強邊水普通稠油斷塊油藏挖潛研究

尤啟東

（中國石化江蘇油田分公司試采一廠，江蘇 揚州 225265）

1 油田概況

Z43斷塊構造位置處于高郵凹陷東部吳堡—博鎮(zhèn)斷裂帶中部吳①斷層上升盤，為一屋脊式斷塊油藏，油層緊貼斷層高部位呈條帶狀分布，主要含油層系為K2t1，油藏埋深1 435～1 520 m，為一邊底水活躍的水壓驅(qū)動油藏。Z43K2t1儲層平均孔隙度29.5%，平均空氣滲透率為3 582×10-3μm2，為高孔—特高孔，高滲特高滲儲層。Z43斷塊K2t1油藏原油性質(zhì)較為特殊，地面原油密度為0.951 4 g/cm3，地面原油黏度352.5 mPa·s，地下原油黏度為78.9 mPa·s，凝固點-5℃，具有高密度、高黏度、低凝固點特點。

Z43斷塊含油面積0.4 km2，上報地質(zhì)儲量256×104t（含油砂層組3個），1996年12月依靠天然能量采用單井逐層上返方式投入開發(fā)，2010年復算地質(zhì)儲量186×104t，2010年5月該區(qū)有采油井19口，開井16口，日產(chǎn)油44.8 t，綜合含水90.0%，采油速度0.88%，采出程度18.68%，遠低于標定采收率33%。由此可見，油藏具備較大調(diào)整潛力，因此，如何實現(xiàn)高含水期剩余油挖潛成了目前開發(fā)中的主要問題。在這種情況下應用地質(zhì)、開發(fā)、數(shù)值模擬一體化技術[1-2]，綜合研究油水運動規(guī)律，表征剩余油空間分布特征，制定相應的挖潛對策，提高此類復雜斷塊油藏采收率具有重要的現(xiàn)實意義。

2 精細地質(zhì)研究

2.1 控油斷層研究

斷面等值線圖是以等高線形式表示斷層面起伏形態(tài)的圖件，它可以表現(xiàn)出一條斷層的傾向、傾角、走向及分布范圍。同一斷層的這些要素在它的分布范圍內(nèi)是漸變的，其斷面等值線也是規(guī)律分布的。編制斷面圖的數(shù)據(jù)來自各井點對比出的斷點海拔高度和井位圖。斷面等值線圖與油層頂面構造等值線圖重疊，把相同數(shù)值的等高線交點連接起來，即得到構造圖上斷層線的位置。

斷面等值線圖（圖1）可以直觀、形象地反映出斷層的產(chǎn)狀要素及變化情況、斷層延伸范圍（長度和深度）以及斷層對地層的切割關系。斷層平面組合完成后，繪制平面斷層分布圖，為下一步構造圖的編繪和流動單元研究提供基礎。

圖1 Z43斷塊W1斷層斷面Fig.1 Fault section W1 of fault Z43

2.2 隔夾層分布研究

隔層的分布是層間非均質(zhì)描述的主要內(nèi)容，其分布的穩(wěn)定性直接影響到開發(fā)效果和對流動單元的認識。通過Z43斷塊29口井單元劃分與對比統(tǒng)計分析，從油層組到巖相單元可劃分出4級泥巖隔層。

Ⅰ級泥巖隔層：對應于砂巖組之間的泥巖隔層，如K2t1砂巖組和K2c砂巖組之間的泥巖隔層，在全區(qū)分布穩(wěn)定，一般大于4 m。

Ⅱ級泥巖隔層：對應于亞砂巖組之間的泥巖隔層，如K2t11砂組和K2t12砂組之間的泥巖隔層，厚度一般在1.5～4.5 m，平均3.0 m；K2t12砂組和K2t13砂組之間的泥巖隔層，厚度一般在1～4 m，平均2.5 m，此類隔層分布較為穩(wěn)定。

Ⅲ級泥巖隔層：對應于小層之間的泥巖隔層，這些隔層有些是連續(xù)分布的穩(wěn)定泥巖隔層，如K2t12-2砂層與K2t12-3砂層之間的泥巖隔層，厚度一般在1.5～3.5 m，平均2.5 m；有些泥巖隔層往往厚度薄，且分布不穩(wěn)定，如K2t11-1砂層與K2t11-2砂層之間的泥巖隔層，厚度一般在0～2.5 m，平均1.0 m。而K2t13-2砂層以下隔層不發(fā)育。

Ⅳ級泥巖隔層：對應于每個巖相單元之間的泥巖隔層，此類泥巖隔層往往厚度薄，且分布不穩(wěn)定，一般隔層厚1.0 m左右，如K2t11-1砂層內(nèi)部夾層。

從以上幾種泥巖隔層表征可以看出：Z43斷塊K2t1油層砂巖組之間Ⅱ級泥巖隔層分布最穩(wěn)定，厚度較大；砂體間Ⅲ級隔層厚度變化較大，部分層段分布不穩(wěn)定；巖相單元之間Ⅳ級隔層厚度相對較薄，但純泥巖厚度也在0.5～1.5 m，具有較好的穩(wěn)定性和較高的承壓能力，上下連通狀況相對較差，縱向上對流體流動具有較強的封隔作用。

3 剩余油分布規(guī)律研究

在Z43斷塊精細地質(zhì)研究基礎上，建立精細三維地質(zhì)模型，開展油藏數(shù)值模擬研究，為剩余油分布模式及剩余油的定量化研究提供基礎。

3.1 剩余油分布狀況及規(guī)律研究

K2t11砂層組：縱向上劃分為3個油砂體，從目前剩余油飽和度分布圖（圖2）分析，平面上靠近北部斷層的頂部位置（北部區(qū)域），剩余油飽和度較高，在0.56以上；中間區(qū)域呈現(xiàn)出油水過渡帶，飽和度相對較低，在0.45～0.55；南部區(qū)域呈現(xiàn)未動用剩余油，剩余油飽和度基本上與構造線平行，呈現(xiàn)集中分布。由此可見，對于此類型斷塊油藏，頂部剩余油基本維持原始高含油飽和度狀態(tài)，而對于腰部，受邊水推進作用，過渡帶呈現(xiàn)出從殘余油飽和度到原始飽和度的快速過渡。而在縱向上，油水過渡帶內(nèi)上部剩余油飽和度整體高于下部剩余油飽和度，上部含油飽和度均在0.6以上，中部在0.55以上，下部在0.5以上。

圖2 Z43K2t11各砂體平面剩余油分布Fig.2 Remaining oil plane distribution of each Z43K2t11sand body

對各小層目前剩余油等儲層參數(shù)進行統(tǒng)計，由各砂體剩余油分布結果統(tǒng)計（表1）可以看出：K2t12砂層組目前采出程度最高，為29.31%，各砂層組均具有一定的挖潛潛力，K2t11和K2t13兩砂層組剩余油挖潛潛力相對較大，剩余油可采儲量分別為12.35×104t和9.55×104t。

表1 Z43各砂體目前剩余油統(tǒng)計Table 1 Current remaining oil statistics of each Z43 sand body

3.2 剩余油分布模式研究

為了研究強邊水條件下，窄條狀斷塊油藏中高含水階段剩余油空間分布規(guī)律，以砂層組為單位，建立概念模型，考慮重力作用影響，模型參數(shù)取K2t11砂層組實際參數(shù)平均值，其余主要參數(shù)見表2。

表2 理論模型參數(shù)Table 2 Theoretical model parameters

從圖3可以看出：隨著邊水的不斷推進，由于原油黏度高，在重力作用下邊水形成次生底水，油井含水快速上升；隨著油井含水不斷上升，邊水沿著已經(jīng)形成的滲流通道前進，當含水60%時，邊水形成穩(wěn)定的滲流場，邊水波及系數(shù)不會發(fā)生較大改變，當油井高含水時，油井周圍會形成以井筒為軸的“倒錐”狀的剩余油，過渡帶呈現(xiàn)出從殘余油飽和度到原始飽和度的快速過渡，這與實際數(shù)值模擬結果相吻合。這種剩余油分布模式在平面上可以表示為圖4，圖中紅線、黑線和藍線分別代表油藏原始含油邊界、高含水后砂層組頂部油水邊界以及高含水后砂層組底部油水邊界。由此分布模式可以看出，在高含水階段,剩余油分布依然集中，主要集中在井間砂體上部空間。當此類剩余油分布相對集中且具有一定規(guī)模時，采用短井段水平井進行剩余油挖潛較常規(guī)井更為適用[3]。

圖3 不同含水階段邊水推進側視Fig.3 Lateral view of edge water advancing atdifferent water cut stages

圖4 剩余油分布模式示意圖Fig.4 Schematic diagram of remaining oil distribution patterns

4 水平井挖潛剩余油的適應性研究

根據(jù)Z43剩余油分布特點，重點研究水平井技術在Z43斷塊剩余油挖潛的適應性。

1）水平井開發(fā)經(jīng)濟技術界限

根據(jù)江蘇油田水平井實施情況，中高含水油藏水平井從油藏地質(zhì)角度篩選關鍵指標主要包括壓力水平、無因次隔夾層面積和油層有效厚度三項指標。從經(jīng)濟界限角度篩選關鍵指標為可采儲量（可控剩余地質(zhì)儲量或經(jīng)濟極限采油量）。

江蘇油田水平井應用實踐表明：中高含水油藏實施水平井的油藏壓力水平至少大于0.7、無因次隔夾層面積大于0.6、夾層存在時富集厚度下限為3 m，無夾層富集厚度下限為5 m。

按照經(jīng)濟盈虧平衡原理，得到中高含水油藏水平井不同井深下初期極限產(chǎn)量和經(jīng)濟極限產(chǎn)量圖版（圖5、圖6）?？煽闯觯涸谒骄O計井深為1 500 m情況下，當油價50美元/桶時，單井經(jīng)濟極限采油量為5 320 t，初產(chǎn)4.2 t/d；當油價70美元/桶時，單井經(jīng)濟極限采油量為4 150 t，初產(chǎn)3.8 t/d。

2）Z43斷塊水平井可行性論證

圖5 中高滲油藏水平井經(jīng)濟極限初產(chǎn)油量Fig.5 Economic initialization production of horizontal wells at the early stage in mid-high permeability reservoir

圖6 中高滲油藏水平井經(jīng)濟極限累計產(chǎn)油量Fig.6 Economic cumulative oil production of horizontal wells in mid-high permeability reservoir

Z43斷塊天然能量充足，砂層組間隔層分布穩(wěn)定，在砂層組內(nèi)部井間高部位剩余油分布集中，部分區(qū)域剩余油富集厚度大于5 m，滿足水平井實施要求。

疏松砂巖油藏實施水平井調(diào)整挖潛前提是必須保證油井生產(chǎn)時不出砂，同時中高含水后期能夠適度提液生產(chǎn)[4]。根據(jù)Z43斷塊出砂臨界參數(shù)研究成果[5]，Z43斷塊臨界最大采液強度為2.62～3.9 m3·d-1·m-1，最大臨界生產(chǎn)壓差為2.8 MPa?，F(xiàn)有8個含油砂體，在保證不出砂的情況下，從能量、剩余儲量、厚度、隔夾層分布角度分析滿足水平井設計要求的砂體有K2t11-1、K2t12-1、K2t12-3和K2t13-1四個砂體。

5 方案及挖潛效果分析

方案設計思路：針對Z43斷塊地質(zhì)和流體基本特征，采用短井段水平井代替常規(guī)井挖掘構造高部位以及井間富集剩余油，進一步提高井網(wǎng)對儲量的控制程度，實現(xiàn)多井少采，最大限度延長無水采油期，控制出砂和含水上升，實現(xiàn)Z43塊的高效開發(fā)。同時用常規(guī)井或側鉆井落實斷層和剩余油，為后期井網(wǎng)部署提供直接依據(jù)。

通過剩余油分布規(guī)律及富集區(qū)儲層地質(zhì)參數(shù)，利用水平井開發(fā)經(jīng)濟技術界限，設計水平井共8口，常規(guī)采油井1口，側鉆井2口，部署總井數(shù)11口。根據(jù)Z43斷塊近年來調(diào)整井初期產(chǎn)量和鄰井的生產(chǎn)情況，確定常規(guī)井及側鉆井的單井產(chǎn)能取值為8～10 t/d，水平井單井產(chǎn)能取值10～15 t/d。數(shù)模計算結果表明：方案實施后預計可提高采收率3.66%。

截至2013年2月，Z43斷塊調(diào)整共實施側鉆井2口，常規(guī)井1口，水平井8口，日產(chǎn)油由調(diào)整前的44.8 t上升至119.9 t（圖7），采油速度2.35%，現(xiàn)場實施取得了較好的效果。

6 結論與認識

1）條帶狀油藏由于能量條件、儲層物性以及隔夾層發(fā)育情況不同，剩余油分布呈現(xiàn)不同規(guī)律：當邊水能量較強時，平面上，剩余油主要分布在沿斷層高部位和沿主控斷層井網(wǎng)不完善區(qū)區(qū)域以及井間；縱向上，含油面積內(nèi)上部剩余油飽和度整體高于下部剩余油飽和度，剩余油呈現(xiàn)倒錐狀分布。

圖7 Z43斷塊調(diào)整前后開發(fā)曲線Fig.7 Develop curves of fault Z43 before and after adjustment

2）剩余油挖潛工作應有的放矢，根據(jù)剩余油不同的分布特點采取不同的挖潛方式，從而達到較好的剩余油挖潛效果。對于天然能量好的砂體集中分布且具有一定規(guī)模的剩余油可采取短井段水平井進行挖潛，提高剩余油挖潛效果。

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