馬王廟油田馬36井區(qū)油藏數(shù)值模擬研究

周宏 （長江大學地球環(huán)境與水資源學院，湖北 武漢 430100）

鄧麗君，羅軍 （中石化江漢油田分公司江漢采油廠地質(zhì)所，湖北 潛江 433123）

章學剛 （長江大學工程技術學院，湖北 荊州 434020）

馬王廟油田馬36井區(qū)位于湖北省仙桃市與天門市境內(nèi)。區(qū)內(nèi)溝渠縱橫，稻田遍布，地勢低洼且復雜。馬王廟油田地層自下而上分別為白堊系漁陽組 （K2y）、古近系沙市組 （E1s）、新溝嘴組 （E1x）、荊沙組 （E2j）、潛江組 （E2q）、新近系廣華寺組 （N1g）和第四系平原組 （Qhp），主要目的層為新溝嘴組。新溝嘴組分為下段和上段，新下段 （E1x下）是馬王廟油田主要的勘探目的層段，其又細分為Ⅲ油組、泥隔層、Ⅱ油組、Ⅰ油組和大膏層；主要目的層為，油層埋藏深度為1314.6～1555.6m，油層平均有效厚度12.5m。

馬36區(qū)塊構造為一斷背斜，寬0.6～1.1km，長約2.6km，呈北東－南西向展布，北東翼窄、西南翼逐漸變寬。該構造較平緩，頂部傾角4°左右，兩翼傾角10°左右。構造高點位于馬36－3－4井附近，高點埋深1300m左右，圈閉面積1.8km2，圈閉幅度150m。區(qū)內(nèi)共有12條正斷層，其中2條主控大斷層延伸長度在2.5km以上，其余10條斷層斷距較小，僅10～30m，其中最小的斷層被馬36－5－6井鉆遇。1992年鉆探馬36井發(fā)現(xiàn)油層17.0m／13層，獲106t／d高產(chǎn)油流，從而發(fā)現(xiàn)馬36區(qū)塊。從1994年7月到1998年6月，以年產(chǎn)9.0×104t以上的產(chǎn)量連續(xù)穩(wěn)產(chǎn)4年。自1998年7月起進入產(chǎn)量遞減階段開發(fā)。

1 地質(zhì)模型的建立與網(wǎng)格劃分

在數(shù)值模擬研究中，生產(chǎn)數(shù)據(jù)包括油井的產(chǎn)油量、產(chǎn)水量以及注水井日注水量，在處理動態(tài)數(shù)據(jù)過程中充分反應了油水井日常酸化、壓裂、補層、堵層等措施。生產(chǎn)時間為1992年到2012年。

1）通過以小層為單位，選取工區(qū)內(nèi)的重要斷層，建立了精細的地質(zhì)模型，采用沉積相與斷層雙重控制因素進行物性模擬，生成了各主要砂層的物性三維分布模型。在構造建模的基礎上，頂、底界面建立單砂層的地質(zhì)體三維網(wǎng)格模型，并在三維網(wǎng)格模型中計算儲層物性參數(shù)，以便進行屬性體建模［1］。然后采用的是確定性相建模＋隨機性物性模擬方法，即采用巖心、錄井和測井資料進行沉積相人工解釋，得到確定性的結果，再在此基礎上進行隨機模擬［2］。最終得到工區(qū)內(nèi)屬性模型，如孔隙度、滲透率及含水飽和度 （見圖1）等參數(shù)。

2）網(wǎng)格的定義。為了獲得能夠充分反映儲層非均質(zhì)性的儲層地質(zhì)模型，網(wǎng)格的定義必須具有足夠的密度，定義的依據(jù)主要考慮橫向上的井網(wǎng)密度和縱向上砂層的厚度。為此，平面上馬36井區(qū)以30m×30m的網(wǎng)格足以滿足地質(zhì)上的精度。馬36井區(qū)X方向劃分112個網(wǎng)格，Y方向136個網(wǎng)格，Z方向為16層劃分為6個小層，劃分6個小層，劃分為4個小層），網(wǎng)格節(jié)點總數(shù)為112×136×16＝243712個。

2 生產(chǎn)動態(tài)歷史擬合

歷史擬合的目的，就是應用已有的實際動態(tài)數(shù)據(jù)，對模型加以修改和調(diào)整，使之產(chǎn)生的動態(tài)與實際動態(tài)一致。這樣，應用模型計算出來的剩余油飽和度及預測的未來動態(tài)等才能比較可靠［3］。通過反復擬合，精細工作，使地質(zhì)模型比較好地符合該油藏的地下情況，使單井生產(chǎn)動態(tài)與實際生產(chǎn)動態(tài)一致，保證了方案預測的可靠性。

圖1 馬36井區(qū)含水飽和度分布圖

2.1 地質(zhì)儲量的擬合結果

儲量擬合是一項最直接的模型檢驗，是對實際地質(zhì)儲量的擬合。以三維建模產(chǎn)生的儲層模型、孔隙度、飽和度參數(shù)模型為基礎，進行儲量擬合。用儲量擬合結果與實際地質(zhì)儲量接近的程度，來反映證實建立的三維地質(zhì)模型的符合程度 （見表1）。

從儲量擬合的結果看，擬合的誤差低于5%，各井區(qū)的儲量得到了很好的擬合，證實了該模型儲量符合實際。

表1 馬36井區(qū)儲量擬合結果

2.2 全區(qū)產(chǎn)液擬合

模型采用的是定液量擬合，全區(qū)產(chǎn)油、產(chǎn)水均得到較好的擬合 （見圖2、圖3）。馬36井區(qū)油藏在參數(shù)未做明顯調(diào)整時，區(qū)塊及單井開發(fā)指標獲得較高的擬合精度，說明前期地質(zhì)認識可靠，地質(zhì)模型逼近實際情況。

圖2 馬36井區(qū)累產(chǎn)油擬合曲線圖

2.3 注采井間流線關系

馬36井區(qū)1993年2月投入滾動勘探開發(fā)，1994年2月轉入注水開發(fā)，先后經(jīng)歷了試采上產(chǎn)階段、上產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)階段、產(chǎn)量遞減階段、綜合調(diào)整階段等開發(fā)階段。截至2012年9月，井區(qū)共有各類井63口，其中油井38口，水井25口，單井日均產(chǎn)油1.138m3，綜合含水85.6%。通過數(shù)值模擬的流線模擬方法，研究注采井間流線關系及剩余油分布規(guī)律，為下步如何提高開發(fā)效果提供依據(jù)。

注水開發(fā)初期，流線分布在整個油藏，比較均勻，隨著注水開發(fā)時間的增加，注采井之間的流線密度開始增大。從圖4可以看出，注水井流線方向為沿高滲透帶方向。馬36－2－8井在1994年5月投入注水，該井在油藏東部邊緣處，投入注水初期主要對應生產(chǎn)井為馬36－2－7井和馬36－3－7井，由于滲透率、構造高低及井距等原因，該井注水分配量絕大部分分配給地層而造成損失，未損失的注入水大部分分配給馬36－2－7井。1999年9月，馬36－1－7井開始注水，注水井對周邊各井注水分配量相差不大，隨著開發(fā)時間增大，注水分配量開始出現(xiàn)明顯差異。2004年11月發(fā)現(xiàn)，馬36－1－7井與馬36－3－71井流線數(shù)量增大，表明對該井驅替效果較好，主要原因是由于2口井井距較小，且滲透率相對高于其他各井。

2006年1月，馬36－3－3井轉注，不同開發(fā)時期對馬36－4－4井注水分配量均最大，對馬36－4－3井注水分配量較均勻，分配系數(shù)基本穩(wěn)定在0.2左右。馬36斜7－5井組主流線方向為西南方向。不同開發(fā)時期對馬36斜8－5井注水分配量均最大。2012年開始，對馬36井區(qū)進行轉注調(diào)整，流線圖各井間明顯均勻分布，表明調(diào)整之后效果較好。

圖4 新下段Ⅱ油組2012年流線分布圖

2.4 剩余油分布規(guī)律

2.4.1 剩余油分布特點

馬36井區(qū)經(jīng)過多年的開發(fā)和調(diào)整，目前已進入高含水開發(fā)階段，但根據(jù)靜態(tài)和動態(tài)結合分析，認為仍然存在許多剩余油分布區(qū)。目前剩余油分布在高含水階段趨于分散、復雜，但有一定的規(guī)律［4］：由油藏中心到邊緣剩余油飽和度逐漸升高；斷層附近、砂壩邊緣物性相對較差的區(qū)域和井網(wǎng)不完善區(qū)是剩余油富集區(qū)，如北斷塊（新溝嘴組下段Ⅱ油組第5小層，下同）砂體東北部，新、砂體中部以及南斷塊；縱向剩余油主要分布在非主力層，如砂體。馬36井區(qū)剩余油分布主要有以下3個特點：

1）平面上，主砂壩邊緣及斷層附近，砂體物性相對較差，水淹程度低，是剩余油的主要富集區(qū)。平面上由于油層厚度及物性的差異，導致注入水多沿高滲透帶向油層物性相對較好的方向突進，使油井見效見水快，含水上升后產(chǎn)量急劇下降。以剩余油分布為例，該砂體在北斷塊分布較廣，主要發(fā)育三角洲前緣灘壩相，壩體中心砂體較厚，且物性好，分布在馬36北斷塊南部和中心地區(qū)，是主要的產(chǎn)油產(chǎn)水層；而壩體邊緣及斷層附近，砂體物性相對較差，水淹程度低，是剩余油的主要富集區(qū)，如馬36斜4－8cz井組、沿南控斷層的馬36斜5－7井和沿北控斷層的馬36斜2－51井等。

2）垂向上，剩余油主要分布在砂壩邊緣物性相對較差的小層。馬36井區(qū)縱向上，層巖石為細砂巖，粒度中值為0.113mm，物性最好，、層為粉砂質(zhì)細砂巖，粒度中值為0.10606mm，分選差，物性次之，而層為粗粉砂巖沉積，粒度中值為0.0422mm，物性最差，且水敏明顯強于、、，該物性差異導致開發(fā)后期層間矛盾加劇。以上小層水驅效果不一，注水波及系數(shù)不一，水洗后較大部分剩余油殘存于注水未波及區(qū)或注水波及較弱地區(qū)。此外，孤立的砂體井網(wǎng)控制不住，導致殘存剩余油。

2.4.2 剩余油富集規(guī)律

馬王廟油田由于斷塊小，斷層多，巖相變化大，因此，剩余油分布有其特殊性。研究表明馬王廟地區(qū)剩余油富集區(qū)為：沿斷層一線、注采不完善地區(qū)、無注水井點的油砂體、微型油砂體、物性相對較差部位，歸納起來有以下4種情況：

1）靠近斷層地帶剩余油富集。斷層作用一方面決定了井網(wǎng)的部置，另一方面也決定剩余油的分布。馬36井區(qū)斷層附近地帶剩余油富集，是因為當注入水推進至斷層附近的油井時由于油井泄壓作用，將注入水采出，而靠近斷層一側由于無注水井因此形成高剩余油富集區(qū)。如馬36斜8－5井在2個斷層之間的地區(qū)為剩余油富集區(qū)。

2）注采不完善地區(qū)剩余油富集。對于復雜斷塊油藏，由于斷裂的復雜性，對斷層的認識很難一次完成，在鉆井時出現(xiàn)斷層斷失的現(xiàn)象，導致有采無注或有注無采現(xiàn)象。如馬36斜6－4井及馬斜6－6井區(qū)新下Ⅱ油組下層系5小層無注水井井控制，形成剩余油富集區(qū)。

3）非水流線方向剩余油富集。根據(jù)馬36井區(qū)的動態(tài)反映分析，油層物性相對較差部位亦是剩余油富集區(qū)，該部位由于滲透率低，導致注入水在縱向上和平面分布難以波及，從而形成剩余油相對富集區(qū)。

4）主砂壩邊緣砂體剩余油富集。平面上主砂壩邊緣砂體物性相對較差，水淹程度低，也是剩余油的主要富集區(qū)（見圖5）。從圖5中可以看出，馬36－3－4井砂壩邊緣砂體為剩余油富集區(qū)。此外，構造高部位、無井控制區(qū)也是剩余油較為富集地區(qū)。

馬王廟油田新溝嘴組油層的分布受構造和巖性雙重控制，油田斷塊發(fā)育，具有斷塊小、斷層多、巖性變化快的特點。新溝嘴組沉積時期這些斷塊處于三角洲前緣的前端，該帶突出特點是巖性巖相變化快、變化大、砂層錯層尖滅、孤立砂巖體十分發(fā)育。斷塊小、斷層多、巖性變化快導致油砂體多而?。?］，這些因素決定了馬王廟油田剩余油富集具有如下規(guī)律：剩余油飽和度富集區(qū)集中在馬36－6－3井、馬36－4－6井、馬36－2－7井附近的3個區(qū)域，這3個區(qū)域的共同特點是離注水井較遠，驅油效果不好。

圖5 剩余油分布圖

通過數(shù)值模擬的結果，現(xiàn)在主要的調(diào)整對策是針對不同層的剩余油側重使用不同的方式去開采：對于，要立足注采調(diào)整，改善平面矛盾；針對低滲透層新下 砂體，重新部署井網(wǎng)單獨開發(fā)，可以采取鉆水平井的方式；針對水淹嚴重的、砂體，合理利用老井進行局部調(diào)整。

3 結論

1）從新下段Ⅱ油組整體流線分布圖可以看出，注水井流線方向為沿高滲透帶方向。

2）馬36井區(qū)剩余油富集區(qū)為沿斷層一線、注采不完善地區(qū)、無注水井點的油砂體、微型油砂體和物性相對較差部位。

3）現(xiàn)在主要的調(diào)整對策是針對不同層的剩余油側重使用不同的方式去開采。

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