延長(zhǎng)油田水平井開(kāi)發(fā)模式礦場(chǎng)實(shí)踐

石立華，程時(shí)清，常毓文，張川希，王仙仙，石 彬，馮曉偉，薛 穎

（1中國(guó)石油大學(xué)石油工程學(xué)院·北京2中國(guó)石油大學(xué)油氣資源與工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室3中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院4陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研究院5中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探公司地質(zhì)勘探開(kāi)發(fā)研究院實(shí)驗(yàn)研究中心6延長(zhǎng)油田股份有限公司七里村采油廠7西安思坦儀器股份有限公司）

石立華等.延長(zhǎng)油田水平井開(kāi)發(fā)模式礦場(chǎng)實(shí)踐.鉆采工藝，2019，42（5）：69-72

目前水平井開(kāi)發(fā)低滲-特低滲油藏已成為提高油田儲(chǔ)量動(dòng)用和改善開(kāi)發(fā)效果的重要技術(shù)手段［1-3］。延長(zhǎng)油田位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡和渭北隆起帶，為黃土塬地貌，集低孔、低滲、低溫、低壓、低油飽“五低”不利因素于一體，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、天然微裂縫發(fā)育，油水滲流關(guān)系復(fù)雜，單井產(chǎn)量極低，隨著勘探開(kāi)發(fā)的進(jìn)行，傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)逐漸走向瓶頸。自2000年以來(lái)通過(guò)開(kāi)展水平井技術(shù)攻關(guān)，經(jīng)過(guò)幾年研究與實(shí)踐，延長(zhǎng)油田水平井開(kāi)發(fā)取得了顯著成效，逐步形成延長(zhǎng)油田水平井開(kāi)發(fā)理論認(rèn)識(shí)與核心技術(shù)，這為延長(zhǎng)油田水平井高效開(kāi)發(fā)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

延長(zhǎng)油田總資源面積約10×104km2，主要開(kāi)發(fā)層系為侏羅系延安組的延4+5～延10油層組和三疊系延長(zhǎng)組的長(zhǎng)1～長(zhǎng)10油層組，該類儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，吼道細(xì)小，油層埋藏淺、壓力系數(shù)低，一般在0.65～0.9之間，主要為低滲透儲(chǔ)層，其中特滲-超低滲儲(chǔ)量占總探明儲(chǔ)量的86%，開(kāi)發(fā)難度大，平均單井日產(chǎn)油僅為0.4 t，常規(guī)直井無(wú)法有效動(dòng)用，延長(zhǎng)油田復(fù)雜的油藏地質(zhì)與地面條件亦決定了要提高油田產(chǎn)量與單井產(chǎn)能，必須依靠水平井開(kāi)發(fā)。截止2018年底，水平井技術(shù)開(kāi)發(fā)特低滲透油藏已成為轉(zhuǎn)變延長(zhǎng)油田開(kāi)發(fā)方式、提高開(kāi)發(fā)效益的重要途徑。

一、水平井開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

延長(zhǎng)油田投產(chǎn)水平井由2010年的2口增加到2018年的1 080余口，年產(chǎn)油量由0.3×104t增加到90×104t，建設(shè)產(chǎn)能150×104t，截止2018年底，在不同類型油藏共累計(jì)投產(chǎn)水平井1 080口，其中延安組邊底水油藏360口，常規(guī)低滲透油藏371口，長(zhǎng)6、長(zhǎng)8、長(zhǎng)9特低-超低滲透致密油藏323口，東部淺層水平縫油藏26口，累計(jì)產(chǎn)油200×104t，平均單井液量8.9 m3／d，平均單井產(chǎn)油4.2 t／d，是全油田常規(guī)油井單井日產(chǎn)量的11.2倍，投資僅為常規(guī)油井的3～4倍，綜合含水45.5%，年產(chǎn)油能力90×104t，有效動(dòng)用難采儲(chǔ)量1.2×108t，大幅度提高了新建產(chǎn)能速度，縮短了建產(chǎn)周期，可為延長(zhǎng)油田提高采收率7%～10%，為延長(zhǎng)油田千萬(wàn)噸持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

延長(zhǎng)油田主要開(kāi)發(fā)層系為侏羅系延安組和三疊系延長(zhǎng)組的長(zhǎng)2～長(zhǎng)10油層組，依據(jù)儲(chǔ)量規(guī)模、沉積特征及成藏條件分為延安組油藏、長(zhǎng)2油藏、長(zhǎng)6油藏、下組合油藏（長(zhǎng)7～長(zhǎng)9），不同的油藏特征決定了采用不同的水平井開(kāi)發(fā)技術(shù)（如表1）。

表1 延長(zhǎng)油田水平井應(yīng)用分類

二、延長(zhǎng)油田水平井開(kāi)發(fā)技術(shù)難點(diǎn)

延長(zhǎng)油田水平井開(kāi)發(fā)面臨諸多難題，主要有以下幾個(gè)方面：①油藏類型多樣，主力油層單一，儲(chǔ)層平面疊加性差；②低孔、低滲、低壓油藏特點(diǎn)，單井產(chǎn)量低；③油水混儲(chǔ)、油水同出，沒(méi)有“無(wú)水采油期”，開(kāi)采即高含水，治理難度大；④儲(chǔ)量品位差，特滲-超低滲占總儲(chǔ)量86%以上，經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)難度大；⑤油田分布區(qū)域內(nèi)屬黃土高原-丘陵溝壑地形，山區(qū)、森林、村莊、高速公路等縱橫交錯(cuò)，環(huán)保要求較高，地面施工條件復(fù)雜，油田產(chǎn)能建設(shè)與管理難度大。

延長(zhǎng)油田主力油層整體物性差，孔隙度在9.31%～13.62%，滲透率在1.3～20.35 mD，屬于典型的低滲-特低-超低滲透油藏類型，特低-超低滲透儲(chǔ)量占近86%左右，決定了常規(guī)技術(shù)開(kāi)發(fā)難以有效動(dòng)用。

根據(jù)大量礦場(chǎng)統(tǒng)計(jì)可知，延長(zhǎng)油田主力開(kāi)發(fā)單元主力油藏長(zhǎng)6開(kāi)采初期含水率在20% ～80%，平均含水率達(dá)45%（如圖1）。主要原因是由于延長(zhǎng)油田主要儲(chǔ)層為巖性油藏，油水混儲(chǔ)，無(wú)明顯油水界面，沒(méi)有“無(wú)水采油期”，開(kāi)采初期即高含水，該類特征致使整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程油水井治理難度大。

圖1 長(zhǎng)6油藏初期含水率對(duì)比圖

三、水平井開(kāi)發(fā)模式礦場(chǎng)實(shí)踐

延長(zhǎng)油田雖面臨諸多不利因素，但由于儲(chǔ)層構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，油層平均厚度大、砂體連通性相對(duì)較好，油層有較好延展性，適合水平井開(kāi)發(fā)。通過(guò)在不同油藏類型實(shí)施水平井，大幅度提高了單井產(chǎn)量，水平井產(chǎn)量是同期常規(guī)井產(chǎn)量的5倍左右，見(jiàn)表2。

1.邊底水油藏水平井控水穩(wěn)油開(kāi)發(fā)模式

延長(zhǎng)油田邊底水油藏底水能量足，壓降小，油井投產(chǎn)后含水上升快、采出程度較低，常規(guī)井開(kāi)發(fā)效益差［4-8］。通過(guò)應(yīng)用水平井AB靶差異控水穩(wěn)油繞錐技術(shù)、繞水錐技術(shù)、夾層控水穩(wěn)油技術(shù)，有效的抑制了底水錐進(jìn)，使水平井產(chǎn)液量高，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)。截止2018年底，延長(zhǎng)油田邊底水油藏投產(chǎn)360口水平井，累計(jì)產(chǎn)油181×104t，是常規(guī)直井產(chǎn)量的2.8倍。

表2 延長(zhǎng)油田不同油區(qū)水平井開(kāi)發(fā)效果統(tǒng)計(jì)表

采用直井+水平井的七點(diǎn)法井網(wǎng)注水補(bǔ)充能量時(shí)（如圖2a所示），裂縫半長(zhǎng)與注水量存在最佳匹配。當(dāng)裂縫過(guò)長(zhǎng)、注水量過(guò)大時(shí)，水平井易出現(xiàn)含水快速上升現(xiàn)象，造成產(chǎn)油快速遞減。為了延緩水平井見(jiàn)水時(shí)間，從減小正對(duì)中間裂縫注水井的注水量和縮短中間正對(duì)注水井的裂縫長(zhǎng)度兩方面，研究了水平井的控水政策。

礦場(chǎng)實(shí)踐表明，對(duì)水平井中間部位裂縫長(zhǎng)度及注水量進(jìn)行優(yōu)化，適當(dāng)縮短腰部注水井附近的裂縫長(zhǎng)度，延緩水淹，建議80 m以內(nèi)（見(jiàn)圖2b），同時(shí)減小腰部水井注水量可降低含水上升速度（如圖2c）。

對(duì)于單元和工序工程的質(zhì)量評(píng)定，應(yīng)進(jìn)行分類。第一類是傳統(tǒng)水利、市政等工程且具有專用評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的；第二類是傳統(tǒng)水土保持治理措施但無(wú)專用評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的；第三類是新措施且無(wú)專用評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的。

實(shí)踐表明，在邊底水油藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中，水平井初始平均日產(chǎn)油14 t，穩(wěn)產(chǎn)期8 t／d，常規(guī)井初始平均日產(chǎn)油6 t，穩(wěn)產(chǎn)期4 t／d，水平井平均含水率為30%左右，整體上升緩慢，常規(guī)井含水率平均為57%?？梢钥闯?，水平井開(kāi)發(fā)效果明顯優(yōu)于常規(guī)井，打破了國(guó)內(nèi)外對(duì)邊底水油藏不適于水平井開(kāi)發(fā)的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。

2.致密油藏水平井開(kāi)發(fā)模式

延長(zhǎng)油田致密油主要分布于鄂爾多斯盆地中部及南部油區(qū)總資源量7.3×108t，占延長(zhǎng)油田總資源量的26%，主力發(fā)育層位主要是延長(zhǎng)組的長(zhǎng)7、長(zhǎng)8和長(zhǎng)9，儲(chǔ)層厚度在10～80 m，物性相對(duì)較差。砂巖孔隙度為1%～19%，平均值為8.3%，滲透率主要分布于0.003～9 mD，平均值為0.4 mD。

針對(duì)延長(zhǎng)油田儲(chǔ)層滲透率小于0.5 mD的致密油藏，由于常規(guī)井產(chǎn)量低，遞減快，注水開(kāi)發(fā)難以形成有效驅(qū)替壓差，常規(guī)技術(shù)無(wú)法經(jīng)濟(jì)有效開(kāi)發(fā)［9-11］，通過(guò)引用陸相頁(yè)巖氣井壓裂工藝，自主研發(fā)滑溜水壓裂液體系，成功實(shí)施了延長(zhǎng)油田水平井縫網(wǎng)壓裂技術(shù)，有效增大致密油藏泄流面積，形成相互交錯(cuò)裂縫網(wǎng)絡(luò)，大幅度提高了單井產(chǎn)能和規(guī)模產(chǎn)量，MP-3井為延長(zhǎng)油田第一口縫網(wǎng)壓裂致密油水平井，采用快鉆橋塞+簇式射孔技術(shù)，進(jìn)行了14段39簇的改造，最終形成縫長(zhǎng)270 m，縫寬110 m，縫高90 m，壓裂波及體積0.27×108m3，儲(chǔ)層改造充分，自2014年7月投產(chǎn)以來(lái)，初始月產(chǎn)量是周邊常規(guī)油井產(chǎn)量的10.2倍，累產(chǎn)油的10.7倍。

圖2 注采參數(shù)優(yōu)化

3.淺層水平縫水平井開(kāi)發(fā)模式

延長(zhǎng)油田淺層裂縫型油藏主要分布在東部油區(qū)，累計(jì)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量9.65×108t。該類油層埋藏淺，平均油藏中深350～550 m，主要以水平裂縫為主，儲(chǔ)層夾層較多，垂向連通性和井壁穩(wěn)定性差，鉆井過(guò)程中容易造成鍵槽卡鉆，且軌跡回旋余地小，調(diào)整難度大，年采油速度僅為0.2% ～0.3%，油田長(zhǎng)期處于低水平穩(wěn)產(chǎn)階段。

針對(duì)該類油藏，通過(guò)技術(shù)攻關(guān)，基于流動(dòng)單元+水平縫的方法，開(kāi)展“弓字型”水平井開(kāi)發(fā)模式，采用橋塞+分段多簇射孔壓裂工藝，有效提高了淺層油藏的動(dòng)用水平［12-16］（圖3）。

圖3 QP-1弓型水平井井眼軌跡圖

淺層水平縫油藏水平井的成功開(kāi)發(fā)，打破了國(guó)內(nèi)對(duì)水平縫油藏不能應(yīng)用水平井開(kāi)發(fā)的傳統(tǒng)觀念，對(duì)國(guó)內(nèi)類似油藏水平井開(kāi)發(fā)具有重要的借鑒意義。

四、結(jié)論

（1）延長(zhǎng)油田復(fù)雜的油藏地質(zhì)與地面條件決定了要提高油田產(chǎn)量與水平，必須應(yīng)用水平井技術(shù)，水平井開(kāi)發(fā)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)油田高效開(kāi)發(fā)的有效手段，在油田生產(chǎn)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，繼續(xù)大力推動(dòng)水平井開(kāi)發(fā)技術(shù)創(chuàng)新，不斷拓展應(yīng)用領(lǐng)域和規(guī)模，為延長(zhǎng)油田穩(wěn)定發(fā)展提供技術(shù)支撐。

（2）通過(guò)實(shí)施的463口水平井可以看出，與常規(guī)油井相比，水平井具有明顯的增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)能力。在邊底水油藏剩余油挖潛，水平井產(chǎn)量是常規(guī)井產(chǎn)量的4～6倍，淺層油藏的3～4倍，致密油藏甚至可以達(dá)到10倍以上，取得了較好的開(kāi)發(fā)效果，對(duì)國(guó)內(nèi)外類似油藏開(kāi)發(fā)具有重要的指導(dǎo)作用。