微地震監(jiān)測氣驅(qū)前緣技術(shù)在大情字井油田黑79工區(qū)的應(yīng)用

汪大海

（吉林油田勘探開發(fā)研究院 吉林松原 138000）

微地震監(jiān)測氣驅(qū)前緣技術(shù)在大情字井油田黑79工區(qū)的應(yīng)用

汪大海

（吉林油田勘探開發(fā)研究院 吉林松原 138000）

在油田開發(fā)過程中將微地震監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用在裂縫及水驅(qū)前緣監(jiān)測上的國內(nèi)應(yīng)用實(shí)例較多，技術(shù)已日趨成熟，而將此技術(shù)應(yīng)用到氣驅(qū)前緣監(jiān)測上應(yīng)用很少，吉林油田于2014年成功將此技術(shù)應(yīng)用到對CO2驅(qū)替前緣監(jiān)測上，通過對監(jiān)測結(jié)果解釋分析，能夠精確的掌握氣驅(qū)替前緣展布狀態(tài)，有效指導(dǎo)CO2驅(qū)注采參數(shù)，為試驗區(qū)取得顯著效果奠定基礎(chǔ)。

微地震；氣驅(qū)前緣監(jiān)測；CO2驅(qū)；注采參數(shù)

在油田開發(fā)過程中，應(yīng)用微地震法對生產(chǎn)動態(tài)實(shí)施監(jiān)測，是近年來國內(nèi)外著力研究的前沿課題，該監(jiān)測方法是一種交叉學(xué)科技術(shù)。將微地震監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用到氣驅(qū)前緣監(jiān)測屬新技術(shù)，應(yīng)用實(shí)例較少，本文詳細(xì)描述了應(yīng)用微地震監(jiān)測技術(shù)對監(jiān)測CO2驅(qū)過程中氣驅(qū)前緣的方法，有效指導(dǎo)CO2驅(qū)注采調(diào)控，同時為黑79工區(qū)提高CO2驅(qū)開發(fā)效果奠定了基礎(chǔ)。

1 基本原理

在生產(chǎn)活動過程中地下常會發(fā)生微地震事件，而微地震法是通過觀測這些微地震事件來分析判斷其影響的地球物理技術(shù)。它的理論基礎(chǔ)為聲發(fā)射學(xué)和地震學(xué)，即通過監(jiān)測及分析生產(chǎn)活動產(chǎn)生的微小地震事件來判別該活動的影響、效果，進(jìn)而為采取相應(yīng)措施提供可靠參考、依據(jù)。最小周向應(yīng)力理論、摩爾—庫侖理論及斷裂力學(xué)準(zhǔn)則認(rèn)為：壓裂或是注水將會產(chǎn)生微地震，同時微震波向四周擴(kuò)散，而在被監(jiān)測井周圍布置有A、B、C、D、E、F、G、H監(jiān)測分站，它們能夠接收到擴(kuò)散中的微震波，于是根據(jù)各分站接收到微震波的時差，列出一系列方程組，通過反解該方程組，便可確定出微地震震源位置。

2 微地震監(jiān)測CO2驅(qū)替前緣技術(shù)應(yīng)用

黑79區(qū)塊位于大情字油田南部，為南北向延伸反向正斷層遮擋的斷背斜構(gòu)造西翼，屬巖性構(gòu)造油藏。本次監(jiān)測優(yōu)選CO2驅(qū)試驗區(qū)塊中黑79-3-3井進(jìn)行監(jiān)測，該井是黑79區(qū)塊一口注氣井，注入層位為高臺子油層11、12號層，井段為2407-2421m。2012年7月開始注氣，注入方式為混注，至2013年4月注氣狀況為：日注氣15.0m3，累計注氣4416t，累計注水1326m3。泵壓18.0MPa，油壓14.4MPa。該井組包括6口采油井：黑+79-3-3井、黑+79-3-03井、黑79-3-03井、黑79-3-05井、黑+79-5-3井、黑+79-5-05井。

2.1 現(xiàn)場監(jiān)測關(guān)鍵流程

2013年4月對黑79-3-3井（O點(diǎn)）進(jìn)行氣驅(qū)前緣監(jiān)測，被監(jiān)測井及監(jiān)測分站（A、B、C、D、E、F、G、H）數(shù)據(jù)如表1所示，通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的反解，定位出了所有微震震源位置，進(jìn)而描繪出氣驅(qū)前緣水平成相圖。

表1 黑79-3-3井及監(jiān)測分站數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

監(jiān)測前一天：①勘察黑79-3-3注氣井周圍地形、地貌，按已確定的坐標(biāo)位置用高精度GPS定位井口及各分站實(shí)際坐標(biāo)位置，誤差小于5m；②將拾震器利用靜壓系統(tǒng)逐個壓入地表疏松地層之下，埋藏深度大于30cm；③通知注氣站對被監(jiān)測井關(guān)井停注。

監(jiān)測當(dāng)天：①打開主站車儀器，對主分站之間的通信聯(lián)絡(luò)、背景噪音進(jìn)行調(diào)試，并設(shè)置參數(shù)；②按正常配注開泵注氣，同時實(shí)施監(jiān)測，與此同時主站與各分站均處在監(jiān)測狀態(tài)，自動采集、處理數(shù)據(jù)，實(shí)時顯示微震點(diǎn)；③待微震點(diǎn)圖形趨于穩(wěn)定且符合質(zhì)量要求時監(jiān)測完成，保存數(shù)據(jù)，關(guān)機(jī)；④起拔探桿、拾震器并裝箱、打包，同時通知注氣站監(jiān)測結(jié)束。

2.2 現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果

圖2是所有監(jiān)測時間累積成像結(jié)果，由圖可以得到如下結(jié)論：該井的注氣前緣主要分布形態(tài)較寬；主要優(yōu)勢方位為N65°W的方向；兩翼滲透方向基本對稱，西翼略長于東翼；存在沿N45°W的優(yōu)勢滲透方向。

圖2 黑79-3-3注氣前緣水平成像圖

2.3 氣驅(qū)前緣資料成果解釋分析及應(yīng)用

表2為黑79-3-3井氣驅(qū)前緣監(jiān)測成果表，方位是對應(yīng)區(qū)域內(nèi)全部微震點(diǎn)的統(tǒng)計方位，尺度是對應(yīng)區(qū)域的最大尺度，氣流密集區(qū)方位和優(yōu)勢滲流區(qū)方位基本相同，優(yōu)勢滲流區(qū)長度為590m，較氣流密集區(qū)長269m，優(yōu)勢滲流區(qū)寬度為338m，較氣流密集區(qū)寬121m。

表2 黑79-3-3井氣驅(qū)前緣監(jiān)測成果表

黑79-3-3井氣驅(qū)前緣擬合圖3描繪注入氣體的流動密集區(qū)方向與范圍，淺藍(lán)色以上為流動密集區(qū)，綠色、黃色為優(yōu)勢滲流區(qū)，紅色為注入氣體波及區(qū)。注入氣體滲流方向圖4在平面上顯示了注入氣體的運(yùn)動方向，箭頭長度表明了壓力的大小，沿箭頭方向，從壓力高的區(qū)域向壓力低的區(qū)域流動。

圖3 黑79-3-3井氣驅(qū)前緣擬合圖

圖4 黑79-3-3井注入氣體滲流方向圖

綜合以上解釋成果圖，黑79-3-3井氣驅(qū)前緣波及面積適中，但由于受儲層非均質(zhì)性影響，該井氣驅(qū)主流方向明顯，有主、次兩個優(yōu)勢驅(qū)替方向（北西、南西方向），即黑+79-3-03井、黑+79-5-05井和黑+79-5-3推進(jìn)趨勢明顯，向其它油井推進(jìn)相對較弱，且黑+79-5-3井在波及區(qū)內(nèi)，黑+79-3-03井和黑+79-5-05處于氣驅(qū)波及區(qū)的邊緣，黑79-3-05井距離波及區(qū)較近，黑79-3-03井距離波及區(qū)較遠(yuǎn)，黑+79-3-3井距離波及區(qū)更遠(yuǎn)。

結(jié)合氣驅(qū)前緣監(jiān)測結(jié)果對各采油井動態(tài)進(jìn)行分析認(rèn)為，黑+79-5-3井處于氣驅(qū)前緣主流方向上，結(jié)果顯示已經(jīng)氣竄。從砂體有效厚度平面圖上看，該井與注氣井處于同一單砂體，且兩口井的油藏剖面圖上顯示，儲層連通性較好，因此動態(tài)反應(yīng)敏感；而由表3可知，油井黑+79-5-3在注氣井黑79-3-3從2012年7月開始注CO2后3個月見到氣驅(qū)效果，初期表現(xiàn)為液量上升，氣驅(qū)后第5個月開始油量上升，第8個月產(chǎn)量出現(xiàn)高峰后產(chǎn)氣量上升，第10個月開始?xì)飧Z影響生產(chǎn)，因此可以確定該采油井為注入井的優(yōu)勢氣驅(qū)方向。

表3 黑+79-5-3井生產(chǎn)動態(tài)統(tǒng)計表

同時依據(jù)黑79-3-3井氣驅(qū)前緣擬合圖（圖3）及注入氣體滲流方向圖（圖4）可以判斷出黑+79-3-03井、黑+79-5-05井CO2很快會突破，因此針對該注入井下步果斷采取氣水交替注入方式來防控氣竄，同時對各采油井進(jìn)行了系列參數(shù)調(diào)整，具體實(shí)施情況為：

（1）在2013年5月開始對注入井黑79-3-3注水一個月，后采取小周期水氣交替（交替周期1:1）溫和注入方式來防控氣竄；

（2）考慮到油井黑+79-3-03井、黑+79-5-05井已經(jīng)在注氣井氣驅(qū)前緣波及區(qū)域邊緣，為防止氣竄，對2口井實(shí)施限產(chǎn)采油方式（各降低抽油機(jī)沖次1次/分）；

（3）為促進(jìn)油井黑79-3-03、黑+79-3-3氣驅(qū)方向見效，對2口井實(shí)施增產(chǎn)采油方式（各提高抽油機(jī)沖次1次/分）。

圖5 黑79-3-3井組動態(tài)生產(chǎn)曲線

通過黑79-3-3井進(jìn)行氣驅(qū)前緣監(jiān)測，直觀的掌握了該井氣驅(qū)前緣的推進(jìn)狀態(tài)，結(jié)合儲層地質(zhì)特征及油井的產(chǎn)出動態(tài)，對注采井及時的做出了注采調(diào)控，進(jìn)而控制了氣驅(qū)推進(jìn)方向，確保了該井組CO2驅(qū)效果。從2013年開始調(diào)控后的5個月時間里，在平均日產(chǎn)液量保持較為平穩(wěn)的情況下，從151.7t到146.7t；平均日產(chǎn)油量從30.9t上升到61.3t，增幅翻倍；綜合含水從79.6%下降到58.2%，下降幅度較大；氣油比從293.9下降到94.5，體現(xiàn)出了較好的CO2驅(qū)增油趨勢（圖5）。

3 結(jié)論

（1）微地震技術(shù)被應(yīng)用到氣驅(qū)前緣的監(jiān)測上，能夠直觀真實(shí)的判別出氣驅(qū)推進(jìn)狀態(tài)，而且能反映儲層的非均質(zhì)性變化情況；

（2）利用注氣井CO2驅(qū)前緣監(jiān)測技術(shù)監(jiān)測，可以判別出注入氣的波及范圍、優(yōu)勢注氣方向，以及區(qū)塊氣體波及區(qū)域；

（3）應(yīng)用微地震監(jiān)測氣驅(qū)前緣技術(shù)的解釋結(jié)果可以為CO2驅(qū)提高開發(fā)效果提供有力技術(shù)支持，結(jié)合儲層靜態(tài)及注入產(chǎn)出動態(tài)資料，深入分析，可作為可靠的理論依據(jù)。

[1] 裴琳.微地震監(jiān)測技術(shù)在地下工程中應(yīng)用研究[J]．工程地球物理學(xué)報，2008，5（5）：554-559.

[2] 劉建中，劉國華.用微地震監(jiān)測結(jié)果預(yù)報水庫、礦山有害地震[J]．中國工程科學(xué)，2012，14（4）：45-48.

[3] 張大椿，劉曉. 微地震監(jiān)測技術(shù)及其在油田中的應(yīng)用[J]．新疆石油科技，2013，3（23）：12-15.

[4] 孫寶強(qiáng)，南金浩.微地震監(jiān)測技術(shù)在油田開發(fā)中的應(yīng)用對策[M]：科技風(fēng).

[5] 肖淑明，呂志強(qiáng)，郭志華，等.低滲透油藏人工裂縫監(jiān)測技術(shù)在現(xiàn)河地區(qū)的應(yīng)用[J]．中國工程科學(xué)，2012，14（4）：65-69.

[6] 王崇孝，羅群，宋巖，等.納米石油地質(zhì)學(xué)：非常規(guī)油氣地質(zhì)理論與研究方法探討[J]．石油實(shí)驗地質(zhì)，2014，36（6）：659-667.

[7] 劉向軍.高速通道壓裂工藝在低滲透油藏的應(yīng)用[J]．油氣地質(zhì)與采收率，2015，22（2）：122-126.

[8] 劉建中. 注水前緣監(jiān)測及井周應(yīng)力狀態(tài) [J]．巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2004，23（14）：2409-2412．

[9] 錢家歡. 土力學(xué)[M]．江蘇：河海大學(xué)出版社，1990.

[10] 高慶. 工程斷裂力學(xué)[M]．重慶：重慶大學(xué)出版社，1986.

[11] 孟選剛，單旭光，等. 超低滲油藏水驅(qū)調(diào)整措施評價技術(shù)[J]．非常規(guī)油氣（油氣開發(fā)），2015，2（6）：49-52.

國家重大科技專項：大型油氣田及煤層氣開發(fā)（項目名稱：松遼盆地CO2驅(qū)油與埋存技術(shù)示范工程；項目編號：2011ZX05054）