塔河油田AD4單元流場(chǎng)變化及水侵規(guī)律認(rèn)識(shí)

李興娟,姜應(yīng)兵,丁立明

(中國(guó)石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院,烏魯木齊 830011)

0 引言

AD4單元位于塔河油田西部TH12518斷裂和AD10斷裂加持區(qū),上奧陶統(tǒng)良里塔格組尖滅線自西向東貫穿單元中部。區(qū)域發(fā)育水系與多組次級(jí)斷裂,屬于典型的“構(gòu)造+斷裂+水系”復(fù)合巖溶背景。AD4單元由于受多因素控制,前期能量特征差異大,整體連通狀況復(fù)雜。在TH12545井酸壓投產(chǎn)后,高產(chǎn)井相繼見水,單元流場(chǎng)發(fā)生變化,東部強(qiáng)底水向西南部侵入,單元含水率大幅度升高，產(chǎn)量遞減急速加劇。前期由于受到地震資料精度限制，對(duì)單元斷裂特征識(shí)別精度較低，缺乏對(duì)單元巖溶規(guī)律和連通關(guān)聯(lián)體的認(rèn)識(shí)；對(duì)部分高產(chǎn)井進(jìn)行堵水和調(diào)流道作業(yè)，短時(shí)間內(nèi)有效，很快底水再次突破，單元流場(chǎng)更加復(fù)雜。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)縫洞型油藏流場(chǎng)變化和縫洞型儲(chǔ)層連通和滲流規(guī)律研究不清，單元產(chǎn)量受底水侵入影響較大[1]。因此，從地質(zhì)研究入手，通過古構(gòu)造恢復(fù)，分析巖溶發(fā)育期次，明確巖溶發(fā)育規(guī)律，厘清縫洞空間結(jié)構(gòu)分布，分析油藏地下連通狀況,劃分相關(guān)連通關(guān)聯(lián)體，結(jié)合單元井見水順序和地層能量變化特征，動(dòng)靜結(jié)合研究井間連通性[2],進(jìn)一步明確底水來(lái)源和水侵路徑,對(duì)單元穩(wěn)油控水措施的實(shí)施乃至油田的可持續(xù)開發(fā)至關(guān)重要[3]。

1 單元見水特征

AD4單元儲(chǔ)量豐富,屬典型的縫洞型油藏，位于淺覆蓋區(qū)，上奧陶統(tǒng)儲(chǔ)層較薄，儲(chǔ)層受多期巖溶作用影響，油水關(guān)系復(fù)雜。開發(fā)階段初期多為無(wú)水生產(chǎn),后隨著多井投產(chǎn),導(dǎo)致井區(qū)能量下降,單元含水率略有上升,最高達(dá)到11.17%。TH12545通過酸壓改造后,形成的人工裂縫打通了地下流場(chǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)[4],單元流場(chǎng)明顯變化,其南部井相繼含水上升,單元西部TH12507井組、AD4井組能量趨于平衡,多井壓力趨于一致，如圖1所示。至今,單元東部含水上升明顯,底水上升,邊水錐進(jìn),含水升至57%，單元產(chǎn)量極速遞減。

圖1 TH12545投產(chǎn)前后地層流壓變化對(duì)比圖Fig 1 Comparison diagram of laminar flow change before and after TH12545 was put into production

2 底水來(lái)源分析

2.1 古構(gòu)造恢復(fù)

圖2 加里東中期Ⅲ幕古構(gòu)造圖Fig.2 The paleostructure of Middle Caledonian Ⅲ curtain

圖3 海西早期古構(gòu)造圖Fig.3 The paleostructure of early Hercynian

圖4 TH12508鄰井地震剖面圖Fig.4 The seismic profile of offset well TH12508

2.2 能量變化特征

單元北東部TH12508井一直帶水生產(chǎn),南部AD4井，TH12523井等有一定的無(wú)水期,TH12545投產(chǎn)后,TH12508含水落零,南部AD4，TH12523，TH12510，TH12556和TH12511井相繼水淹,見水順序整體自北向南，如圖5所示。從井組能量變化上看TH12507CH井在TH12545井投產(chǎn)后壓力由70.1 MPa降至62.8 MPa,南部井組整體壓力升高,和TH12507CH井、TH12508井壓力基本一致。地層壓力的變化,一定程度反映了連通關(guān)系的變化[14],單元東部由于底水錐進(jìn),整體能量平衡。根據(jù)縫洞油藏油水流動(dòng)規(guī)律[15],考慮能量勢(shì)能差,推測(cè)單元底水來(lái)源于單元北東TH12507井組。

圖5 AD4單元見水順序圖Fig.5 The diagram of water invasion sequence in AD4 area

3 水侵路徑分析

縫洞型油藏成因復(fù)雜，巖溶要素多，儲(chǔ)集體空間結(jié)構(gòu)組合方式多樣，油藏非均質(zhì)性較強(qiáng)，井間連通性研究難度較大[16]。該文從靜態(tài)上對(duì)單元巖溶發(fā)育規(guī)律進(jìn)行分析,識(shí)別靜態(tài)關(guān)聯(lián)體,結(jié)合動(dòng)態(tài)分析方法研究井間連通性[17],并通過水驅(qū)特征研究,識(shí)別單元水驅(qū)路徑。

3.1 井組劃分

圖6 AD4單元楔形斷溶體模式示意圖Fig.6 Schematic diagram of wedge fault solution mode in AD4 area

圖7 AD4單元關(guān)聯(lián)體劃分圖Fig.7 The division diagram of the associated well group in AD4 area

3.2 關(guān)聯(lián)體間靠北東向隱伏斷裂連通,水體自北向南

圖8 AD4單元斷裂剖面特征Fig.8 The fracture profile feature in AD4 area

圖9 AD4單元最大正+負(fù)曲率Fig.9 The maximum positive and negative curvature in AD4 area

3.3 關(guān)聯(lián)體內(nèi)沿平行狀北西次級(jí)斷裂,向北西、南東水侵

單元受TH12518和AD21斷裂影響,在2個(gè)方向地應(yīng)力作用下[18-20],夾持區(qū)似平行的北西向次級(jí)斷裂高密度發(fā)育,這種類型斷層具有一定拉張性質(zhì),形成規(guī)模破碎帶,斷裂發(fā)育程度是碳酸鹽巖儲(chǔ)層的主控因素之一[21],同時(shí)給水侵提供了一定的通道。TH12545酸壓后,水體向南西泄水,壓差逐步減小,地層壓力逐步統(tǒng)一,在這個(gè)過程中,首先見水非隱伏斷裂上AD4井,而是與北東向相交的北西向斷裂的TH12523和TH12530井,且兩口井位于北東向隱伏斷裂的兩側(cè),這兩口井離上水源頭最近,但無(wú)直接連通路徑。同時(shí)結(jié)合水侵量及分水率計(jì)算,北東向斷裂AD4階段水侵量為22.3×108t,北西向次級(jí)斷裂上TH12523和TH12511井階段水侵量分別為2.39×108t和2.24×108t,因此判斷單元北東向隱伏段為主要水侵路徑,北西向斷裂為次要水侵路徑。同時(shí),在關(guān)聯(lián)體間,TH12507CH井大泵排液,TH12545和TH12523含水下降,AD4和TH12510，TH12556H壓力變化一致,可進(jìn)一步證實(shí)水體通過北東向隱伏斷裂將單元4個(gè)關(guān)聯(lián)體連通,水體自北向南大規(guī)模水侵同時(shí)沿北西向斷裂向北西、南東方向水侵，如圖10所示。

圖10 AD4單元水侵路徑圖Fig.10 The diagram of water invasion paths in AD4 area

4 結(jié)論

1)AD4單元在TH12545投產(chǎn)后,單元流場(chǎng)變化,能量系統(tǒng)逐漸平衡,單元含水上升,底水自北東向南西方向水侵。

2)從古巖溶角度,在加里東中期Ⅲ幕和海西早期,在單元北東發(fā)育溝谷和深切河道,為底水提供了一定的能量基礎(chǔ),結(jié)合動(dòng)態(tài)驗(yàn)證,北東的TH12545和TH12508井間為單元底水來(lái)源區(qū)。

3)結(jié)合水系和斷裂匹配性分析,單元發(fā)育楔形斷溶體特征,通過巖溶規(guī)律認(rèn)識(shí)和動(dòng)靜態(tài)分析,認(rèn)為單元從北向南可劃分為4個(gè)連通關(guān)聯(lián)體。