烏里雅斯太特低滲透油藏有效開(kāi)發(fā)技術(shù)研究

郭發(fā)軍，孟慶春，魯秀芹

王霞，閆愛(ài)華，趙玉芝 （中石油華北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，河北 任丘062552）

1 基本地質(zhì)情況

烏里雅斯太油田是近年來(lái)華北油田發(fā)現(xiàn)的相對(duì)整裝，規(guī)模相對(duì)較大的低孔特低滲透油藏。該油藏主要受近東西走向太參1井?dāng)鄬雍捅睎|、北西走向的太27井東斷層、太69井?dāng)鄬印⑻?1井?dāng)鄬拥?條Ⅱ級(jí)斷裂控制，太參1井?dāng)鄬訉⑵抡壑袔Х譃槟媳?個(gè)斷塊，即南部的太27斷塊和北部的太53斷塊。太27斷塊主要發(fā)育下白堊統(tǒng)巴彥花群騰格爾組一段3油組）和阿爾善組四段3油組 （）兩套含油層系，太53斷塊主要發(fā)育和兩套含油層系。據(jù)巖石物性資料統(tǒng)計(jì)，太27斷塊平均孔隙度9．98%，平均滲透率2．29mD；平均孔隙度8．4%，平均滲透率1．68mD。太53斷塊平均孔隙度9．04%，平均滲透率2．74mD；平均孔隙度8．1%，平均滲透率1．25mD。均屬于低孔特低滲透儲(chǔ)層。該油藏地面及地下原油性質(zhì)較好，均屬于正常壓力、溫度系統(tǒng)。油藏屬于小扇體、多期疊加、儲(chǔ)層橫向變化大，油藏類(lèi)型復(fù)雜多樣，主要以巖性油藏為主，和以構(gòu)造、構(gòu)造－巖性油藏為主。

針對(duì)烏里雅斯太油田小扇體、多期疊加、儲(chǔ)層橫向變化大、天然能量弱、動(dòng)用難度大等特點(diǎn)，在常規(guī)研究的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的研究工作，確保了該油田的合理、有效開(kāi)發(fā)。

2 應(yīng)用技術(shù)研究

2．1 沉積相及沉積微相研究

沉積相研究表明，烏里雅斯太南洼槽主要發(fā)育2大沉積體系，緩坡為扇三角洲沉積，深洼區(qū)為湖底扇群發(fā)育區(qū)。騰格爾組一段 （K1bt1）發(fā)育5期扇體的沉積，在縱向上不同扇體相互疊加，橫向上連片分布，由南向北、由西向東逐漸變新，埋藏變淺，物性變好；阿爾善組四段 （K1ba4）主要發(fā)育3期扇三角洲，儲(chǔ)層物性橫向變化快，油藏整體開(kāi)發(fā)難度較大。另外還開(kāi)展了該油藏3個(gè)油組28個(gè)小層的沉積微相研究。從各小層沉積微相研究結(jié)果來(lái)看，太27斷塊主力含油小層平面變化均比較大，分布不穩(wěn)定，呈指狀分布；各小層平面變化較更大。太53斷塊主力含油小層平面變化劇烈，儲(chǔ)層橫向變化快。鑒于各油組儲(chǔ)層平面變化均較大，在實(shí)施過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，確保鉆井的成功率。

2．2 天然裂縫發(fā)育狀況研究

采用成像測(cè)井資料以及巖心觀察等方法，開(kāi)展了裂縫發(fā)育狀況等方面的研究。

為研究烏里雅斯太油藏的天然裂縫發(fā)育狀況，對(duì)太27－28井進(jìn)行了微電阻率掃描成像測(cè)井。電成像圖主要作用是識(shí)別裂縫和孔洞，同時(shí)提供層理、斷層等。識(shí)別裂縫主要依據(jù)是裂縫在圖像上為暗色的正弦波，縫寬不一致，裂縫邊緣由于有溶蝕現(xiàn)象而不光滑。該井成像資料提供了裂縫、孔洞、層理、斷層、誘導(dǎo)縫和地層產(chǎn)狀等結(jié)果，但因裂縫不發(fā)育，沒(méi)有成組成層的大段裂縫。從裂縫、斷層、層理統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，該井只解釋了11條低角度不連續(xù)張開(kāi)裂縫和2段6m的微孔洞，說(shuō)明該井所處位置裂縫不發(fā)育；另外還對(duì)油藏內(nèi)10多口井3個(gè)層位的數(shù)百米巖心進(jìn)行了觀察，從觀察情況來(lái)看，該區(qū)天然裂縫也不發(fā)育。

以上均反映該油藏天然裂縫不發(fā)育，這也是該油藏自然產(chǎn)能低，油井均需要壓裂改造的主要原因。

圖1 烏里雅斯太南凹槽K1bt1～阿爾善組沉積模式圖

2．3 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究

由于該區(qū)儲(chǔ)層物性差，非均質(zhì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，采用恒速壓汞及可動(dòng)流體飽和度測(cè)試等室內(nèi)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，為下步有利建產(chǎn)層位的優(yōu)選提供依據(jù)。

2．3．1 恒速壓汞測(cè)試

對(duì)太27斷塊、太53斷塊的13塊巖心進(jìn)行了恒速壓汞測(cè)試，從平均喉道半徑與滲透率的關(guān)系來(lái)看：平均喉道半徑隨滲透率的增加而增加。滲透率小于0．3～0．4mD時(shí)，平均喉道半徑小于1μm，屬于Ⅳ類(lèi)儲(chǔ)層，難以動(dòng)用；滲透率在0．4～1．7mD時(shí)，平均喉道半徑在1～2μm之間，屬于Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層，需要攻關(guān)來(lái)動(dòng)用；滲透率大于1．7mD時(shí)，平均喉道半徑大于2μm，屬于Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層，較易動(dòng)用。

2．3．2 可動(dòng)流體百分?jǐn)?shù)測(cè)試

實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的核磁共振曲線(xiàn)普遍呈雙峰結(jié)構(gòu)，這一曲線(xiàn)特征表明該類(lèi)儲(chǔ)層孔隙類(lèi)型較復(fù)雜，存在2種或更多種孔隙結(jié)構(gòu)類(lèi)型。

對(duì)同一區(qū)塊巖心，總體上可動(dòng)流體百分?jǐn)?shù)隨滲透率的增大而增大，并且可動(dòng)流體百分?jǐn)?shù)與滲透率呈較好的半對(duì)數(shù)關(guān)系。從每個(gè)斷塊的平均滲透率來(lái)看，太53斷塊可動(dòng)流體質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為59．23%，太27斷塊可動(dòng)流體質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為45．63%，K1ba4可動(dòng)流體質(zhì)量百分?jǐn)?shù)范圍為34．25%～40．04%。從可動(dòng)流體質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來(lái)看，太53斷塊屬于Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層，太27斷塊屬于Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層，和介于Ⅲ類(lèi)和Ⅳ類(lèi)儲(chǔ)層之間，K1bt1較易動(dòng)用，K1ba4動(dòng)用難度較大。根據(jù)恒速壓汞及可動(dòng)流體飽和度的研究成果，烏里雅斯太油田太27斷塊、太53斷塊的優(yōu)先建產(chǎn)層位為，、目前動(dòng)用難度較大，需今后進(jìn)行攻關(guān)。

2．4 開(kāi)發(fā)試驗(yàn)井組試驗(yàn)

為搞好烏里雅斯太油田的開(kāi)發(fā)，同時(shí)為新區(qū)產(chǎn)能建設(shè)提供戰(zhàn)場(chǎng)，于2005～2006年在太27斷塊、太53斷塊部署3個(gè)井組開(kāi)展開(kāi)發(fā)試驗(yàn)研究，為下步油藏合理、有效開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。試驗(yàn)井組采用菱形井網(wǎng)300m井距、150m排距，超前注水方式［1］，地層壓力達(dá)到原始地層壓力的110%油井壓裂投產(chǎn)。

從3個(gè)試驗(yàn)井組的生產(chǎn)及見(jiàn)效狀況來(lái)看，有如下認(rèn)識(shí)：①?gòu)淖⑺蹲⑶闆r看，大部分井可以完成配注，部分井由于儲(chǔ)層物性差等原因注水困難，因此在注水井投注前，應(yīng)視具體情況決定是否采取酸化、壓裂等增注措施；②從投產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)的太27試驗(yàn)井組的見(jiàn)效狀況來(lái)看，11口生產(chǎn)井有7口井見(jiàn)到注水效果，且見(jiàn)效狀況較好，說(shuō)明目前的注采井網(wǎng)基本適應(yīng)太27斷塊的地質(zhì)情況；③太27斷塊試采井組資料反映出的生產(chǎn)情況好于，因此該區(qū)的主力開(kāi)發(fā)層系應(yīng)為；④太53斷塊注水井已投注3年的時(shí)間，累計(jì)注采比已達(dá)14，油井均未有見(jiàn)效反應(yīng)，分析認(rèn)為該區(qū)未見(jiàn)效的原因是注采井距偏大。

通過(guò)試驗(yàn)井組的試驗(yàn)解決了以下問(wèn)題：①靠天然能量開(kāi)采，產(chǎn)量遞減快，采油速度低，需要注水保持能量開(kāi)采的問(wèn)題；②注水井可以滿(mǎn)足配注要求，解決了能夠注水的問(wèn)題；③超前注水見(jiàn)效狀況較好，解決了注水時(shí)機(jī)問(wèn)題；④目前注采井網(wǎng)基本適應(yīng)地質(zhì)情況，而、則不適應(yīng)，需加以調(diào)整［2］。在試驗(yàn)井組認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，重新對(duì)開(kāi)發(fā)方案進(jìn)行了優(yōu)化，做到有的放矢、避免了盲目開(kāi)發(fā)的問(wèn)題。

2．5 井網(wǎng)、井距優(yōu)化研究

在裂縫研究的基礎(chǔ)上，同時(shí)考慮該區(qū)主應(yīng)力方位，應(yīng)用多種方法開(kāi)展了烏里雅斯太油田井網(wǎng)、井距的優(yōu)化研究 （圖2），為下步產(chǎn)能建設(shè)實(shí)施提供依據(jù)。

圖2 井網(wǎng)優(yōu)化研究流程圖

通過(guò)多種方法研究，確定烏里雅斯太油田均采用菱形井網(wǎng)，太27斷塊合理井排距為300m×150m，太53斷塊合理井排距為250m×80m；、采用菱形井網(wǎng)，合理井排距為200m×80m。

2．6 產(chǎn)能建設(shè)規(guī)模優(yōu)選

烏里雅斯太油田共上報(bào)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量2000多萬(wàn)噸，具有一定的物質(zhì)基礎(chǔ)，考慮到烏里雅斯太油田屬典型巖性－構(gòu)造油藏，儲(chǔ)層平面及縱向變化均比較大，儲(chǔ)量規(guī)模存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。按照目前確定的建產(chǎn)層位及產(chǎn)能建設(shè)部署原則，太27斷塊、太53斷塊在Ⅰ類(lèi)油層厚度10m以上區(qū)域部署，按照該區(qū)域部署的最大建產(chǎn)規(guī)模為15×104t?？紤]到太53斷塊層系間基本無(wú)接替能力，太27斷塊層系接替的風(fēng)險(xiǎn)也比較大。考慮到地面集輸系統(tǒng)的輸油能力，烏里雅斯太油田整體產(chǎn)能建設(shè)規(guī)模不宜過(guò)大，應(yīng)采取“整體部署、分年實(shí)施、塊間接替”的方式較好［2，3］。參考不同規(guī)模的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析，烏里雅斯太油田的產(chǎn)能建設(shè)規(guī)模確定為10×104t，考慮儲(chǔ)層發(fā)育狀況及目前地面建設(shè)情況，先期產(chǎn)能建設(shè)初步確定在太27斷塊、太53斷塊的，后續(xù)接替區(qū)主要在太27斷塊的其他區(qū)域 （太61井區(qū)）和太53斷塊的。

3 實(shí)施狀況及主要認(rèn)識(shí)

3．1 實(shí)施狀況

至2010年底，已先后在太27斷塊、53斷塊開(kāi)展產(chǎn)能建設(shè)工作，共完鉆開(kāi)發(fā)井69口，建產(chǎn)能7．5×104t。截至2010年底，已累計(jì)生產(chǎn)原油11．79×104t，累計(jì)產(chǎn)氣1300×104m3。2011年預(yù)計(jì)在太53－4井區(qū)、太參1井區(qū)共部署新鉆井25口，總井?dāng)?shù)25口，建產(chǎn)能2．6×104t，烏里雅斯太油田整體建產(chǎn)能10×104t。下步接替區(qū)主要在太27斷塊 （太61井區(qū)）、太53斷塊 （），接替區(qū)可建產(chǎn)能5．0×104t。

3．2 主要認(rèn)識(shí)

1）對(duì)于烏里雅斯太這類(lèi)復(fù)雜的低孔特低滲透油藏，應(yīng)采取多種技術(shù)手段、多專(zhuān)業(yè)聯(lián)合攻關(guān)的方式攻關(guān)解決，以實(shí)現(xiàn)這類(lèi)油藏的合理、有效開(kāi)發(fā)。

2）烏里雅斯太油田屬于典型的低孔、特低滲透油藏，油藏自然產(chǎn)能低、壓裂效果差別大，如果采取常規(guī)方式整體開(kāi)發(fā)的話(huà)，風(fēng)險(xiǎn)較大，因此，對(duì)于該類(lèi)油藏應(yīng)采取 “整體部署、分步實(shí)施、規(guī)模合理、塊間接替”的原則加以開(kāi)發(fā)。

3）在鉆井實(shí)施過(guò)程中要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料及地質(zhì)認(rèn)識(shí)的不斷加深和完善及時(shí)調(diào)整鉆井部署及方案，提高鉆井成功率。

［1］王瑞飛，宋子齊，何涌，等 ．利用超前注水技術(shù)開(kāi)發(fā)低滲透油田 ［J］．?dāng)鄩K油氣田，2003，10（3）：43～45．

［2］李道品 ．低滲透油田高效開(kāi)發(fā)決策論 ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，2003．

［3］才汝成 ．低滲透油藏開(kāi)發(fā)新技術(shù) ［M］．北京：中國(guó)石化出版社，2004．