伊拉克孔隙型碳酸鹽巖油藏產(chǎn)水特征及控水對(duì)策

赫恩杰，盧立澤 （振華石油控股有限公司，北京100031）

臧克一 （成都北方石油勘探開發(fā)技術(shù)有限公司，四川 成都610051）

武新民 （綠洲石油有限責(zé)任公司，北京100011）

蔣利平，孫照磊，黃凱 （成都北方石油勘探開發(fā)技術(shù)有限公司，四川 成都610051）

1 油藏概況

伊拉克AH油田位于伊拉克南部KUT鎮(zhèn)，距巴格達(dá)東南180km。構(gòu)造上處于美索不達(dá)米亞盆地底格里斯亞帶的南部，為一平緩的長軸背斜。開發(fā)目的層為中下白堊統(tǒng)的Khasib油層、Mishrif油層、Rumaila油層和Mauddud油層，油藏埋深2600～3100m，原油性質(zhì)為中質(zhì)原油，地層水為CaCl2型，整體上為一個(gè)以孔隙型為主，局部發(fā)育縫洞的碳酸鹽巖油藏，地質(zhì)儲(chǔ)量較大。

AH油田縱向上發(fā)育7個(gè)油藏，分上、下2套層系。其中主力油藏是上部層系的Khasib油層的第2小層（Kh2），全區(qū)均有發(fā)育；下部層系僅在AD－1井區(qū)發(fā)育，儲(chǔ)層巖性為灰?guī)r，儲(chǔ)集空間以孔隙型為主，伴有溶蝕孔縫，局部發(fā)育塌陷溶洞，為中高孔、中低滲儲(chǔ)層。油藏為構(gòu)造－巖性層狀邊水和構(gòu)造塊狀底水油藏，油水關(guān)系比較復(fù)雜。

2 產(chǎn)水類型特征曲線識(shí)別方法

Randy［1］于1977年在底水錐進(jìn)研究中開始系統(tǒng)利用產(chǎn)水類型特征曲線預(yù)測水油比。水油比是生產(chǎn)井日產(chǎn)水量和日產(chǎn)油量的比值（Rwor），產(chǎn)水類型特征曲線是水油比及水油比導(dǎo)數(shù)（R′wor）隨生產(chǎn)時(shí)間的變化曲線。不同產(chǎn)水類型的Rwor和R′wor與生產(chǎn)時(shí)間的雙對(duì)數(shù)曲線呈現(xiàn)不同形態(tài)特征，利用該特征能夠迅速識(shí)別產(chǎn)水類型。

Chan［2］基于數(shù)值模擬系統(tǒng)研究產(chǎn)水診斷曲線，通過對(duì)油井實(shí)際生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，劃分不同的油井產(chǎn)水類型，發(fā)現(xiàn)了水（氣）錐與高滲通道見水特征曲線形態(tài)存在明顯區(qū)別，并建立了底水錐進(jìn)、高滲通道和賊層水竄等典型的產(chǎn)水特征曲線圖版。Yang［3］基于解析模型和數(shù)值模擬建立了層狀油藏Rwor特征系列曲線圖版。Majid［4］運(yùn)用Rwor曲線診斷了水平井產(chǎn)水特征。

Rwor曲線診斷方法已在國外多個(gè)油田進(jìn)行了現(xiàn)場應(yīng)用，主要用于快速診斷油井見水原因，但較少涉及儲(chǔ)層特征和類型的識(shí)別。國內(nèi)主要在塔河油田有所應(yīng)用，塔河碳酸鹽巖油田儲(chǔ)集體有溶洞型、裂縫型、裂縫－溶洞型、溶洞－裂縫型和縫孔型等。生產(chǎn)曲線形態(tài)定性地表征油井見水快慢，將油井劃分為緩慢出水型、含水突發(fā)上升型和間歇出水型等［5～7］，在儲(chǔ)層特征方面與伊拉克AH油田這種以孔隙型為主，局部發(fā)育縫洞的碳酸鹽巖油藏存在明顯區(qū)別。筆者在利用原有油井產(chǎn)水類型識(shí)別圖版與儲(chǔ)層特征類型聯(lián)系的同時(shí)，將直井產(chǎn)水特征識(shí)別擴(kuò)展到水平井注采井網(wǎng)產(chǎn)水類型識(shí)別上，細(xì)化了產(chǎn)水特征曲線類型（圖1～6），擴(kuò)大了特征曲線的應(yīng)用范圍，延伸了特征曲線對(duì)油藏地質(zhì)特征的認(rèn)識(shí)。

圖1 正常底水錐進(jìn)型Rwor特征曲線

圖2 底水過渡帶推進(jìn)型Rwor特征曲線

圖3 層狀弱底水推進(jìn)型Rwor特征曲線

圖4 近井縫洞水突進(jìn)型Rwor特征曲線

圖5 注水多通道推進(jìn)型Rwor特征曲線

圖6 注水縫穴漏失型Rwor特征曲線

3 孔隙型碳酸鹽巖油藏產(chǎn)水類型

利用油井產(chǎn)水類型特征曲線，結(jié)合地質(zhì)、測井及動(dòng)態(tài)分析等多種方法，對(duì)AH油田所有油井進(jìn)行產(chǎn)水類型識(shí)別，共識(shí)別出6種典型的產(chǎn)水類型特征曲線，并對(duì)應(yīng)認(rèn)識(shí)了不同的儲(chǔ)層特征。

1）正常底水錐進(jìn)型 該類型具典型的底水油藏特征（圖7）。在油井生產(chǎn)過程中，受油井避射距離和生產(chǎn)壓差控制等因素影響，在一定的時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)底水錐進(jìn)，造成油井含水率上升，產(chǎn)油量下降，特別是避射距離過小或生產(chǎn)壓差過大都會(huì)造成底水的快速錐進(jìn)，嚴(yán)重影響油井產(chǎn)量。該類型的Rwor特征曲線初期較低，隨生產(chǎn)時(shí)間的變化呈快速上升趨勢（圖8），但R′wor特征曲線隨生產(chǎn)時(shí)間的變化呈緩慢遞減的趨勢，反映出油井在生產(chǎn)過程中持續(xù)得到底水水體能量的補(bǔ)充。

2）底水過渡帶推進(jìn)型 該類型在油層底部發(fā)育一定厚度的油水過渡帶。受儲(chǔ)層非均質(zhì)性及毛細(xì)管力作用的雙重影響，油水過渡帶在縱向上和平面上呈非均勻分布，造成與測井解釋的油水界面存在差異（圖7）。當(dāng)油井的射孔段接近或低于油水過渡帶時(shí)，開井即見水，且含水率上升速度加快。該類型的Rwor特征曲線初期較高且保持穩(wěn)定，產(chǎn)水原因主要為過渡帶水錐進(jìn)，一段時(shí)間后曲線開始快速上升，R′wor特征曲線也開始出現(xiàn)上升趨勢。此時(shí)的特征曲線形態(tài)接近正常底水錐進(jìn)型，產(chǎn)水原因主要為底水錐進(jìn)（圖9）。反映出油井在產(chǎn)水過程中持續(xù)得到底水水體能量的補(bǔ)充，且具備充足的底水水體供應(yīng)。

圖7 不同類型儲(chǔ)層產(chǎn)水類型特征響應(yīng)剖面示意圖

圖8 AD－1井Rwor特征曲線

圖9 AD4－12－4H井Rwor特征曲線

3）層狀弱底水推進(jìn)型 該類型是在油層的下部發(fā)育一些較為致密的儲(chǔ)層（圖7），在成巖過程中有部分水體賦存在這種致密的儲(chǔ)層中，正常情況下不具備流動(dòng)能力。由于碳酸鹽巖儲(chǔ)層中發(fā)育一定程度的縫穴，在局部起到了連通底水的作用，在油井生產(chǎn)過程中，儲(chǔ)層中的賦存水就會(huì)進(jìn)入到井筒中。但是該類儲(chǔ)層滲透率較低，滲流能力相對(duì)較弱，且儲(chǔ)層中的水體大小有限，不能持續(xù)提供水體能量供應(yīng)，因此油井表現(xiàn)出含水較低且長時(shí)間平穩(wěn)的特征。該類型的Rwor特征曲線隨生產(chǎn)時(shí)間變化非常平緩（圖10），但是R′wor特征曲線隨生產(chǎn)時(shí)間變化呈快速下降趨勢，反映出油井在產(chǎn)水過程中有少量水體進(jìn)入井筒，但是水體能量較弱，不能提供持續(xù)的底水能量補(bǔ)充。

4）近井縫洞水突進(jìn)型 該類型的油井較少，出現(xiàn)在部分措施井（圖7）。在井筒附近發(fā)育一定程度的縫洞，在正常生產(chǎn)過程中，油井并不見水，但是由于換層或酸化措施后，溝通了部分高滲通道，造成油井含水率的快速上升。該類型的Rwor特征曲線早期比較穩(wěn)定（圖11），在措施實(shí)施后突然急劇上升，同時(shí)R′wor特征曲線由向下變?yōu)榧眲∩仙?，表現(xiàn)出溝通了高滲通道，水體沿高滲通道急劇突進(jìn)的特征。

圖10 AD4－8－4H井Rwor特征曲線

圖11 ADM4－1井Rwor特征曲線

5）注水多通道推進(jìn)型 該類型主要出現(xiàn)在注水井組中（圖7）。由于Kh2上部的砂屑段溶蝕作用較強(qiáng)，平面滲透率（Kh）和垂向滲透率（Kv）遠(yuǎn)高于其他層段，較高的垂向滲透率與平面滲透率比值（Kv／Kh）造成注入水容易往砂屑灰?guī)r段推進(jìn)，沿高滲條帶突破到生產(chǎn)井。該類型的Rwor特征曲線早期比較穩(wěn)定（圖12），當(dāng)注入水突破后，Rwor及R′wor特征曲線呈現(xiàn)臺(tái)階狀上升的突變，反映出注采井間由于注入水突破造成產(chǎn)水量壓力的波動(dòng)變化。

6）注水縫穴漏失型 該類型主要出現(xiàn)在Kh2靠近塌陷溶洞的注水井組中（圖7）。在Kh2局部發(fā)育一定規(guī)模的塌陷溶洞，塌陷溶洞周邊存在一定程度由于塌陷和溶蝕作用造成的裂縫，注入水容易沿這些高深通道漏失到縫穴中，生產(chǎn)井同時(shí)受到注入水及縫穴溝通的地層水雙重作用影響。該類型的Rwor特征曲線急劇向上突變（圖13），而R′wor特征曲線變化較為平緩，反映出注入水沿高滲通道持續(xù)穩(wěn)定漏失到縫穴中，部分注入水與地層水同時(shí)作用，地層水礦化度下降幅度較緩。

圖12 AD2－7－4H井Rwor特征曲線

圖13 AD2－9－2H井Rwor特征曲線

4 不同產(chǎn)水類型的控水對(duì)策

在識(shí)別出的6種產(chǎn)水特征類型中，以層狀弱底水推進(jìn)、正常底水錐進(jìn)等類型為主，反映出儲(chǔ)層整體上是基質(zhì)孔隙型，儲(chǔ)集空間以溶蝕孔道為主，但部分油井也表現(xiàn)出注水多通道推進(jìn)型和注水縫穴漏失型（主要出現(xiàn)在注采井組）、近井縫洞水突進(jìn)型（主要出現(xiàn)在措施井）等，表明儲(chǔ)層在局部上發(fā)育一定程度的縫洞，增強(qiáng)了儲(chǔ)層的非均質(zhì)性。通過產(chǎn)水類型特征曲線識(shí)別，對(duì)相應(yīng)的儲(chǔ)層特征認(rèn)識(shí)更加深刻，從而有針對(duì)性地制定穩(wěn)油控水對(duì)策。

正常底水錐進(jìn)和底水過渡帶推進(jìn)是底水能量充足造成的，主要差別在于過渡帶含水飽和度高，且射開后可動(dòng)水即流動(dòng)，共同特征是油層厚度薄、油井避射距離不足和生產(chǎn)壓差控制不好，加快了底水錐進(jìn)的速度。數(shù)值模擬研究表明，在Rumaila油層1小層采用直井天然能量開發(fā)，當(dāng)油層厚度小于2m后，油井含水上升趨勢明顯增大，幾乎沒有無水采油期，因此當(dāng)油層厚度小于2m后，不建議用直井開發(fā)（圖14）；油井的見水速度和含水上升率隨射開程度增加而變大，當(dāng)射開程度大于40%后，油井快速見水，且含水率迅速上升，因此油井射開程度應(yīng)小于40%（圖15）；生產(chǎn)壓差對(duì)油井含水變化的影響也比較明顯，當(dāng)生產(chǎn)壓差大于4MPa后，油井見水速度和含水上升率快速增加，因此在油井生產(chǎn)過程中要保持合理的生產(chǎn)壓差（圖16）。

圖14 含水率與油層厚度關(guān)系曲線

圖15 含水率與油井射開程度關(guān)系曲線

弱底水見水來源主要是油層底部致密儲(chǔ)層中的賦存水，由于水體區(qū)域儲(chǔ)層相對(duì)致密，且水體能量有限，因此對(duì)油井正常生產(chǎn)或轉(zhuǎn)注水開發(fā)的影響不大。Mauddud油層1小層的ADR5－8井于2012年10月投產(chǎn)，初期日產(chǎn)液515桶，日產(chǎn)油465桶，開井即見水，初期含水率近10%。經(jīng)過近2年時(shí)間，日產(chǎn)液、日產(chǎn)油、含水率均保持穩(wěn)定，目前含水率維持在10%。對(duì)于該類型油井，可暫時(shí)不采取控水措施。

Kh2基質(zhì)注水先導(dǎo)試驗(yàn)表現(xiàn)為多通道特征，由于Kh2上部的砂屑灰?guī)r段溶蝕作用強(qiáng)，較高的Kv／Kh造成注入水容易往砂屑段推進(jìn)，而下部層段溶蝕作用弱，為中低滲儲(chǔ)層，水驅(qū)程度低，剩余油分布較多。Kh2的AD2－231H井于2011年6月投產(chǎn)，初期日產(chǎn)液1989桶，初期日產(chǎn)油1985桶，幾乎不含水。2012年8月該井組轉(zhuǎn)入注水開發(fā)，5個(gè)月后含水發(fā)生突變，呈迅速上升趨勢，產(chǎn)出水礦化度分析為注入水，目前含水率70%。對(duì)于該類型的水平井注采井組，可進(jìn)行個(gè)性化注采參數(shù)優(yōu)化，優(yōu)選注水時(shí)機(jī)、注入壓力、注入強(qiáng)度和注入速度等參數(shù)，減緩注入水沿高滲通道推進(jìn)速度，也可以通過化學(xué)調(diào)剖改善井段吸水剖面，或采用徑向射流等新工藝改造儲(chǔ)層，最大限度地提高注水波及體積，提高儲(chǔ)量的動(dòng)用程度。

近井縫洞水突進(jìn)和注水縫穴漏失表現(xiàn)為生產(chǎn)井含水率發(fā)生突變，且在水平井注水時(shí)容易導(dǎo)致注入水沿縫穴漏失，會(huì)對(duì)油井正常生產(chǎn)造成極大的影響。對(duì)近井縫洞水突進(jìn)型油井可以通過產(chǎn)液剖面測試等手段落實(shí)見水層段，通過機(jī)械堵水或化學(xué)堵水等措施封堵出水的高滲通道，降低油井的含水率，使油井恢復(fù)正常生產(chǎn)；對(duì)注水縫穴漏失型油井可以根據(jù)縫穴的發(fā)育程度及空間展布位置進(jìn)行井網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整，改用直井注采井網(wǎng)開發(fā)，靈活調(diào)整直井注采井段，減少注水縫穴漏失的發(fā)生（圖17）。

不同產(chǎn)水類型對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)層特征及控水對(duì)策見表1。

圖16 含水率與生產(chǎn)壓差關(guān)系曲線

5 結(jié)論

1）產(chǎn)水類型特征曲線在快速識(shí)別油井見水特征的同時(shí)，也能較好反映出相應(yīng)的儲(chǔ)層特征。利用該方法，在伊拉克AH碳酸鹽巖油藏識(shí)別出6種典型的產(chǎn)水類型及儲(chǔ)層特征。

2）不同的油井產(chǎn)水類型直接指向不同的儲(chǔ)層類型，對(duì)應(yīng)性較強(qiáng)，由簡單的油水動(dòng)態(tài)變化深入到對(duì)油藏特征的認(rèn)識(shí)，深化了伊拉克AH油田碳酸鹽巖油藏地質(zhì)特征認(rèn)識(shí)。

3）依據(jù)Rwor和R′wor特征曲線變化趨勢，以及相應(yīng)的儲(chǔ)層特征情況，有利于快速制定有針對(duì)性的穩(wěn)油控水對(duì)策。

圖17 孔隙型碳酸鹽巖油藏注采井網(wǎng)示意圖

表1 不同產(chǎn)水類型對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)層特征及控水對(duì)策

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