復(fù)雜油藏高含水期流動(dòng)單元研究及剩余油預(yù)測

李松澤，胡望水

(油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 長江大學(xué)，湖北 武漢 430100)

?

復(fù)雜油藏高含水期流動(dòng)單元研究及剩余油預(yù)測

李松澤，胡望水

(油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 長江大學(xué)，湖北 武漢 430100)

為了更準(zhǔn)確預(yù)測復(fù)雜油藏特高含水期剩余油分布規(guī)律，以扶余油田X25-20區(qū)塊為例，分析FZI法的不足，優(yōu)選主控滲流參數(shù)協(xié)同約束，運(yùn)用灰色理論劃分方法，將流動(dòng)單元?jiǎng)澐殖?類。結(jié)合生產(chǎn)數(shù)據(jù)，分析認(rèn)為I類流動(dòng)單元采出程度高，但原始含油基數(shù)大，仍是下一步開發(fā)的重點(diǎn)；Ⅱ、Ⅲ類流動(dòng)單元分布范圍大，含油飽和度降幅低，局部富集，是剩余油主要挖潛區(qū)；而IV類流動(dòng)單元儲(chǔ)存和流動(dòng)特性差，不具備深度開發(fā)潛質(zhì)。因此，開發(fā)中應(yīng)注意封、采結(jié)合，合理開發(fā)優(yōu)勢流動(dòng)單元，重點(diǎn)完善中間類型流動(dòng)單元注采結(jié)構(gòu)，同時(shí)兼顧劣勢流動(dòng)單元開發(fā)。

復(fù)雜油氣藏；高含水期；流動(dòng)單元；剩余油；扶余油田；X25-20區(qū)塊

引 言

流動(dòng)單元是20世紀(jì)80年代中期提出的一項(xiàng)新的儲(chǔ)層表征技術(shù)[1-2]，C.L.Hearn將其定義為影響流體流動(dòng)的巖性和巖石物理性質(zhì)在內(nèi)部相似的、垂向上和橫向上連續(xù)的儲(chǔ)集帶?；诹鲃?dòng)單元的儲(chǔ)層研究，可精確表征儲(chǔ)層非均質(zhì)性，有助于正確掌握地下油氣水運(yùn)移規(guī)律，準(zhǔn)確預(yù)測剩余油富集區(qū)及確定剩余油分布規(guī)律[3-5]。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

X25-20區(qū)塊位于松遼盆地南部中央凹陷區(qū)東緣，是一個(gè)被斷層復(fù)雜化的多高點(diǎn)穹隆背斜。該區(qū)塊主要開發(fā)層系為泉頭組四段的扶余油層，油藏埋深淺，儲(chǔ)層多而薄，平均孔隙度為23%，平均滲透率為156×10-3μm2，滲透率極差為909.1～10 251.1，物性差異大，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)。經(jīng)過幾十年注水開發(fā)，綜合含水高達(dá)95.1%，已進(jìn)入特高含水后期開采階段，采出程度為31.46%。由于對(duì)儲(chǔ)層復(fù)雜性認(rèn)識(shí)有限，導(dǎo)致油藏在開發(fā)過程中層間動(dòng)用不均衡、注采井網(wǎng)不完善、產(chǎn)能自然遞減快，開發(fā)形勢嚴(yán)峻。

2 流動(dòng)單元?jiǎng)澐旨皡?shù)優(yōu)選

根據(jù)本區(qū)取心井J21資料，統(tǒng)計(jì)繪制FZI分類圖版。分析表明本區(qū)流動(dòng)單元可劃分成4類，即I類(優(yōu)勢)、Ⅱ類(較好)、Ⅲ類(一般)和Ⅳ類(劣勢)流動(dòng)單元。將這4類流動(dòng)單元的儲(chǔ)層質(zhì)量指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度進(jìn)行驗(yàn)證判別，發(fā)現(xiàn)各類流動(dòng)單元之間差異模糊，界線不分明(圖1)。由于流動(dòng)單元是具有相同滲流特征的儲(chǔ)集體，為了提高流動(dòng)單元判別的準(zhǔn)確性，考慮優(yōu)選油田動(dòng)態(tài)開發(fā)中最能反應(yīng)儲(chǔ)層滲流特征的主控滲流參數(shù)與FZI聚類分析，利用灰色理論劃分方法進(jìn)行流動(dòng)單元識(shí)別[6-7]。通過對(duì)比一系列地質(zhì)參數(shù)，選取了與吸水強(qiáng)度相關(guān)性最高的5個(gè)參數(shù)，即孔隙度、滲透率、地層系數(shù)、泥質(zhì)含量、流動(dòng)帶指數(shù)作為流動(dòng)單元判別時(shí)的主控滲流參數(shù)。應(yīng)用聚類分析法將流動(dòng)單元分為4類，各主控參數(shù)與有效孔隙度交會(huì)表明(圖2)，各類流動(dòng)單元之間界限清晰，差異明顯，識(shí)別效果好，因此采用該方法進(jìn)行流動(dòng)單元?jiǎng)澐趾侠砜尚小?/p>

圖1 儲(chǔ)層質(zhì)量指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)孔隙度交會(huì)圖

圖2 X25-20區(qū)塊取心井流動(dòng)單元?jiǎng)澐纸Y(jié)果驗(yàn)證

3 流動(dòng)單元特征

由流動(dòng)單元分類標(biāo)準(zhǔn)分析(表1)可知，Ⅰ類流動(dòng)單元以高孔、高滲為主，該類儲(chǔ)層的開發(fā)效果最好，見效快且采出程度高，具有極佳的儲(chǔ)集能力和滲流能力，但在注水開發(fā)中后期容易出現(xiàn)水竄現(xiàn)象，影響附近儲(chǔ)層的開采。Ⅱ類流動(dòng)單元在研究區(qū)較為常見，具有較強(qiáng)的滲流能力，在注水開發(fā)過程中，油水流動(dòng)能力較好。Ⅲ類流動(dòng)單元最為常見，以中孔、低滲為主，該類儲(chǔ)層具有一定的儲(chǔ)集能力和滲流能力，開發(fā)效果一般。Ⅳ類流動(dòng)單元以中低孔、特低滲為主要特征，儲(chǔ)集能力和滲流能力均較差，油水在其中緩慢運(yùn)動(dòng)，注水開發(fā)效果差，見效慢。

表1 扶余油田X25-20區(qū)塊流動(dòng)單元分類標(biāo)準(zhǔn)

4 剩余油分布規(guī)律

4.1 流動(dòng)單元與剩余油分布的關(guān)系

將流動(dòng)單元研究成果應(yīng)用于剩余油預(yù)測，可為改善油田開發(fā)效果，提高油氣采收率提供可靠的地質(zhì)依據(jù)[8-10]。通過統(tǒng)計(jì)可知，IV類流動(dòng)單元剩余油分布含量基本小于30%，Ⅲ類流動(dòng)單元剩余油含量小于50%，其中小于30%所占比例較大，Ⅱ類流動(dòng)單元剩余油含量小于60%，其中30%～60%所占比例較大，Ⅰ類流動(dòng)單元剩余油含量大于40%?？傮w可看出，流動(dòng)單元類型越好，剩余油飽和度越高。

4.2 不同開發(fā)階段剩余油變化規(guī)律

通過井史分析，將開發(fā)過程分為1995至2012年和2012年至今2個(gè)開發(fā)階段。由主力層位單層單砂體流動(dòng)單元平面展布與2個(gè)階段剩余油的平面展布(圖3)分析可知，從開發(fā)初始至今，由于儲(chǔ)層物性好，Ⅰ類流動(dòng)單元原油易于采出，其剩余油的減少程度要遠(yuǎn)高于Ⅱ、Ⅲ類流動(dòng)單元。部分Ⅲ類流動(dòng)單元受水驅(qū)影響，剩余油被驅(qū)替到滲流屏障附近，流體運(yùn)移減緩或停滯而使剩余油聚集，剩余油飽和度及分布范圍在局部都有所增加。Ⅳ類流動(dòng)單元由于孔滲及連通性較差，剩余油含量在這2個(gè)階段都較低。因此，Ⅱ、Ⅲ類流動(dòng)單元是現(xiàn)階段剩余油的主要富集區(qū)。

圖3 單層單砂體剩余油飽和度平面展布

4.3 流動(dòng)單元類型與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的匹配

通過對(duì)剩余油飽和度—含水率交會(huì)分析可知(圖4)，隨著油田注水開發(fā)強(qiáng)化不斷深入，Ⅰ類流動(dòng)單元剩余油飽和度在1995年主要分布在30%～73%，2012年主要分布在25%～62%，說明Ⅰ類流動(dòng)單元剩余油飽和度有所降低，但相對(duì)其他流動(dòng)單元依然較高；含水率在1995年度主要分布在10%～78%，2012年主要分布在12%～97%，含水率上升幅度較大。Ⅱ、Ⅲ類流動(dòng)單元剩余油飽和度在從1995年的25%～65%降至2012年的10%～62%，含水率從10%～75%增至20%～85%。Ⅲ類流動(dòng)單元剩余油飽和度在1995年主要分布為18%～53%，截至2012年以后降低4%～10%，含水率在1995年為20%～75%，至2012年降低了10%左右；這2類流動(dòng)單元中剩余油飽和度與含水率的變化幅度均較小，反應(yīng)油層動(dòng)用程度都較低，儲(chǔ)層仍有大量剩余油存留，是下一步挖潛的主體目標(biāo)。Ⅳ類流動(dòng)單元由于儲(chǔ)層物性較差，非均質(zhì)性較強(qiáng)，剩余油飽和度低，含水率高，不能作為下一步開發(fā)的重點(diǎn)。

5 剩余油挖潛方案及實(shí)施效果

研究表明，本區(qū)儲(chǔ)層在平面和垂向上的滲流特征的差異性及非均質(zhì)性較強(qiáng)，剩余油富集類型多。針對(duì)目前滲流屏障特征及不同流動(dòng)單元的動(dòng)用程度，提出如下開發(fā)調(diào)整挖潛建議。

(1) 優(yōu)勢流動(dòng)單元封、采結(jié)合，合理開發(fā)。Ⅰ、Ⅱ類流動(dòng)單元儲(chǔ)層物性好，層內(nèi)原油采出量高，雖然含油飽和度下降快，但原始含油飽和度基數(shù)大，仍是下一步剩余油挖潛的主攻方向之一。而由于層內(nèi)滲流性好，含水率也高達(dá)95%以上，又因長期遭受注入水沖洗，層內(nèi)流體運(yùn)移速度快，易形成水竄，影響周邊儲(chǔ)層的開發(fā)。針對(duì)該類儲(chǔ)層，應(yīng)采取封、采相結(jié)合，在流動(dòng)單元局部剩余油富集區(qū)調(diào)整注采結(jié)構(gòu)，形成有效開發(fā)井組，同時(shí)減少層內(nèi)無效注水，合理開發(fā)優(yōu)勢流動(dòng)單元。

(2) 重點(diǎn)完善中間類型流動(dòng)單元注采結(jié)構(gòu)，兼顧劣勢流動(dòng)單元開發(fā)。Ⅱ、Ⅲ類流動(dòng)單元是剩余油主要富集區(qū)域，在研究區(qū)內(nèi)分布范圍較大，剩余油飽和度相對(duì)較高，是主要挖潛區(qū)。應(yīng)進(jìn)一步完善注采井網(wǎng)，確保井網(wǎng)覆蓋有利挖潛區(qū)，無采出井點(diǎn)的剩余油富集區(qū)可選擇油井補(bǔ)孔、老井換底、側(cè)鉆等措施；有采出井點(diǎn)的剩余油富集區(qū)可選擇油井壓裂，或?qū)ψ⑺M(jìn)行方案調(diào)整，合理增加剩余油富集層位的注水量。對(duì)于層內(nèi)的剩余油富集段及大厚度層位，可考慮水平井方式開采。

圖4 扶余油層剩余油飽和度—含水率交會(huì)分析

(3) 油藏內(nèi)劣勢流動(dòng)單元滲流能力差，剩余油量低，產(chǎn)液量低，如單獨(dú)開發(fā)成本高、收益小，為提高收益率，不應(yīng)單獨(dú)開發(fā)，建議在開發(fā)有利流動(dòng)單元時(shí)調(diào)整配置，兼顧開發(fā)。

調(diào)整油井36口，調(diào)整注水井126口，與方案調(diào)整前相比，區(qū)塊日產(chǎn)油量平均增加83 t/d，自然遞減率由25.79%下降到18.66%，綜合遞減率由19.51%下降到6.30%。吸水厚度比例由47.0%提高到57.2%，水驅(qū)控制儲(chǔ)量和水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量增加，水驅(qū)控制程度增加7.2個(gè)百分點(diǎn)，水驅(qū)動(dòng)用程度增加6.4個(gè)百分點(diǎn)，采收率由25.4%提高到28.9%，可采儲(chǔ)量增加72.4×104t。

6 結(jié) 論

(1) 在針對(duì)非均質(zhì)性嚴(yán)重的復(fù)雜性油氣藏進(jìn)行研究時(shí)，結(jié)合生產(chǎn)資料，優(yōu)選主控滲流參數(shù)，應(yīng)用灰色理論劃分方法能更加精確地劃分、界定各類流動(dòng)單元。

(2) 各類流動(dòng)單元嚴(yán)格控制著剩余油的分布，同時(shí)隨著注水開發(fā)的進(jìn)行，不同類型的流動(dòng)單元內(nèi)有效儲(chǔ)層的產(chǎn)能會(huì)有規(guī)律的變化。

(3) 針對(duì)不同類型流動(dòng)單元內(nèi)剩余油的分布特征，調(diào)整開發(fā)策略，能有效提高油氣采收率，對(duì)開發(fā)其他非均質(zhì)性嚴(yán)重的復(fù)雜油藏具有一定指導(dǎo)意義。

[1] Hearn C J，Ebanks W J，Tye R S，et al.Geological factors influencingreservoir performance of the Hartzog Draw Field，Wyoming[J].J Petrol Tech，1984，32(8)：1335-1344.

[2] Ebanks W J Jr.Flow unit concept-integrated approach to reservoir description for engineering projects[J]. AAPG Bulletin，1987，71(5)：551-552.

[3] 熊琦華，王志章，等.現(xiàn)代油藏地質(zhì)學(xué)：理論與技術(shù)篇[M].北京：科學(xué)出版社，2010：44-62，128-162.

[4] 陳歡慶，胡永樂，閆林，等. 儲(chǔ)層流動(dòng)單元研究進(jìn)展[J].地球?qū)W報(bào)，2010，31(6)：875-884.

[5] 宋廣壽，等. 儲(chǔ)層流動(dòng)單元?jiǎng)澐旨捌鋵?duì)產(chǎn)能動(dòng)態(tài)的影響——以鄂爾多斯盆地元54區(qū)長1油層組為例[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，40(2)：299-303.

[6] 彭仕宓，尹志軍，等. 陸相儲(chǔ)集層流動(dòng)單元定量研究新方法[J].石油勘探與開發(fā)，2001，28(5)：68-70.

[7] 閆百泉，馬世忠，王龍，等. 單砂體內(nèi)部流動(dòng)單元評(píng)價(jià)[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，31(6)：11-13，21，122.

[8] Davies D K，Vessell R K，Bernal G M C. Flow unit modeling in complex reservoirs[C].AAPG Annual Convention. V5， San Diego， CA， USA：Gulf Coast Association of Geological Societies 1996：336.

[9] 尹太舉，張昌民，張尚峰，等. 基于流動(dòng)單元的儲(chǔ)層評(píng)價(jià)及剩余油預(yù)測[J]. 中國科學(xué)(D輯)：地球科學(xué)，2008，38(S2)：110-116.

[10] 張富美，方朝剛，彭功名，等.靖安油田大路溝二區(qū)流動(dòng)單元?jiǎng)澐旨昂侠硇则?yàn)證[J].油氣地質(zhì)與采收率，2013，20(1)：44-47.

編輯 劉 巍

20141026；改回日期：20150206

國家自然基金“松遼盆地南部頁巖油差異富集主控因素及機(jī)理”(41340030)

李松澤(1983-)，男，2006年畢業(yè)于長江大學(xué)地質(zhì)學(xué)專業(yè)，現(xiàn)為該校礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)在讀博士研究生，主要從事開發(fā)地質(zhì)方向的研究。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.03.031

TE33

A

1006-6535(2015)03-0121-04