延長(zhǎng)油田多含油層系疊合特低滲透油藏水平井立體開(kāi)發(fā)實(shí)踐
——以ZC區(qū)水平井開(kāi)發(fā)為例

王 艷

(陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，陜西西安 710075)

延長(zhǎng)油田位于鄂爾多斯盆地中西部，整體構(gòu)造特征是東高西低、構(gòu)造平緩，局部發(fā)育鼻狀隆起構(gòu)造，對(duì)油氣聚集起到一定作用。區(qū)內(nèi)斷層不發(fā)育，裂縫較發(fā)育。盆地內(nèi)有分布范圍廣、厚度大的優(yōu)質(zhì)張家灘、李家畔烴源巖發(fā)育，形成了良好的油源條件，油藏特征為面積大、分布廣、連片性好、多套含油層系疊合，又以低—特低滲透油藏為主。對(duì)于該類(lèi)油藏利用直井開(kāi)發(fā)具有一口井可以動(dòng)用多套開(kāi)發(fā)層系，但由于油藏物性差、隨著開(kāi)采時(shí)間變長(zhǎng)地層驅(qū)動(dòng)能量不足，油井普遍表現(xiàn)為單井產(chǎn)量低、遞減快，采出程度低的特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)這幾年水平井開(kāi)發(fā)實(shí)踐，針對(duì)這類(lèi)油層埋藏深、物性差、厚度大、垂向間距大、多套含油層系疊合的特低滲透油藏，利用水平井立體開(kāi)發(fā)[1-4]，直井分層合注不但能高效動(dòng)用特低滲透油藏難動(dòng)儲(chǔ)量，還能提高采收率。

1 水平井立體開(kāi)發(fā)概念

在我國(guó)油藏立體開(kāi)發(fā)最早是在2007年以關(guān)鍵字提出來(lái)的，到2013年以后逐漸形成了特殊油藏立體開(kāi)發(fā)的概念和開(kāi)發(fā)模型[5-6]。我國(guó)的油藏立體開(kāi)發(fā)目前主要有2種：一是勝利油田王端平、關(guān)富佳等針對(duì)斷塊多、油層多、非均質(zhì)性強(qiáng)、布井難度大的復(fù)雜斷塊油藏，提出利用水平井控制優(yōu)勢(shì)油砂體，定向井完善注采關(guān)系開(kāi)發(fā)模型，這本質(zhì)上是一種“聯(lián)合優(yōu)化，整體開(kāi)發(fā)”的方式；二是遼河油田任芳祥等針對(duì)隔夾層發(fā)育的塊狀稠油油藏，提出了多段多層水平井疊置、直井注汽開(kāi)發(fā)模型[7]。

綜合兩種實(shí)踐模型可以看出，水平井立體開(kāi)發(fā)是根據(jù)不同油藏特征，以高效動(dòng)用儲(chǔ)量提高采出程度為目的，結(jié)合油藏平面和垂向上多套油層，既考慮油藏中流體的平面運(yùn)移和驅(qū)動(dòng)規(guī)律，又考慮油層在垂向上重力驅(qū)動(dòng)的滲流特征的一種開(kāi)發(fā)方式。水平井立體開(kāi)發(fā)不僅適用于一套層系、一套井網(wǎng)，利用水平井和直井相結(jié)合的井網(wǎng)開(kāi)發(fā)；也適用于多套含油層系、多套井網(wǎng)，利用水平井高效動(dòng)用各含油層系、配套直井注水多套立體的井網(wǎng)同時(shí)開(kāi)發(fā)[8-11]。國(guó)內(nèi)其他油田主要是針對(duì)厚塊狀、斷塊物性好、非均質(zhì)性強(qiáng)的油藏，利用水平井開(kāi)發(fā)取得了一定的效果。而延長(zhǎng)油田區(qū)內(nèi)斷塊不發(fā)育，油藏具有物性差、非均質(zhì)性強(qiáng)、隔夾層多、含油層系多、采出程度低的特點(diǎn)，為了有效提高油藏采出程度，實(shí)現(xiàn)高效開(kāi)發(fā)，通過(guò)多年水平井開(kāi)發(fā)實(shí)踐，建立了2種立體開(kāi)發(fā)模型[12-15]。

1.1 一套層系多段雙層水平井疊置模型

針對(duì)一套層系中油層厚度大(>10 m)、中間有較穩(wěn)定的隔夾層(2 m)的油藏，利用雙層水平井疊置(圖1)開(kāi)采，直井注水井配套注水。水平井壓裂投產(chǎn)建議以水平縫為主。

圖1 雙水平井疊置模型Fig.1 Double horizontal wells superposition model

1.2 多套層系直井注水驅(qū)油加水平井垂向重力泄油復(fù)合模型

針對(duì)低滲透油藏中多套層系油藏，其具有油藏埋藏深、物性差、單井產(chǎn)量低、采出程度低的特點(diǎn)，利用直井開(kāi)采單層油藏產(chǎn)量低，多層合采層間干擾大。這類(lèi)油藏利用水平井可高效開(kāi)發(fā)，為了能一次動(dòng)用多套低滲透油藏，提出直井注水驅(qū)油加水平井垂向重力泄油復(fù)合模型(圖2)。

2 延長(zhǎng)油田水平井立體開(kāi)發(fā)實(shí)踐及效果

目前，延長(zhǎng)油田多含油層系疊合油藏主要是應(yīng)用常規(guī)井開(kāi)發(fā)，對(duì)于儲(chǔ)層物性好、油層厚度大的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層單井開(kāi)發(fā)效果相對(duì)較好，后期產(chǎn)量低、含水高的時(shí)期便于改層換采其他層位。而埋藏深、物性差的低滲透油藏單井開(kāi)發(fā)產(chǎn)量低、遞減快、采出程度低，對(duì)于這一類(lèi)油藏主要采用水平井開(kāi)發(fā)，直井配套注水開(kāi)發(fā)模式，極大地提高了油井采出程度，得到了大家的共識(shí)。對(duì)于低滲透油藏中油層埋藏深、物性差、油層厚度大、垂向間距大的多含油層系疊合的油藏延長(zhǎng)油田采用多套層系直井注水驅(qū)油加水平井垂向重力泄油復(fù)合模型，該方式首先在ZC區(qū)進(jìn)行了實(shí)施。

2.1 ZC區(qū)油藏概況

ZC區(qū)位于陜西省吳起縣白豹鎮(zhèn)境內(nèi)，區(qū)域構(gòu)造位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡帶的西部邊緣(圖3)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，主要為西傾單斜背景上由差異壓實(shí)作用形成的一系列由東向西傾沒(méi)的低幅鼻狀隆起，鼻狀隆起軸線近于東西向。東西向構(gòu)造與砂體有效配合，形成了良好的鼻隆背斜型圈閉，有利于油氣的聚集。主要含油層系長(zhǎng)9油組儲(chǔ)層平均孔隙度為8.08%；平均滲透率為0.47 mD，該油藏屬于常溫低壓低孔特低滲巖性油藏，邊底水能量極弱[7-11]。

長(zhǎng)9油層組頂部以李家畔泥巖底為界與長(zhǎng)8油層組劃分，底部以高聲波、高伽馬、低電阻斑脫巖底為界與長(zhǎng)10油層組劃分，地層厚度為100～130 m。根據(jù)地層特征及沉積旋回將長(zhǎng)9劃分為3個(gè)亞油層組，分別為長(zhǎng)91、長(zhǎng)92和長(zhǎng)93。其中長(zhǎng)91地層厚度為30～35 m，組砂體厚度為12～20 m，油層厚度為6～10 m，自然電位、自然伽馬呈箱形，水動(dòng)力能力較強(qiáng)，頂部有李家畔泥巖，底部有長(zhǎng)92泥巖，形成了良好的生儲(chǔ)蓋條件。長(zhǎng)92地層厚度為70 m，以泥巖為主。長(zhǎng)93地層厚度為20～30 m, 砂體厚度為16～25 m，油層厚度為6～14 m，自然電位、自然伽馬由2～3個(gè)鐘形疊合組成，是典型的正旋回沉積(圖4)。

圖3 ZC區(qū)構(gòu)造位置Fig.3 ZC area location in Ordos basin

圖4 ZC區(qū)長(zhǎng)9地層對(duì)比Fig.4 The stratigraphic contrast of Chang-9 layer in ZC area

2.2 ZC區(qū)水平井立體開(kāi)發(fā)實(shí)踐與效果

2.2.1 多套層系直井注水驅(qū)油加水平井垂向重力泄油復(fù)合模型

ZC區(qū)長(zhǎng)9油藏埋深為2 200～2 300 m，屬于低滲透油藏。它頂部有一套油頁(yè)巖，底部發(fā)育一套斑脫巖，長(zhǎng)91是在水動(dòng)力較強(qiáng)的環(huán)境下形成的大段塊狀砂巖，砂體厚度一般在20 m左右，分為1～2個(gè)單砂體，單砂體厚8～15 m，局部疊加為單層厚砂體。長(zhǎng)92是較厚的泥巖，是較好的油氣遮擋層。長(zhǎng)93是一套多旋回砂巖儲(chǔ)層，砂體厚度一般在20 m左右，分為2～3個(gè)單砂體，單砂體厚5～7 m。長(zhǎng)91和長(zhǎng)93兩套含油層系砂巖儲(chǔ)層中的石英含量在40%左右，長(zhǎng)石含量在20%左右，巖屑含量在25%左右，填隙物含量在15%左右，巖石分選性中—好，磨圓度為次棱角—次圓，顆粒支撐，點(diǎn)—線接觸關(guān)系，孔隙式膠結(jié)，膠結(jié)程度中等—好。膠結(jié)物主要為方解石，一般含量在5%左右，最高可達(dá)10%。粒徑主要分布在0.13～0.45 mm，最大粒徑為0.5 mm。長(zhǎng)91和長(zhǎng)93上下兩套含油層具有油藏厚度大、連片性好、垂向間距大、物性差的特點(diǎn)，為了同時(shí)高效動(dòng)用兩套油層，提出了多套層系直井注水驅(qū)油加水平井垂向重力泄油復(fù)合模型(圖5)。

根據(jù)延長(zhǎng)油田對(duì)特低滲透油藏滲流機(jī)理、水平井井網(wǎng)部署優(yōu)化的研究認(rèn)識(shí)[16-18]，在平面井網(wǎng)上，在原有井網(wǎng)基礎(chǔ)上部署平1、平2、平3井開(kāi)發(fā)長(zhǎng)93油層組，平4、平5、平6井開(kāi)發(fā)長(zhǎng)91油層組。周?chē)涮鬃⑺?、2、3、4井(圖6)。部署主要參數(shù)見(jiàn)表1。根據(jù)裂縫監(jiān)測(cè)和鉆遇過(guò)程中無(wú)井涌井漏判斷該區(qū)裂縫較不發(fā)育，采用水平井垂直地層主應(yīng)力方向部署。

圖5 ZC區(qū)長(zhǎng)9油藏剖面Fig. 5 The reservoir section of Chang-9 in ZC area

表1 部署水平井主要參數(shù)Table 1 The planed horizontal well parameters

圖6 ZC區(qū)長(zhǎng)9雙水平井開(kāi)發(fā)井位Fig.6 The double horizontal well development location

2.2.2 開(kāi)發(fā)效果

長(zhǎng)91水平井與直井按投產(chǎn)時(shí)間(月)拉齊以后發(fā)現(xiàn)(圖7)，初期日產(chǎn)油量水平井大于直井2.5 t；隨著生產(chǎn)時(shí)間變長(zhǎng)，直井在生產(chǎn)20個(gè)月左右日產(chǎn)油量為0.7 t/d，水平井泄油面積是常規(guī)井的2～3倍，單井日產(chǎn)油2.5 t，且遞減較慢。

長(zhǎng)91油層水平井與同區(qū)塊直井對(duì)比分析(表2)表明，按照月1%遞減預(yù)測(cè)水平井生產(chǎn)68個(gè)月的累計(jì)采油量，平4、平5、平6井分別是直井的4.12倍、3.68倍、2.48倍，采出程度是常規(guī)井的3.4倍。

長(zhǎng)93水平井與直井按投產(chǎn)時(shí)間(月)拉齊以后發(fā)現(xiàn)(圖8)，初期日產(chǎn)油量水平井大于直井6.8 t，直井單井日產(chǎn)油2.6 t；隨著生產(chǎn)時(shí)間變長(zhǎng)，直井在生產(chǎn)20個(gè)月左右日產(chǎn)油量為0.6 t/d，水平井泄油面積是常規(guī)井的3～4倍，單井日產(chǎn)油5.5 t，且遞減較慢。

圖7 按投產(chǎn)時(shí)間拉齊水平井與直井生產(chǎn)曲線對(duì)比(長(zhǎng)91)Fig.7 The production comparison of horizontal wells and vertical wells

表2 長(zhǎng)91層水平井與同區(qū)塊直井對(duì)比分析Table 2 The comparison of horizontal wells and vertical ones in Chang-91 layer

圖8 按投產(chǎn)時(shí)間拉齊水平井與直井生產(chǎn)曲線對(duì)比(長(zhǎng)93)Fig.8 The production comparison of horizontal wells and vertical ones in Chang-93 layer

長(zhǎng)93油層水平井與同區(qū)塊直井對(duì)比分析(表3)表明，按照月1%遞減預(yù)測(cè)水平井生產(chǎn)39個(gè)月的累計(jì)采油量，平1、平2、平3井分別是直井的6.49倍、6.44倍、5.61倍，采出程度是常規(guī)井的6.2倍。

表3 長(zhǎng)93層水平井與同區(qū)塊直井對(duì)比分析Table 3 The comparison of horizontal wells and vertical ones in Chang-93 layer

3 結(jié)論

(1)在水平井開(kāi)發(fā)實(shí)踐中延長(zhǎng)油田目前主要有2種立體開(kāi)發(fā)模型：一套層系多段雙層水平井疊置和多套層系直井注水驅(qū)油加水平井垂向重力泄油復(fù)合模型。在后期挖潛階段，建議重點(diǎn)針對(duì)老區(qū)未鉆穿層系油藏利用水平井加淺層油藏直井開(kāi)發(fā)綜合模型、一口水平井階梯式動(dòng)用多套層系模型。

(2)針對(duì)ZC區(qū)兩套含油層系疊合發(fā)育、油藏厚度大、連片性好、垂向間距大、物性差的油層地質(zhì)特征，提出水平井立體開(kāi)發(fā)方案為多套層系直井注水驅(qū)油加水平井垂向重力泄油復(fù)合模型。采用排距130 m、井距500 m、井排方向?yàn)楸睎|62°的菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)布井。

(3)按照投產(chǎn)時(shí)間拉齊的方法對(duì)比分析同層系直井與水平井開(kāi)發(fā)效果，水平井泄油面積是常規(guī)井的2～4倍，穩(wěn)產(chǎn)期單井日產(chǎn)油是常規(guī)井的2～5倍，生產(chǎn)相同時(shí)間水平井的累計(jì)采油量是鄰井的2.5～6.5倍，采出程度是常規(guī)井的4.8倍。水平井立體開(kāi)發(fā)是今后研究和實(shí)踐的重點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)的有力保障。