渤海河流相油田儲(chǔ)層連通性研究與挖潛實(shí)踐
——以KL油田3-1483砂體為例

劉 超

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300459)

渤海油田中小型輕質(zhì)油油田在新近系明華鎮(zhèn)組河流相砂巖的儲(chǔ)層中具有豐厚的地質(zhì)儲(chǔ)量，在現(xiàn)階段渤海油田增儲(chǔ)上產(chǎn)中占有很大的產(chǎn)量比重，是不可忽視的組成部分。在這些油田中，這類(lèi)砂體由于受到河流相控制，具有儲(chǔ)層平面橫向變化快、油氣水界面復(fù)雜的共性[1-3]，給初期開(kāi)發(fā)方案的提出以及中后期剩余油的挖潛帶來(lái)很大的困難，直接影響著油田的開(kāi)發(fā)效果[4-6]。本文以KL油田3-1483砂體為例，針對(duì)油井動(dòng)靜態(tài)資料矛盾問(wèn)題，開(kāi)展了海上河流相儲(chǔ)層連通性識(shí)別的探索與研究，通過(guò)動(dòng)態(tài)測(cè)試資料分析、油藏工程方法推動(dòng)了儲(chǔ)層精細(xì)研究與刻畫(huà)，找出了砂體的潛力方向，提高了砂體開(kāi)發(fā)效果，同時(shí)對(duì)渤海油田類(lèi)似河流相儲(chǔ)層的挖潛與研究提供了借鑒和思路。

1 研究區(qū)概況

渤海KL油田構(gòu)造位置位于渤海南部海域黃河口凹陷南部斜坡帶上，與萊北低凸起相鄰，處于郯廬斷裂帶的西支。主要含油層系為新近系明華鎮(zhèn)組，研究目的層油藏埋深在-1 450～-1 500 m，屬于淺水三角洲沉積；儲(chǔ)層平均孔隙度為25.7%，平均滲透率為1 216.4 mD，屬于高孔高滲類(lèi)儲(chǔ)層；壓力梯度為0.940 MPa/100 m，溫度梯度為4.20 ℃/100 m，壓力系數(shù)為1.00，屬于正常的溫度、壓力系統(tǒng)。3-1483砂體開(kāi)發(fā)初期階段資料少，基于地震相的單河道刻畫(huà)后，依托單砂體布井，同時(shí)受到上覆氣層3-1472砂體影響(圖1a)，地震剖面反射不明顯，認(rèn)為2號(hào)砂體與3號(hào)砂體不連通，2號(hào)砂體A18井衰竭開(kāi)發(fā)，3號(hào)砂體人工注水開(kāi)發(fā)(圖1b)。

2 河流相儲(chǔ)層連通性研究

隨著近幾年動(dòng)態(tài)測(cè)試資料的不斷豐富，動(dòng)靜矛盾引出的砂體連通性問(wèn)題突出，因此亟須開(kāi)展河流相儲(chǔ)層連通性識(shí)別研究，以指導(dǎo)油田下一步開(kāi)發(fā)方向。筆者通過(guò)油井動(dòng)靜態(tài)資料分析、井間動(dòng)態(tài)連通性分析和數(shù)值模擬分析3種方法證實(shí)了2號(hào)砂體和3號(hào)的連通關(guān)系。

圖1 3-1483砂體開(kāi)發(fā)初期階段成果圖Fig.1 The outcome map of 3-1483 sand in early development period

2.1 油井監(jiān)測(cè)資料分析

油水井測(cè)試資料的錄取在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中扮演著重要角色，是油田動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)不可或缺的重要方式之一[7-9]。通過(guò)對(duì)歷年錄取資料的分析，可以對(duì)油田、井區(qū)或單砂體有全面直觀的認(rèn)知，對(duì)油田整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的挖潛或調(diào)整提供切實(shí)可行的證據(jù)。2014年投產(chǎn)以來(lái)，KL油田對(duì)重點(diǎn)砂體施行了定點(diǎn)測(cè)壓和定點(diǎn)測(cè)氯根策略，通過(guò)對(duì)3-1483砂體2號(hào)砂體A18井與3號(hào)砂體A13井的歷年靜壓測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比分析可知(圖2a)，兩口井處于同一個(gè)壓力系統(tǒng)。另外，通過(guò)A18井歷年的氯根測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析(圖2b)，A18井的氯根值在逐年上升且大于原始地層水的氯根值，說(shuō)明A18井有A14井的注入水產(chǎn)出。因此，從壓力系統(tǒng)及氯根化驗(yàn)結(jié)果可以看出2號(hào)砂體與3號(hào)砂體是連通的，這與之前兩個(gè)砂體不連通的認(rèn)知是矛盾的。

圖2 3-1483砂體動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)分析圖Fig.2 3-1483 sandbody dynamic monitoring and analysis chart

2.2 井間動(dòng)態(tài)連通性分析

在油藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中，井間動(dòng)態(tài)連通關(guān)系的研究方法有很多種，張釗[10]等利用示蹤劑方法確定了注采井間的連通關(guān)系，杜鵑紅[11]利用干擾試井進(jìn)行了注采井間動(dòng)態(tài)連通性的確定，劉振宇[12]、郭康良[13]等分別通過(guò)脈沖試井的資料確定了注采井間的動(dòng)態(tài)響應(yīng)關(guān)系。但對(duì)于海上油田，這些方法有耗時(shí)長(zhǎng)、花費(fèi)高和影響產(chǎn)量等缺點(diǎn)[14-17]。近年來(lái)，基于數(shù)學(xué)方法的注采井間動(dòng)態(tài)連通性研究成為熱點(diǎn)，其中灰色關(guān)聯(lián)方法應(yīng)用較為廣泛[18-21]。鑒于KL油田的油水井動(dòng)態(tài)資料比較豐富，筆者采用灰色關(guān)聯(lián)方法進(jìn)行研究，以確定井間的連通關(guān)系。

圖3 KL油田3-1483砂體注水曲線與采液曲線圖Fig.3 Water injection curve and production curves of 3-1483 sand in KL oilfield

圖3是該砂體注水井的注水曲線和采油井的產(chǎn)液曲線，利用灰色關(guān)聯(lián)方法進(jìn)行連通性判定的結(jié)果見(jiàn)表1。從結(jié)果可以看出，注水井A14與各采油井之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)相近，且注水井A14與采油井A18之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)最大，其次是注水井A14與采油井A15之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)，最后是注水井A14與采油井A13之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)。如若2號(hào)砂體與3號(hào)砂體不連通，A18井衰竭開(kāi)發(fā)，產(chǎn)液量將逐漸減小，與注水井不會(huì)有響應(yīng)關(guān)系，但該井產(chǎn)液穩(wěn)定，且產(chǎn)液曲線與注水井A14的變化具有較強(qiáng)的一致性，兩井之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)最大，說(shuō)明2號(hào)砂體與3號(hào)砂體連通，且二者的連通關(guān)系好于注水井與其他采油井之間的連通關(guān)系。

表1 注采井間連通系數(shù)表Table 1 Connectivity coefficient table between injection well and production wells

2.3 數(shù)值模擬分析

在井間動(dòng)態(tài)連通研究的基礎(chǔ)上，借助三維地質(zhì)建模，對(duì)3-1483砂體進(jìn)行了精細(xì)歷史擬合。通過(guò)數(shù)值模擬歷史擬合的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2號(hào)砂體和3號(hào)砂體連通前后，A18井含水率擬合效果與實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)差異較大。2號(hào)砂體和3號(hào)砂體不連通時(shí)，A18井是衰竭開(kāi)發(fā)，無(wú)水源補(bǔ)給，數(shù)模上基本不含水(圖4a)；2號(hào)砂體和3號(hào)砂體連通后，A18井的含水率與實(shí)際基本一致，擬合效果較好(圖4b)。這也進(jìn)一步印證了連通的可靠性，為后面的調(diào)整挖潛奠定了基礎(chǔ)。

3 砂體挖潛與實(shí)踐

A18井與A13井的歷年靜壓測(cè)試結(jié)果僅相差0.1～0.3 MPa，認(rèn)為兩井處于同一壓力水平。同時(shí)，A18井與A14井間的動(dòng)態(tài)連通關(guān)聯(lián)系數(shù)最高，2號(hào)砂體與3號(hào)砂體連通情況下A18井?dāng)?shù)值模擬擬合效果更佳，且A18井產(chǎn)出水的氯根數(shù)據(jù)表明有注入水產(chǎn)出，證實(shí)了2號(hào)砂體和3號(hào)砂體的連通關(guān)系，得到了與實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)相吻合的含油面積圖(圖5)。從圖5可以看出，3-1483砂體的南側(cè)存在未井控區(qū)域，儲(chǔ)量約為65×104m3，可以部署3口調(diào)整井(A7、A25、A6)進(jìn)一步完善注采井網(wǎng)，提高砂體儲(chǔ)量動(dòng)用程度。3口調(diào)整井于2018年2月實(shí)施，年均日增油102 m3，新增探明石油技術(shù)可采儲(chǔ)量25×104m3，提高砂體采收率12.4%。同時(shí)，得益于注采井網(wǎng)的進(jìn)一步完善，老井增加了驅(qū)替方向，由單向受效變?yōu)殡p向受效，也有效控制了老井的含水上升，減緩了老井的遞減(圖6)。KL油田3-1483砂體在連通性認(rèn)識(shí)上的突破，不僅有效地改善了油田開(kāi)發(fā)效果，同時(shí)也為海上復(fù)雜河流相油田儲(chǔ)層連通關(guān)系的研究提供了技術(shù)借鑒。

圖4 3-1483砂體數(shù)值模擬效果圖Fig.4 3-1483 sand numerical simulation effect chart

圖5 KL油田3-1483砂體最新含油面積圖Fig.5 The new location map of 3-1483 sand in KL oilfield

圖6 KL油田3-1483砂體老井歷年自然遞減率圖Fig.6 The natural decline rate chart of 3-1483 sand old wells in KL oilfield

4 結(jié)論

(1)2號(hào)砂體采油井A18井與3號(hào)砂體采油井A13井的歷年靜壓數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果相近，表明兩個(gè)砂體的地層壓力處于同一水平，與油田開(kāi)發(fā)初期階段A18井為衰竭開(kāi)發(fā)的靜態(tài)認(rèn)識(shí)矛盾。

(2)2號(hào)砂體采油井A18與3號(hào)砂體注水井A14的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)變化關(guān)聯(lián)度高達(dá)0.912 7，且砂體連通情況下A18井?dāng)?shù)值模擬擬合效果更佳。因此，2號(hào)砂體和3號(hào)砂體具有很好的連通關(guān)系。

(3)根據(jù)研究成果部署調(diào)整井3口，新增探明石油技術(shù)可采儲(chǔ)量25×104m3，年均日增油102 m3，取得了較好的增儲(chǔ)上產(chǎn)效果。