產(chǎn)初期可獲得21～23t的較高產(chǎn)能，而且穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)量高，效果好(見(jiàn)表3)。

通過(guò)以上對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)的高21塊蓮花油層，利用水平井開(kāi)發(fā)可以獲得直井1.5～2倍的產(chǎn)能，而利用分支水平井則可獲得2.5～3倍于直井的產(chǎn)能，且穩(wěn)產(chǎn)周期長(zhǎng)。幾口分支水平井后投產(chǎn)后，區(qū)塊產(chǎn)量由原來(lái)的27t上升到高峰期的55.7t，取得了非常好的效果。

表3 高21塊各類型井生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比表

3.3前景分析

在試驗(yàn)水平井已取得較好的效果的前提下，為了有效動(dòng)用高21塊蓮花油層Ⅴ砂體的儲(chǔ)量，在高21塊蓮花油層Ⅴ砂體部署了10口分支水平井(其中 Ⅴ1小層1口、 Ⅴ2小層5口、 Ⅴ3小層4口)。下步準(zhǔn)備針對(duì)高21塊蓮花Ⅲ、Ⅳ砂體開(kāi)展水平井部署研究，預(yù)計(jì)可以部署水平井10口，動(dòng)用石油地質(zhì)儲(chǔ)量200×104t。

4 結(jié) 論

1)從高21塊水平井、分支水平井實(shí)施來(lái)看，在儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)的高21塊蓮花油層，利用水平井開(kāi)發(fā)可以獲得直井1.5～2倍的產(chǎn)能，而利用分支水平井則可獲得2.5～3倍于直井的產(chǎn)能，且穩(wěn)產(chǎn)周期較長(zhǎng)，效果明顯。

2)精細(xì)油藏地質(zhì)特征研究、測(cè)井二次評(píng)價(jià)、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料分析及水平井優(yōu)化設(shè)計(jì)是水平井部署的前提和基礎(chǔ)。

3)高21塊通過(guò)分支水平井的實(shí)施，使一個(gè)瀕臨廢棄油藏重新煥發(fā)了生機(jī)，油田采油速度及最終采收率均得到明顯提高。以分支水平井為主導(dǎo)技術(shù)的改善開(kāi)發(fā)效果對(duì)于其他同類型油藏，特別是低速、難動(dòng)用儲(chǔ)量具有一定借鑒意義。

[1]張方禮.遼河油區(qū)水平井開(kāi)發(fā)技術(shù)[A].遼河油田勘探開(kāi)發(fā)優(yōu)秀論文集[C].北京：石油工業(yè)出版社，2005.

[2]雍世和，張超謨.測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理與綜合解釋[M].北京：石油工業(yè)出版社，1996.

[3]王家宏.中國(guó)水平井應(yīng)用實(shí)例分析[M]. 北京:石油工業(yè)出版社，2003.

[4]萬(wàn)仁博.中國(guó)不同類型油藏水平井開(kāi)采技術(shù)[M]. 北京:石油工業(yè)出版社，1992.

[5]陳元千.現(xiàn)代油藏工程[M].北京:石油工業(yè)出版社，2004.

[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.06.024

TE324

A

1673-1409(2012)06-N073-04