喇嘛甸油田X斷層井區(qū)剩余油開發(fā)潛力及調(diào)整對策研究

曹廣勝，劉 影，張 寧，楊婷媛，徐 謙，吳佳駿，邢沛東

(1.東北石油大學提高油氣采收率教育部重點實驗室，黑龍江 大慶 163318； 2.中國石油大慶油田有限責任公司第六采油廠，黑龍江 大慶163000)

喇嘛甸油田是一個受構(gòu)造控制的多油層非均質(zhì)嚴重的砂巖油田，其中X斷層為斷塊構(gòu)造油藏，發(fā)育河道、主體席狀砂、非主體席狀砂，區(qū)域內(nèi)發(fā)育73條斷層。近40多年來，水驅(qū)開發(fā)經(jīng)歷自噴、注水、多次加密、注聚調(diào)整、多變的油井生產(chǎn)制度以及作業(yè)造成了復(fù)雜的地下剩余油分布狀況[1-5]。故利用地質(zhì)、地震、測井、數(shù)值模擬的手段預(yù)測油藏內(nèi)剩余油的分布特別是其富集部位的分布狀況[6-8]。截至2018年，油田已進入特高含水開發(fā)后期，處于水聚兩驅(qū)開發(fā)階段，剩余油分布零散、挖潛難度大。但斷層邊部由于井網(wǎng)密度小、注采不完善等，導致斷層邊部部分井區(qū)存在一定剩余油，表明斷層邊部是二次開發(fā)的潛力區(qū)域[9-10]。

根據(jù)油田近年斷層邊部挖潛情況，將未實施過二次開發(fā)的X斷層區(qū)(面積4.78 km2)作為研究區(qū)域，進行二次開發(fā)潛力研究。由于其構(gòu)造復(fù)雜、斷層規(guī)模大、沉積單元多，故需要對研究區(qū)的儲層發(fā)育、構(gòu)造特征、動用狀況等方面進行精細研究，精確處理斷層之間的相交、截斷等復(fù)雜空間交切接觸關(guān)系，提高構(gòu)造模型質(zhì)量，構(gòu)建精細地質(zhì)模型；進而確定研究區(qū)二次開發(fā)調(diào)整潛力。因此，筆者結(jié)合油田實際開發(fā)需求制定了合理有效的調(diào)整對策。為改善X斷層區(qū)開發(fā)效果提供基礎(chǔ)，同時對油田由精細向精準開發(fā)轉(zhuǎn)變也具有十分重要意義。

1 喇嘛甸油田X斷層井區(qū)地質(zhì)模型

1.1 高壓物性和流體性質(zhì)

喇嘛甸油田X原油性質(zhì)較好，根據(jù)研究范圍內(nèi)試油井的地面原油分析成果統(tǒng)計，平均地面原油密度為860 kg/m3、原油黏度為22.9 mPa·s、凝固點為26.5 ℃、含蠟量為23.00%、含膠量為17.90%。根據(jù)高壓物性取樣分析統(tǒng)計，原始地層壓力為11.27 MPa、平均飽和壓力為10.7 MPa、體積系數(shù)為1.03、原始氣油比為48.5 m3/t、平均地層溫度為45 ℃。因此原油具有中等密度、中等黏度的特點，屬于常溫常壓黑油油藏。

1.2 屬性模型的建立

X斷層區(qū)塊斷層共發(fā)育8條斷層，空間有相交、截斷的接觸關(guān)系，并且垂向上發(fā)育地層厚度薄，針對這種地質(zhì)特征，構(gòu)造模型采用petrel+RMS進行建模。

采用相控條件下的序貫高斯(SGS)模擬算法建立孔隙度、滲透率、含水飽和度模型，如圖1所示。

圖1 地層參數(shù)及其數(shù)學建模Fig.1 Formation parameters and mathematical modeling

X斷層區(qū)塊孔隙度大致分布在0.27～ 0.32之間。滲透率分布小，層平均厚度為100×10-3～900×10-3μm2左右，主要是高一組、高二組、高三組滲透率低，高一組上半層段比下面稍微高點，薩爾圖和葡萄花的油層滲透率更高一些。束縛水飽和度分布在11.8%～42%之間。

1.3 油藏歷史擬合

X斷層數(shù)模儲量擬合對比結(jié)果如表1所示。由表1中可以看出，X斷層擬合后地質(zhì)儲量為6 227.67×104t，與實際儲量6 258.14×104t對比，誤差為0.48%，擬合較好。擬合儲量能夠滿足剩余油分析的要求。

表1 X斷層數(shù)模儲量擬合對比表

擬合1973年10月～2020年2月的產(chǎn)油量以及2010年5月～2020年2月的注聚階段，結(jié)果如圖2所示。由圖2中可以看出，全區(qū)實際累積產(chǎn)油量為2 482.11×104t，擬合累積產(chǎn)油為2 504.09×104t，擬合相對誤差為0.88%，總體擬合效果較好。

圖2 儲量擬合曲線Fig.2 Reserve fitting curve

從歷史開發(fā)角度來看，X斷層井區(qū)注水階段整體產(chǎn)能較高，采出程度達到了35.2%。聚驅(qū)生產(chǎn)10年，2011年9月全區(qū)聚驅(qū)見效，累產(chǎn)油量微幅上升，上升幅度達到56.5×104t/a。截止2020年2月，X斷層井區(qū)采出程度達到40.21%。

2 喇嘛甸油田X剩余油分布特征研究

2.1 X斷層剩余油分布特征

X斷層分砂體類型開采狀況如表2所示。從表2中可以看出，從不同沉積相的動用狀況來看，河道地質(zhì)儲量最高，采出程度較高，為45.64%，但油層剩余儲量則主要分布在河道中，其剩余儲量占油層總剩余儲量的57.0%，其次是主體席狀砂。主體河道、主體席狀砂發(fā)育規(guī)模較大，這類砂體控制地質(zhì)儲量最多，綜合含水最高，剩余油總量最多，也是研究區(qū)的主力產(chǎn)油層。

表2 X斷層分砂體類型開采狀況

沉積相對應(yīng)含油分布如圖3所示。從平面上看，河道砂體局部區(qū)域含水飽和度低，剩余油主要分布在河道內(nèi)。連續(xù)發(fā)育的主體河道砂在部分層位缺少井組控制，含油飽和度較高。同時在多個層位的主體、非主體席狀砂缺少有效動用。

圖3 沉積相對應(yīng)含油分布Fig.3 The deposition shall to oil distribution

縱向上看，主體河道主要發(fā)育在薩爾圖、葡萄花油層。發(fā)育形式大多成片分布、整體性較好，部分層位呈條帶式分布、連通性較好。主體席狀砂在薩爾圖、葡萄花油層組上呈零星分布，發(fā)育較分散；在高臺子油層組，主體席狀砂成片分布，小層數(shù)較多，部分區(qū)域由于井網(wǎng)不能準確控制，含油飽和度較高。

各小層的地質(zhì)儲量和剩余儲量如圖4所示。

圖4 單層儲量示意圖Fig.4 Schematic diagram of single layer reserves

由圖4中可以看出，整體X斷層剩余地質(zhì)儲量較高。薩爾圖油層和葡萄花油層層位較少，平均單層地質(zhì)儲量大，剩余儲量也較高；高臺子油層發(fā)育層數(shù)較多，但平均單層的地質(zhì)儲量較低，由于整體采出程度不高，固有一定規(guī)模的剩余油儲量。

2.2 X斷層剩余油類型

影響剩余油分布的因素很多且很復(fù)雜，但主要可分為兩大方面：地質(zhì)因素和開發(fā)因素。地質(zhì)因素主要有儲層非均質(zhì)性、構(gòu)造及斷層等。開發(fā)因素最重要的是注采系統(tǒng)的完善程度及與地質(zhì)因素的配置關(guān)系。利用模型計算輸出的含油飽和度分布圖，對該區(qū)塊114個沉積單元進行逐層剩余油分析，在此基礎(chǔ)上，總結(jié)了不同類型的剩余油分布特征，如圖5所示。

圖5 不同類型剩余油示意圖Fig.5 Different types of residual oil

剩余油統(tǒng)計結(jié)果顯示，剩余油分布主要受注采關(guān)系不完善、斷層遮擋和平面干擾為主，整體占類型總儲量的95%。注采關(guān)系不完善占據(jù)主要的剩余油類型，為73.58%;其次是平面干擾剩余油富集，占12.3%;斷層遮擋型剩余油占9.16%。

3 基于復(fù)雜斷塊油層剩余油分布的調(diào)整對策研究

3.1 加密調(diào)整潛力研究

針對X斷層剩余油類型判斷X斷層主要的二次開發(fā)措施為局部加密調(diào)整、高含水井調(diào)剖。剩余油研究結(jié)果表明，X斷層主要存在5種剩余油類型，針對剩余油分布狀況，結(jié)合井震結(jié)合構(gòu)造、儲層及數(shù)值模擬成果，優(yōu)選井位，扣除水淹層、高含水層，同時結(jié)合現(xiàn)井網(wǎng)的布井方式，做好井區(qū)注采系統(tǒng)調(diào)整，完善注采關(guān)系。

圖6 采出程度曲線Fig.6 Causing degree curve

采出程度曲線如圖6所示。由圖6中可以看出，X斷層數(shù)模區(qū)預(yù)測到2030年時，原方案采出程度為43.44%，綜合含水率為97.40%;各加密方案采出程度分別為46.47%、46.28%、45.88%、46.5%和45.85%，采出程度分別比原井網(wǎng)提高 3.03%、2.84%、2.44、3.06%和2.41%。方案1、方案2的150 m井距采出程度提高幅度相比其他方案采出程度較高，方案1的200 m井距次之。綜合含水對比，各個加密方案含水率分別為98.24%、97.74%、97.53、98.3%、和97.30%，分別比原方案上升了0.84%、0.34%、0.13%、0.9%和-0.1%。方案1的150 m井距加密方式的綜合含水要高于其他方案。綜合對比，優(yōu)選采出程度較高、加密井數(shù)較少、含水上升較慢的方案1的200 m井距加密方案作為最優(yōu)方案。

在沿著斷層走向進行布井時，布井位置距斷層的距離設(shè)定至關(guān)重要，因為距離過近會導致鉆井過程中可能會穿過斷層，若距離太遠又無法保證斷層邊部剩余油的開采，因此需要設(shè)置適當?shù)木嚯x進行開采。

通過生產(chǎn)指標及平面剩余油分布規(guī)律可知，在一定范圍內(nèi)，隨著加密井與斷層距離的增大，累產(chǎn)油量逐漸降低；但加密井距斷層50 m累產(chǎn)油高于30 m，如圖7所示，這是由于離斷層距離過近會導致單井控制范圍降低，導致產(chǎn)能下降。同時，距離斷層過近使得鉆井風險增大。最終選擇方案2，即加密井與斷層最優(yōu)距離為50 m。

圖7 加密井參數(shù)對比Fig.7 Comparison of infill well parameters

3.2 調(diào)剖潛力研究

針對縱向非均質(zhì)嚴重，層內(nèi)縱向上發(fā)育狀況及吸水狀況存在差異的油層，綜合運用細分(分層)、水量調(diào)整等手段，以充分發(fā)揮調(diào)剖效果，有效緩解區(qū)塊開發(fā)過程中的平面矛盾，達到改善試驗區(qū)開發(fā)效果和提高經(jīng)濟效益的目的。

結(jié)合表3數(shù)據(jù)，利用數(shù)值模擬技術(shù)，設(shè)計不同調(diào)剖劑用量，預(yù)測目前開發(fā)現(xiàn)狀不同調(diào)剖劑注入量對開發(fā)指標的影響，結(jié)果如圖8所示。

表3 調(diào)剖選井選層條件

圖8 不同條件下的含水率變化曲線Fig.8 Water content change curve under different conditions

最終通過數(shù)值模擬，優(yōu)化出最優(yōu)注入量為0.125 PV、最優(yōu)注凝膠速度為120 m3/d。另外，從不同注入時期的含水率曲線能夠看出，含水率低時進行調(diào)剖含水率下降幅度較大，含水回升速度也較快；隨著注入時含水率的升高，注凝膠后的含水下降幅度逐漸降低。越早進行調(diào)剖可以實現(xiàn)產(chǎn)油量的大幅度上升，隨著注入時間的延遲，累產(chǎn)油量上升幅度降低，故需要在含水較低的情況下進行調(diào)剖。

4 結(jié)論

(1)從不同沉積相的動用狀況來看，油層剩余儲量主要分布在河道中，其剩余儲量占油層總剩余儲量的57.0%，其次是主體席狀砂。

(2)根據(jù)X斷層剩余油分布規(guī)律，可將剩余油分為注采控制不完善型、斷層遮擋型、平面干擾型、層間干擾型、砂體邊部型5種類型，其中剩余油主要受注采關(guān)系不完善、斷層遮擋和平面干擾為主，整體占類型總儲量的95%。注采關(guān)系不完善占據(jù)主要的剩余油類型，為73.58%；其次是平面干擾剩余油富集，占12.3%；斷層遮擋型剩余油占9.16%

(3)X斷層主要的二次開發(fā)措施為局部加密調(diào)整、高含水井調(diào)剖，以200 m井距作為最終優(yōu)選方案，最終采出程度較原井網(wǎng)高2.84%；對高含水井，調(diào)剖體系使用2 500萬分子質(zhì)量1 500 mg/L的聚合物凝膠，凝膠注入量為0.125 PV、注入速度為120 m3/d。對于注入時機，越早進行調(diào)剖可以實現(xiàn)產(chǎn)油量的大幅度上升。