常規(guī)稠油油藏開發(fā)調(diào)整技術(shù)研究與應(yīng)用——以高淺北區(qū)為例

張林河，高 暉，李國旭，田亞東，唐元璐

（1.中國石油冀東油田分公司勘探開發(fā)研究院，河北唐山063004；2.中國石油唐山液化天然氣有限公司）

我國稠油油藏開發(fā)從1982年起步，經(jīng)過20多年的發(fā)展，原油產(chǎn)量大幅度提高，年產(chǎn)油量約占全國原油年總產(chǎn)量的10%左右。而2000年底稠油采出程度只有15.6%，大幅度地提高稠油油藏的采出程度還有較大潛力［1］。隨著石油天然氣需求的與日俱增，稠油油藏儲(chǔ)量的開發(fā)動(dòng)用已逐漸成為油氣產(chǎn)量的增長(zhǎng)點(diǎn)。

常規(guī)稠油油藏是稠油油藏的最具典型類型，本文在對(duì)國內(nèi)外典型常規(guī)油藏開發(fā)特征深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)常規(guī)稠油油藏特征和成熟的開發(fā)技術(shù)，對(duì)類似常規(guī)稠油油藏的開發(fā)具有一定的指導(dǎo)借鑒作用。

1 常規(guī)稠油油藏特征

1.1 原油物性特征

稠油與常規(guī)稀油的不同之處，主要在于稠油中輕質(zhì)餾分很少，一般小于10%，通常在5%左右。但瀝青質(zhì)含量較高，通常稠油黏度及比重隨瀝青膠質(zhì)含量的增高而增加，稠油黏度隨溫度變化很敏感，稠油中含硫量很低，一般小于0.8%，石蠟含量也很低，通常在5%左右。高淺北區(qū)稠油油藏原油性質(zhì)具有“三高一低”的特點(diǎn)，即原油密度高，黏度高，膠質(zhì)瀝青質(zhì)高，凝固點(diǎn)低。地面原油黏度為300～500 mPa·s，平均415 mPa·s，地面原油密度為0.95～0.96 g／cm3，平均0.9562 g／cm3；膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量為20%～30%，含蠟量2%～3%，原油凝固點(diǎn)低于0℃，一般為－2～－7℃。根據(jù)高壓物性資料分析，地層壓力下原油密度為0.910 6 g／cm3，黏度90.34 mPa·s，屬于未飽和的常規(guī)稠油油藏。

1.2 地質(zhì)特征

高淺北區(qū)常規(guī)稠油油藏一般屬于河流相沉積，沉積微相細(xì)分為主水道微相、砂壩微相、天然堤微相、河漫灘微相、分支河道微相。油層埋藏淺，一般小于2 600 m，其中，絕大部分埋深在1 000～1 500 m。油層物性好，膠結(jié)疏松，非均質(zhì)嚴(yán)重，非均質(zhì)系數(shù)一般在0.7以上，平均孔隙度一般大于30%，空氣滲透率一般大于1μm2，膠結(jié)物以泥質(zhì)為主，泥質(zhì)含量較高，多數(shù)大于10%，出砂嚴(yán)重。

高淺北區(qū)油藏含油層位為新近系館陶組，共有11個(gè)含油小層（圖1），分別為 Ng6、Ng8、Ng91、Ng92、Ng10、Ng11、Ng12、Ng131、Ng132、Ng133、Ng14。其中主力小層為Ng8、Ng12、Ng132小層，動(dòng)用含油面積6.8 km2。儲(chǔ)層為辮狀河流相沉積砂體，油藏埋藏1 700～1 900 m，地層能量充足，邊、底水活躍，為典型河流相層狀構(gòu)造油藏。

2 常規(guī)稠油油藏開發(fā)方式與對(duì)策

目前國內(nèi)外常規(guī)稠油油藏的主要開發(fā)方式是冷采，即注水開發(fā)，只有前蘇聯(lián)少數(shù)油田采用注熱水開采。

圖1 高淺北區(qū)油藏剖面

在開發(fā)對(duì)策方面，大多數(shù)油田基本相同。開發(fā)初期，在井網(wǎng)部署方面，利用直井開采的油田，一般采用反九點(diǎn)法正方形井網(wǎng)進(jìn)行開發(fā)。開發(fā)中后期，一般采用不規(guī)則井網(wǎng)進(jìn)行開發(fā)調(diào)整。隨著鉆井新技術(shù)的應(yīng)用，為了有利于后期調(diào)整，某些油田在開發(fā)初期也直接采用不規(guī)則的井網(wǎng)進(jìn)行開發(fā)［2］。

高淺北區(qū)油藏開發(fā)初期采用反九點(diǎn)法250 m×250 m正方形井網(wǎng)注水開發(fā)，由于原油黏度大，儲(chǔ)層疏松易出砂，配套工藝技術(shù)不完善，造成儲(chǔ)量動(dòng)用程度低、含水上升快、采收率低、開發(fā)效果差。開發(fā)中期，在精細(xì)油藏描述技術(shù)研究與應(yīng)用基礎(chǔ)上，應(yīng)用水平井、側(cè)鉆水平井技術(shù)，采用不規(guī)則井網(wǎng)進(jìn)行開發(fā)調(diào)整，同時(shí)利用螺桿泵提液和邊水調(diào)剖等控水穩(wěn)油配套技術(shù)，取得了較好的開發(fā)效果。

3 開發(fā)調(diào)整技術(shù)研究與應(yīng)用

3.1 精細(xì)油藏描述技術(shù)研究與應(yīng)用

3.1.1 精細(xì)小層對(duì)比

精細(xì)小層對(duì)比重點(diǎn)是精細(xì)刻畫油層及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，搞清上隔層、下隔層及層內(nèi)夾層發(fā)育和分布情況，準(zhǔn)確確定砂體平面連通關(guān)系及縱向疊置關(guān)系，為水平井的開發(fā)調(diào)整奠定基礎(chǔ)。

3.1.2 油層頂面精細(xì)構(gòu)造研究

利用鉆井資料通過井斜和海拔校正，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)油層頂面深度，編制2 m等高距的大比例尺（1∶5000）的油層頂面微構(gòu)造圖，準(zhǔn)確表征其微構(gòu)造形態(tài)，為井位部署和參數(shù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

3.1.3 精細(xì)儲(chǔ)層研究

精細(xì)儲(chǔ)層研究包括沉積微相和儲(chǔ)層特征研究。精心編制各砂體的沉積微相展布圖、砂層厚度、孔隙度、滲透率等值圖和油層等厚圖，為剩余油分布研究和水平井部署提供依據(jù)［3］。

3.1.4 精細(xì)三維地質(zhì)建模和剩余油分布研究

建立高精度油藏三維地質(zhì)模型，為數(shù)值模擬提供地質(zhì)模型。精細(xì)油藏?cái)?shù)值模擬主要是平面和縱向上加密油藏地質(zhì)模型網(wǎng)格，精細(xì)的歷史擬合和指標(biāo)預(yù)測(cè)。通過油藏?cái)?shù)值模擬和油藏工程分析，搞清剩余油在平面和層內(nèi)的分布，為潛力分析和井位部署提供準(zhǔn)確依據(jù)［4］。經(jīng)數(shù)模研究認(rèn)為：高淺北區(qū)剩余油主要分布在局部構(gòu)造高部位、斷層邊角地帶、井網(wǎng)未控制區(qū)域及累計(jì)產(chǎn)油量相對(duì)較低區(qū)域。

3.2 水平井技術(shù)研究與應(yīng)用

3.2.1 開發(fā)潛力分析

高淺北區(qū)縱向上共有9個(gè)主力含油小層，其中Ng8小層，含油面積1.3 km2，儲(chǔ)量占未動(dòng)用儲(chǔ)量的65%，開發(fā)潛力較大。

Ng12、13小層動(dòng)用含油面積6.2 km2，是高淺北區(qū)的主力油藏，為邊底水油藏（圖2），。由于儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，油水黏度比大，導(dǎo)致Ng12、131小層邊水平面上沿高滲透條帶、縱向上沿高滲透層段快速推進(jìn)。在現(xiàn)有井網(wǎng)條件下，Ng132小層儲(chǔ)量控制程度低，儲(chǔ)量動(dòng)用程度低，區(qū)塊開發(fā)表現(xiàn)為高含水、采出程度低、采收率低。

圖2 高淺北區(qū)Ng12、13號(hào)小層油藏類型示意

數(shù)值模擬結(jié)果表明：Ng12小層平面上剩余油飽和度高值區(qū)主要分布在靠近高柳斷層的局部構(gòu)造高部位、中部構(gòu)造局部高點(diǎn)、邊部的部分區(qū)域和低滲條帶?？v向上，低滲層段的油層還未充分動(dòng)用，因此層內(nèi)剩余油挖潛的潛力還很大。Ng132小層整體上井網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)量控制程度低，油層動(dòng)用程度低，井網(wǎng)調(diào)整的潛力較大。

3.2.2 利用水平井開發(fā)與調(diào)整的可行性

（1）油藏類型適合利用水平井進(jìn)行開發(fā)調(diào)整。高淺北區(qū)油藏類型為邊、底水驅(qū)常規(guī)稠油油藏，國內(nèi)同類油藏的水平井應(yīng)用實(shí)踐表明，這類油藏水平井開發(fā)效果良好［5］，主要表現(xiàn)在有效控制邊底水的推進(jìn)，提高單井產(chǎn)量、有效解決油井出砂問題、提高油藏采收率。通過論證水平井單井產(chǎn)量為16～23 t／d，為定向井的3～5倍，采收率可提高5%～7%。

（2）油 藏 地 質(zhì) 條 件 適 合 。油 藏 埋 深1 7 0 0～1 900 m，深度適中，地質(zhì)認(rèn)識(shí)程度較高、儲(chǔ)層分布相對(duì)穩(wěn)定，有利于水平井實(shí)施。

（3）邊底水能量充足，依靠天然能量開發(fā)，可以降低水平井開發(fā)的難度。應(yīng)用物質(zhì)平衡法及數(shù)值模擬計(jì)算，水體約為油體的100倍，正常生產(chǎn)的油井液面大多數(shù)在井口，說明了該區(qū)塊邊、底水能量充足。

（4）油藏含油高度較大。主力小層Ng8、Ng12、Ng132小層含油高度均較大，構(gòu)造高點(diǎn)含油高度分別為30、52、40 m，利于水平井的部署。

（5）可采儲(chǔ)量物質(zhì)基礎(chǔ)豐厚。Ng8小層砂體展布規(guī)模大，且分布穩(wěn)定，油層厚度在10 m以上，含油高度30 m，具備水平井開發(fā)的地質(zhì)條件和儲(chǔ)量基礎(chǔ)。而投入開發(fā)的Ng12～Ng13小層采出程度僅為8.16%，地下仍有大量的剩余油，水平井開發(fā)調(diào)整的物質(zhì)基礎(chǔ)豐厚。尤其是Ng132小層為底水油藏，油層相對(duì)較厚，儲(chǔ)量未動(dòng)用區(qū)的分布范圍較大，因此，用水平井開發(fā)有利［6］。

3.2.3 水平井部署與實(shí)施效果

（1）水平井部署。為高效開采難采儲(chǔ)量，在新區(qū)低阻油層相對(duì)集中區(qū)域的斷層附近、局部構(gòu)造高點(diǎn)，以及井間有效厚度較大的區(qū)域部署19口水平井。

為挖潛剩余油，在老區(qū)Ng12、Ng132小層選擇斷層附近構(gòu)造高部位，區(qū)塊內(nèi)部局部高點(diǎn)及南部、東部?jī)?chǔ)量未動(dòng)用區(qū)域部署10口水平井。

（2）水平井實(shí)施效果。水平井開發(fā)與調(diào)整工作，堅(jiān)持邊研究、邊實(shí)施的思路，在實(shí)施過程中對(duì)方案進(jìn)行不斷的補(bǔ)充和完善。幾年來，共實(shí)施水平井29口，投產(chǎn)初期平均單井日產(chǎn)油23.5 t，新建產(chǎn)能17.6×104t，實(shí)現(xiàn)了區(qū)塊高含水期產(chǎn)量翻番。

3.3 側(cè)鉆水平井開發(fā)與實(shí)施效果

3.3.1 側(cè)鉆水平井部署區(qū)域應(yīng)滿足以下條件

（1）為保證側(cè)鉆水平井達(dá)到理想效果，部署區(qū)域油層有效厚度應(yīng)大于4 m；

（2）部署區(qū)儲(chǔ)層頂部應(yīng)有穩(wěn)定的隔夾層；

（3）單井控制可采儲(chǔ)量大于極限可采儲(chǔ)量0.65×104t。

3.3.2 側(cè)鉆水平井實(shí)施效果

幾年來，共實(shí)施側(cè)鉆水平井4口，平均單井日產(chǎn)油15.1 t，含水35.7%，與相鄰定向井相比產(chǎn)量為定向井的2.5倍，含水降低54%，增油降水效果顯著。

3.4 邊水調(diào)剖技術(shù)應(yīng)用與效果

高淺北區(qū)油藏隨著油藏采出程度加大、含水上升、高滲透條帶的形成，儲(chǔ)層非均質(zhì)性不斷加劇，加上地層出砂等原因，單純依靠高含水油井提液保持油藏穩(wěn)產(chǎn)難度較大，效益較差［7］。

經(jīng)過調(diào)研和論證，確定了高淺北區(qū)邊水調(diào)剖方案。經(jīng)過實(shí)施，在邊水調(diào)剖受效區(qū)內(nèi)共有油井34口，其中有12口井明顯見效。見效后，12口井產(chǎn)油量均有所上升，而綜合含水也有不同程度的下降。日產(chǎn)油從調(diào)剖前的57.2 t持續(xù)增長(zhǎng)，最高達(dá)到105.4 t，綜合含水由邊水調(diào)剖前的86.3%持續(xù)下降，最低下降到82.7%。而后，又實(shí)施了第二輪和第三輪邊水調(diào)剖，三輪邊水調(diào)剖效果均非常明顯，調(diào)剖后區(qū)塊產(chǎn)油量上升，綜合含水上升速度減緩，受效井共計(jì)增油6.4×104t，投入產(chǎn)出比為1∶5.18。采收率提高了5.8%，開發(fā)形勢(shì)明顯變好，達(dá)到了增油、降水、提高采收率的目的。

4 結(jié) 論

（1）常規(guī)稠油油藏地層膠結(jié)疏松，原油黏度大，流動(dòng)性差，生產(chǎn)過程中易造成油井出砂和邊、底水突進(jìn)等問題，制約了常規(guī)稠油油藏的開采速度和開發(fā)水平。

（2）高淺北區(qū)的開發(fā)調(diào)整實(shí)踐，使河流相儲(chǔ)層邊底水驅(qū)動(dòng)的常規(guī)稠油油藏在高含水階段實(shí)現(xiàn)了高速高效開發(fā)，為同類油藏的高效開發(fā)和調(diào)整進(jìn)行了有益的探索，積累了一定的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

（3）常規(guī)稠油油藏的開發(fā)調(diào)整思路是利用加密調(diào)整可以提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度；適時(shí)開展邊水調(diào)剖可以抑制邊、底水突進(jìn)；合理應(yīng)用水平井、側(cè)鉆水平井開發(fā)技術(shù)，可以提高油藏的采油速度和采收率。

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