延長油田東部淺層油藏特征及改善開發(fā)效果研究

程　妮，席天德，薛金泉

(1.延長油田股份有限公司勘探開發(fā)技術研究中心，陜西延安716000；2.陜西延長石油(集團)有限責任公司研究院，陜西西安710075)

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延長油田東部淺層油藏特征及改善開發(fā)效果研究

程妮1，席天德2，薛金泉1

(1.延長油田股份有限公司勘探開發(fā)技術研究中心，陜西延安716000；2.陜西延長石油(集團)有限責任公司研究院，陜西西安710075)

摘要：根據(jù)延長油田東部49個淺層油藏的統(tǒng)計分析，對淺層油藏地質(zhì)特征、開采特征進行分析，提出改善開發(fā)效果的建議。良好的生油條件、有利的沉積環(huán)境和儲層、大面積發(fā)育的泥質(zhì)蓋層為淺層油藏提供了有利的成藏條件。但淺層油藏埋深淺，地層能量先天不足，加上未能有效注水開發(fā)，導致地層虧空嚴重，油田單井產(chǎn)量很低，整體采油速度很低，平均采油速度只有0.17%。針對以上問題提出了改善開發(fā)效果的措施，即：利用水平井開發(fā)剩余油及薄層；加強油層改造力度，合理優(yōu)化壓裂縫長及縫高，充分動用地質(zhì)儲量；借鑒同類油藏三采效果，優(yōu)化能量補給方式，有效恢復地層能量；加強儲層裂縫及人工裂縫的研究，制訂適合延長油田淺層油藏的壓裂參數(shù)，以提高油藏開發(fā)效果。

關鍵詞：淺層油藏；地質(zhì)特征；開發(fā)效果；東部油區(qū)；延長油田

淺層與深層都是相對概念，目前國內(nèi)外沒有統(tǒng)一標準。中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準SY/T 6169—1995規(guī)定，埋深小于1500m屬于淺層油氣藏；按照儲量評價標準，埋深1000～2000m的油氣藏被稱為淺層油氣藏。渤海灣盆地和四川盆地把油藏埋深小于2000m稱為淺層油藏；準噶爾盆地將埋深平均為500m的油藏稱為超淺層油藏[1]。鄂爾多斯盆地東南部延長組油藏埋深210～1160m，長6油層組平均埋深775m，長2油層組平均埋深326m，均屬典型的淺層油藏。鄂爾多斯盆地延長油田東部淺層油藏的原油產(chǎn)量占全油田的27%左右，具有舉足輕重的地位。本文對淺層油藏的特征進行論述，重點針對目前開發(fā)中存在的問題提出了改善開發(fā)效果的措施建議，對油田穩(wěn)產(chǎn)具有重要意義。

1 淺層油藏特征

1.1 淺層油藏分布特征

1.1.1 盆地內(nèi)分布特點

鄂爾多斯盆地油藏類型較為單一，主要以巖性油藏和構造—巖性油藏為主，油藏主要分布在盆地中南部，含油層系以中生界三疊系為主，侏羅系次之。受盆地大背景及構造運動的影響，淺層油藏分布于盆地的東南部，以延安地區(qū)長6、長2油藏為主(圖1)。

1.1.2 埋深和層系

鄂爾多斯盆地在三疊紀經(jīng)歷了下坳和抬升的過程，一方面形成了延長組的較好儲層，另一方面形成了侵蝕較為嚴重的古地貌，致使延長組長6油層組在延安地區(qū)直接出露地表(圖2)。從區(qū)域上看，越往盆地東南部油藏埋深越淺。

鄂爾多斯盆地東南部的淺層油藏主要發(fā)育于長6、長2油層組， 研究區(qū)49個淺層油藏中，長6油藏為35個，占71.4%，埋深480～1160m，平均為743m；長2油藏為14個，占28.6%，埋深210～670m，平均為566m(表1)。

1.2 淺層油藏地質(zhì)特征

1.2.1 生油條件良好

鄂爾多斯盆地具備良好的生油條件，延長組長4+5至長9均不同程度的有烴源巖分布，烴源巖的累計厚度達215～365m，有利的生油面積可達9.0×104km2。其中以長7油層組的烴源巖分布面積最廣、有機質(zhì)豐度最高，是整個鄂爾多斯盆地的主力烴源巖[2]。

1.2.2 沉積環(huán)境有利

三疊系延長組沉積時，湖盆內(nèi)有較大的河流注入，形成了規(guī)模較大的三角洲復合砂體，一類是三角洲前緣河口沙壩，另一類是三角洲平原分流河道砂體。有利的沉積條件創(chuàng)造了延長組良好的儲集條件，成為油氣聚集的有利場所。

在沉積歷史上，長6沉積期處于鄂爾多斯盆地湖盆穩(wěn)定階段，是“湖退砂進”三角洲前緣沉積的主要時期，研究區(qū)長6儲層良好，厚度可達30m。長2沉積期研究區(qū)發(fā)育了三角洲平原亞相，形成巨厚的分流河道砂體，儲層厚度可達50m。

研究區(qū)長6儲層滲透率為0.4～15.89mD，平均為1.9mD，孔隙度為7.87%～12.22%，平均為9.6%；長2儲層滲透率為0.78～26.5mD，平均為5.7mD，孔隙度為8.96%～15.0%，平均為12.1%(表1)。

綜合來說，淺層油藏的儲層物性相對較好，厚度較大，具備優(yōu)質(zhì)儲層的條件。

1.2.3 泥質(zhì)隔夾層大面積發(fā)育

研究區(qū)長6地層構造平緩簡單、離烴源巖較近、發(fā)育微裂縫，便于油氣短距離運移。長4+5底部發(fā)育了一套穩(wěn)定的淺灰色粉細砂巖與暗色泥巖互層，長6儲層內(nèi)部也發(fā)育了相對穩(wěn)定的隔夾層，為油氣的保存創(chuàng)造了有利條件。在西傾單斜的背景下，上傾方向沉積的暗色泥巖處易形成巖性圈閉。

長2地層經(jīng)歷了盆地抬升過程，局部出現(xiàn)微構造，加上儲層物性較好，砂體本身能成為良好的油氣運移通道，所以在局部高點處形成構造—巖性油藏，油水分異明顯，油水過渡帶厚度較大，底水明顯，油藏能量活躍。

1.3 淺層油藏的潛力

研究區(qū)內(nèi)延長組49個淺層油藏中，已動用的石油地質(zhì)儲量為9.32×108t，根據(jù)各油藏標定的采收率(表1)，取平均值11.9%；可采石油儲量為1.10×108t，目前各油藏累計產(chǎn)油0.53×108t，剩余可采儲量還有0.57×108t。目前研究區(qū)的采油速度只有0.17%，處于低速開采階段，加強剩余油挖潛、提高采油速度是油田穩(wěn)產(chǎn)的主要方向。

1.4 淺層油藏開發(fā)中存在的問題

延長油田東部淺層油藏目前開發(fā)中存在問題較多：首先，其埋藏淺，油藏天然能量不足，導致油井產(chǎn)液量及產(chǎn)油量很低，且遞減速度較快，整體采油速度很低，平均采油速度只有0.17%；其次，研究區(qū)注水開發(fā)未能全面開展，地層能量降低較快，長期處于低能量開采期，地層虧空較為嚴重；第三，部分注水區(qū)的開發(fā)矛盾比較嚴重，注水狀況差，特別是壓裂時造成的水平縫嚴重影響了注水效果，如何提高油水井注采效率成為了注水開發(fā)的重點和難點。

2 淺層油藏開發(fā)效果改善措施

2.1 水平井開發(fā)剩余油及薄油層

近幾年延長油田水平井在剩余油挖潛及薄層開發(fā)方面取得了較好成果。2014年在淺層油藏開發(fā)區(qū)試驗水平井1口(七平1井)，該油藏埋深475m，水平井水平段長度為696m，采用U形軌跡以溝通垂向儲層，創(chuàng)下延長油田水平井最大位垂比記錄，投產(chǎn)后穩(wěn)定產(chǎn)量在10t/d左右，高出周邊常規(guī)井8倍多，說明水平井可以應用于淺層油藏開發(fā)。

研究區(qū)大部分油藏因水源問題而不能實施注水開發(fā)，靠天然能量開采，因此平面和縱向上都存在較為豐富的剩余油。應利用水平井開發(fā)的優(yōu)勢，充分挖潛剩余油潛力，提高儲量動用程度，加快采油速度，并提高最終采收率。

研究區(qū)目前大多采取單小層開發(fā)，而淺層油藏包含8個以上含油小層，目前大都只打開主力油層，未動用的薄油層仍具有較大潛力。利用水平井最大限度打開儲層的優(yōu)勢進行剩余油和薄油層挖潛是下步油田穩(wěn)產(chǎn)的重點目標。

2.2 加強油層改造力度

研究區(qū)延長組要獲得工業(yè)油流，必須經(jīng)過油層改造，一般采用加砂壓裂的方式。淺層低滲透油藏垂向地應力小于水平地應力，壓裂過程中會產(chǎn)生水平縫。根據(jù)滲流力學理論，水平縫內(nèi)流體流動為徑向流；以水平縫為截面，延伸到儲層頂?shù)撞浚黧w流動為單向線性流[3]。劉淑芬等[4]通過選取延長油田淺層油藏資料，對水平縫模型進行解釋分析，得到了曲線擬合效果及符合地質(zhì)動態(tài)的地層參數(shù)。油層壓裂中產(chǎn)生水平縫在其他油田也很少見，如何更合理地開發(fā)此類油藏目前還沒有可借鑒的實例。

另一方面，延長組淺層油藏儲層非均質(zhì)性較強，如南泥灣油區(qū)294井區(qū)長6儲層滲透率突進系數(shù)為0.81～1.33，滲透率級差為1.2～2.2，變異系數(shù)為0.1～0.25(表2)，表現(xiàn)出強層內(nèi)非均質(zhì)性。此類儲層在改造時容易受到水平縫層間干擾的影響，導致改造不能達到預期效果。

表2　南泥灣油區(qū)294井區(qū)長6儲層非均質(zhì)性參數(shù)表

針對淺層油藏的儲層特征，要使油井獲得高產(chǎn)，必須加大壓裂規(guī)模，增加人工裂縫的長度和高度，提高儲層滲流能力，充分動用地質(zhì)儲量。熊健等[5]研究表明，油井的增產(chǎn)率隨裂縫長度和裂縫導流能力的增加而增大，增產(chǎn)率呈現(xiàn)先快速上升后近于平緩的趨勢。

2.3 優(yōu)化能量補給方式

研究區(qū)長6油藏驅(qū)動類型為彈性—溶解氣驅(qū)，經(jīng)過多年開采，地層能量嚴重不足，目前地層壓力只有原始地層壓力的28.7%。平均單井日產(chǎn)液不足0.3m3。由于水資源受限，大部分油區(qū)未能注水開發(fā)。在這種情況下，延長油田選取試驗區(qū)進行了三次采油先導性試驗，如注CO2、空氣泡沫驅(qū)油、表面活性劑驅(qū)油等，已初步見到成效。

延長油田川46井區(qū)屬于典型的淺層油藏，主力生產(chǎn)層位為長6，儲層平均孔隙度為9.51%，平均滲透率為0.97mD，變異系數(shù)為0.66，平均油層中部深度為690m。在該井區(qū)開展注CO2試驗，采用注氣和注水交替注入的方式補充地層能量，試驗井區(qū)開發(fā)效果變好[6]。

延長油田甘谷驛唐80空氣泡沫試驗區(qū)的生產(chǎn)層位為長6，儲層平均孔隙度為9.02%，平均滲透為0.96mD，屬特低孔、特低滲淺層油藏，注水開發(fā)效果不佳。2007年9月，引進空氣泡沫驅(qū)油技術在唐80井區(qū)2口井進行試驗，受益油井為16口，控制面積0.38km2，控制儲量15×104t。經(jīng)過1年非穩(wěn)定注入，含水率得到有效控制，產(chǎn)油量基本穩(wěn)定。2011年和2013年擴大試驗規(guī)模，注入井增至16口，受益井為62口，控制面積1.4km2，控制儲量70×104t。經(jīng)過幾年的試驗，區(qū)內(nèi)含水率由初期的54%降至32.1%，平均單井日產(chǎn)由0.30t增至0.41t，累計增產(chǎn)原油3762.6t，數(shù)據(jù)對比表明，注空氣泡沫驅(qū)油效果最佳(表3)。

表3　唐80井區(qū)不同開發(fā)方式效果對比表

2.4 加強儲層裂縫及人工裂縫的研究

前人研究證實，鄂爾多斯盆地延長組儲層微裂縫較為發(fā)育，延安七里村地區(qū)長6地層地表露頭顯示其天然微裂縫的發(fā)育程度較高。做好微裂縫發(fā)育方位、密度、規(guī)模等的精確研究，對井網(wǎng)部署、油藏開發(fā)效果都具有重要影響。同時也可以根據(jù)研究區(qū)淺層油藏壓裂時產(chǎn)生水平縫的特點，論證合理的壓裂縫長、縫寬和縫高，改善注水波及效率，提高油藏開發(fā)效果。

3 結論

(1)延長油田東部油區(qū)延長組油藏埋深210～1160m，平均為692m，長6油層組平均埋深743m，長2油層組平均埋深566m，屬典型的淺層油藏。

(2)鄂爾多斯盆地優(yōu)質(zhì)的烴源巖為油氣藏的形成奠定了物質(zhì)基礎；有利的沉積環(huán)境為油藏準備了良好的儲集條件；大面積發(fā)育的泥質(zhì)地層是油氣得以保存的重要保障。

(3)研究區(qū)已動用石油地質(zhì)儲量9.32×108t，累計采油0.53×108t，剩余可采儲量還有0.57×108t，采油速度為0.17%，做好剩余油挖潛及提高采油速度是油田可持續(xù)發(fā)展的重點。

(4)針對延長油田淺層油藏油井產(chǎn)液量低、遞減快、地層能量低、虧空嚴重、注水開發(fā)效果差的狀況，提出幾點建議：①利用水平井開發(fā)剩余油及薄層，提高油藏采收率；②加強油層改造力度，通過加大壓裂規(guī)模，增加人工裂縫規(guī)模和儲層滲流能力，動用更多儲量；③優(yōu)化能量補給方式，如注CO2、空氣泡沫驅(qū)油等；④加強儲層裂縫及人工裂縫的研究，提高油藏開發(fā)效果。

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Research on the Characteristics of Shallow Oil Reservoir in Eastern Part of Yanchang Oilfield and Improve Its Development Effect

Cheng Ni1，Xi Tiande2，Xue Jinquan1

(1.ResearchCenterofExplorationandDevelopmentTechnology,YanchangOilfieldCo.,Ltd,Yanan,Shaanxi,716000,China;2.ResearchInstituteofShaanxiYanchangPetroleum(Group)Co.,Ltd,Xi’an,Shaanxi710075,China)

Abstract:According to the statistics and analysis of 49 shallow oil reservoirs in eastern part of Yanchang oilfield, a suggestion for improving the development effect has been put forward by analyzing the characteristics of reservoir geology and exploitation. A favorable accumulation condition of shallow oil reservoir was attributed to good oil generating condition, profitable sedimentary environment and reservoir, large area of developed shale cap rocks, but its formation energy was congenitally deficient due to the reservoir lied in shallow depth, and failed to effective development by water flooding, which resulted in inadequate formation pressure, very low individual-well production rate, and low overall oil recovery rate,the average recovery rate was only 0.17%. The measures to improve the development effect have been taken for solving the problems mentioned above, including the development of remaining oil and that from thin layer by horizontal wells; strengthening the reservior reconstruction to optimize the fracture length and height, make full use of geological reserves; taking the reference of tertiary recovery experience from similar reservoirs, optimizing the mode of energy supplement to recover the formation energy effectively; strengthening the study of reservoir fracture and artificial fracture to work out the suitable fraturing parameters for shallow reservoir in Yanchang oilfield, so as to improve reservoir development effect.

Key words:shallow oil reservoir; geological characteristics；development effect；eastern part of Yanchang Oilfield

第一作者簡介：程妮(1981年生)，女，工程師，長期從事油氣田開發(fā)工作。郵箱：67110084@qq.com。

中圖分類號：TE348

文獻標識碼:A