水平井在低幅度構(gòu)造油藏開發(fā)中的應(yīng)用——以塔河油田二區(qū)東為例

郭瑞，張曉

牛會玲，黃鵬 （中石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 烏魯木齊830011）

1 地質(zhì)概況

塔河油田二區(qū)東油藏位于塔河鹽邊三疊系雁狀斷裂帶內(nèi)，構(gòu)造位置隸屬塔里木盆地東北坳陷區(qū)沙雅隆起阿克庫勒凸起南斜坡，儲層主要發(fā)育于上三疊統(tǒng)哈拉哈塘組下段3號砂層組 （T3h3L）。T3h3L構(gòu)造圈閉特征主要表現(xiàn)為幅度在5～20m之間、圈閉面積小并伴有一系列羽狀排列的正斷層。井區(qū)發(fā)育斷裂以張扭性正斷層為主，主控斷裂形成于印支－燕山期，并控制了大部分構(gòu)造的形成，而T3h3L儲層主要受北東向雁列斷層控制形成多個獨立的低幅度圈閉，呈條帶狀分布。二區(qū)東油藏T3h3L儲層砂體在構(gòu)造范圍內(nèi)分布穩(wěn)定，溫壓系統(tǒng)基本相同，但不同的含油圈閉油水界面不統(tǒng)一，構(gòu)成了各自獨立的油水系統(tǒng)，為典型的受低幅度構(gòu)造與斷層控制的底水油藏。

2 水平井應(yīng)用效果

為最大程度提高單井控制、動用儲量及克服底水錐進(jìn)，塔河油田碎屑巖油藏在水平井開發(fā)實踐中總結(jié)出以導(dǎo)眼落實構(gòu)造及油水關(guān)系，以水平段進(jìn)行開發(fā)、減緩底水錐進(jìn)或脊進(jìn)速度的一套符合低幅度構(gòu)造底水油藏特點的布井方式［1］，且水平井技術(shù)在二區(qū)東開發(fā)實踐中得到廣泛應(yīng)用。截至2012年9月30日，二區(qū)東T3h3L油藏共投入生產(chǎn)井17口，其中水平井7口，斜直井10口。

利用水平井與斜直井結(jié)合整體部署，有效抑制了油藏邊底水突進(jìn)，實現(xiàn)二區(qū)東T3h3L低幅度構(gòu)造油藏高效開發(fā)。投產(chǎn)初期水平井單井日產(chǎn)量約為斜直井的1．8倍，油藏水平井生產(chǎn)井?dāng)?shù)占區(qū)塊總井?dāng)?shù)的41．2%，但水平井已累計生產(chǎn)原油14．1×104t，占全區(qū)塊累計產(chǎn)油量的51．5%，成為油氣高效開采主導(dǎo)技術(shù)之一。截至2012年9月30日，區(qū)塊水平井日產(chǎn)油100．7t，占區(qū)塊日油產(chǎn)量的72．3%，單井日產(chǎn)油量是斜直井的3．7倍，且無水采油期及供液能力均好于斜直井，分析認(rèn)為水平井技術(shù)的應(yīng)用對提高區(qū)塊產(chǎn)能和采收率方面均取得了顯著效果。

3 水平井開發(fā)效果影響因素

3．1 水平段長度

理論研究表明水平段長度越長，采油指數(shù)越大。但是受實際油藏構(gòu)造的制約，在油藏構(gòu)造較陡的區(qū)域，為了保證水平段長度，勢必以降低水平段的避水厚度為代價，反而導(dǎo)致水平井臨界產(chǎn)量降低而影響水平井的開發(fā)效果［2，3］。因此，考慮到二區(qū)東儲層平面非均質(zhì)影響，在建立地質(zhì)模型的基礎(chǔ)上，取相同的位置和方向，設(shè)計了200、250、300、350、400、450m 等6個水平段方案。通過對塔河油田低幅度構(gòu)造油藏進(jìn)行的模擬計算認(rèn)為水平段越長，非均質(zhì)影響越大，優(yōu)化結(jié)果認(rèn)為該井區(qū)水平井的水平段射孔長度設(shè)計為250～350m比較合適 （圖1）。結(jié)合油藏構(gòu)造幅度、圈閉形態(tài)以及鉆井過程中的跟蹤調(diào)整情況，二區(qū)東水平井實鉆水平段長度平均為278m。

圖1 水平井不同水平段射孔長度與累計產(chǎn)油對比曲線

3．2 井眼軌跡

水平井的井眼軌跡控制是借助鉆頭導(dǎo)向工具、井底信息遙控系統(tǒng)及地質(zhì)目標(biāo)識別軟件，使鉆頭實時沿設(shè)計地質(zhì)目標(biāo)鉆進(jìn)的工藝技術(shù)［4］。合格的井眼軌跡是保證水平井目標(biāo)砂體有效避水程度的基本條件，也決定水平井后期投產(chǎn)測試情況和無水采油期的長短。數(shù)值模擬結(jié)果表明：水平段的避水程度80%是開發(fā)指標(biāo)變化的拐點，當(dāng)避水程度小于80%，水平段避水厚度小，底水脊進(jìn)快，油井生產(chǎn)效果變差。

部署在二區(qū)東油藏同一圈閉且構(gòu)造位置相似的TK7220H井和TK7221H井油層厚度均為13m，TK7221H井水平軌跡控制較為平穩(wěn) （圖2），水平段垂深最大落差僅為0．8m，軌跡距離油層砂頂1．5～2．0m，避水厚度87%，2010年1月投產(chǎn)至今仍不含水，無水采油期980d，目前日產(chǎn)油33t，累產(chǎn)油3．7×104t。而TK7220H井由于實鉆水平段軌跡與設(shè)計相差較大，軌跡在目標(biāo)砂體中控制較差，垂深最大落差達(dá)到8．2m，最低避水高度僅為3．8m，對應(yīng)避水程度為30%，2010年1月水平段投產(chǎn)后無水采油期僅為1個月，目前日產(chǎn)油7．4t，含水86%，累產(chǎn)油1．7×104t。結(jié)合開發(fā)地質(zhì)和鉆井工藝綜合分析認(rèn)為井眼軌跡的精確控制是水平井提高避水程度達(dá)到高效生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。

圖2 TK7220H井與TK7221H井水平段實鉆軌跡示意圖

3．3 夾層分布

在油井水平段之下、油水界面之上若發(fā)育有隔層或夾層，可以有效地抑制底水錐進(jìn)。水平段設(shè)計在隔夾層之上，可以有效提高避水效果，延長無水采油期。TK7216H井所處圈閉通過構(gòu)造精細(xì)解釋認(rèn)為存在10m左右的構(gòu)造幅度。該井設(shè)計在高部位鉆斜導(dǎo)眼以落實構(gòu)造解釋精度及油水分布特點，通過實鉆斜導(dǎo)眼僅在頂部鉆遇垂厚1．7m油層，而油層下部發(fā)育0．6m泥質(zhì)夾層。在調(diào)整設(shè)計水平段過程中，分析認(rèn)為油氣層下部的泥質(zhì)夾層可減緩底水錐進(jìn)，采用鉆井地質(zhì)導(dǎo)向LWD （隨鉆測井）技術(shù)貼著油層頂部在構(gòu)造高部位完鉆水平段。該井自2009年10月水平段投產(chǎn)后，初期單井產(chǎn)能較高，日產(chǎn)油33t，含水較為穩(wěn)定，目前累產(chǎn)油1．9×104t。

TK7216H井西部構(gòu)造特征類似的低幅度圈閉上部署的TK7219X斜井，在鉆遇垂厚4m油層，2009年11月斜井段投產(chǎn)后初期日產(chǎn)油15t，含水65%，目前日產(chǎn)油0．2t，含水99．6%，累產(chǎn)油0．9×104t。由于該井所處圈閉面積、構(gòu)造幅度和控制儲量均優(yōu)于TK7216H井，但受井型和夾層影響，單井產(chǎn)能及開發(fā)效果卻不如TK7216H井。

3．4 完井方式

二區(qū)東油藏水平井完井技術(shù)主要包括尾管射孔和調(diào)流控水篩管兩種完井方式［5］。相對于常規(guī)射孔完井技術(shù)，調(diào)流控水篩管完井工藝主要應(yīng)用于油藏厚度小于5m、避水高度小于3m、儲層非均質(zhì)性較強的強底水碎屑巖油藏。該技術(shù)利用盲管和篩管組合，配合管外封隔器實現(xiàn)分段篩管完井。技術(shù)特點是通過在盲管上預(yù)留的井下節(jié)流器實現(xiàn)水平井段的均衡流入，并可控制底水上升速度。采用調(diào)流控水篩管完井的TK7230H井水平段最低避水高度僅1．6m，水平軌跡在中部鉆遇高滲透率儲層，而A、B端位置鉆遇儲層物性較差，滲透率較低，綜合考慮水平段的避水高度及儲層物性，利用遇油膨脹封隔器將水平段分為3段進(jìn)行完井。截至2012年9月該井已投產(chǎn)7個月仍不含水，相比同區(qū)塊的射孔油井無水采油期較長。

4 結(jié)論和建議

1）水平井的明顯優(yōu)勢主要體現(xiàn)在單井控制儲量較大，增加原油的可采儲量，具有比斜直井更長的完井層段，能夠產(chǎn)生較大的泄油區(qū)，可以改造儲層砂體的連通性，能夠有效的抑制底水的水錐。另外由于水平井在提供產(chǎn)能方面所體現(xiàn)出的優(yōu)勢，筆者認(rèn)為在二區(qū)東井控程度較低部位可適當(dāng)進(jìn)行加密部署水平井，排除底水錐進(jìn)的影響因素，井距并不是制約井網(wǎng)的必要因素可適當(dāng)縮短，以此提高區(qū)塊原油產(chǎn)量和采收率。

2）二區(qū)東油藏水平井生產(chǎn)效果主要受水平段長度、合格的井眼軌跡、夾層分布以及完井方式等因素影響，因此要求地質(zhì)研究人員應(yīng)加強隨鉆綜合研究，及時調(diào)整靶點和水平段在儲層中的位置，工程研究人員實時指導(dǎo)入靶角度和控制軌跡垂深，以保證避水高度及井眼平滑穩(wěn)定達(dá)到地質(zhì)設(shè)計要求。

3）二區(qū)東低幅度構(gòu)造油藏水平井初期產(chǎn)能高，無水采油期較長，總體開發(fā)效果好，是提高單井產(chǎn)量和采收率、實現(xiàn)區(qū)塊高效開發(fā)的重要手段。水平井開發(fā)技術(shù)在二區(qū)東油藏中的成功應(yīng)用進(jìn)一步推動了該技術(shù)在油田工區(qū)低幅度圈閉油藏中的應(yīng)用和發(fā)展。

［1］張志強，盛海波，先偉 ．水平井在塔河油田三疊系油藏開發(fā)中的應(yīng)用 ［C］．北京：水平井油田開發(fā)技術(shù)文集，2010．336～339．

［2］朱美，彭江蘇，譚連山 ．水平井地質(zhì)設(shè)計方法及應(yīng)用 ［J］．內(nèi)蒙古石油化工，2009，19（11）：62～63．

［3］陳建宏，馬宏偉 ．塞392區(qū)長6油藏水平井開發(fā)效果分析 ［J］．油氣藏評價與開發(fā)，2011，1（6）：45～46．

［4］胡文瑞 ．水平井油藏工程設(shè)計 ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，2008．202～204．

［5］張夢華，劉練，胡勇 ．塔河油田九區(qū)三疊系下油組水平井試油誘噴影響因素分析 ［J］．石油天然氣學(xué)報 （江漢石油學(xué)院學(xué)報），2011，33 （5）：209～210．