縫洞型碳酸鹽巖油藏油井出水特征及影響因素分析

張 杰，康志江，張 允，崔書岳

（中國石化石油勘探開發(fā)研究院 油田開發(fā)所，北京 100083）

縫洞型碳酸鹽巖油藏油井出水特征及影響因素分析

張 杰，康志江，張 允，崔書岳

（中國石化石油勘探開發(fā)研究院 油田開發(fā)所，北京 100083）

縫洞型碳酸鹽巖油藏油井出水類型復(fù)雜多樣、出水影響因素多，研究難度大。通過對塔河油田S48縫洞單元內(nèi)油井出水類型劃分，提出油井出水特征的定量劃分標(biāo)準(zhǔn)；參考該單元縫洞發(fā)育地質(zhì)特征，設(shè)計不同的縫洞組合模式，并采用數(shù)值模擬方法研究不同模式的油井出水特征。結(jié)果表明，油井的出水特征與縫洞體的大小、裂縫位置及油井位置和產(chǎn)量有密切關(guān)系，該研究為縫洞型油藏油井增油控水提供重要依據(jù)。

縫洞型油藏；縫洞單元；出水特征；數(shù)值模擬

塔河油田奧陶系油藏是受構(gòu)造斷裂及多期巖溶控制的縫洞型碳酸鹽巖油氣藏，儲集空間以縫、溶洞為主，基質(zhì)不含油［1－5］。S48縫洞單元作為塔河油田最大的縫洞單元自1997年投入開發(fā)以來，由于儲集空間的復(fù)雜性和流動通道的差異性，在同一個縫洞單元內(nèi)壓力保持較穩(wěn)定的情況下油井的出水特征呈現(xiàn)出多樣化［6－7］。筆者在分析S48縫洞單元35口井生產(chǎn)動態(tài)特征基礎(chǔ)上，根據(jù)油井的出水類型對其進(jìn)行分類，提出定量劃分標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計符合S48縫洞單元地質(zhì)特征的不同縫洞組合的模型，利用數(shù)值模擬方法研究縫洞型油藏油井出水特征及影響因素。

1 S48縫洞單元油井出水類型的劃分

依據(jù)S48縫洞單元含水上升的變化特征及油井出水前無水采油期的長短，將油井出水類型劃分為3個大類，6個亞類［6］，并提出不同類型的定量劃分標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

在S48縫洞單元中，S48井于1997年投產(chǎn)，無水采油期1 056 d，截至2009年8月，中低含水達(dá)3 237 d，屬于典型的緩慢上升型。TK412井于1999年11月投產(chǎn)，無水采油期535 d，油井出水后，3個月內(nèi)含水率迅速上升至90%，屬于典型的暴性水淹型。TK467井于2002年12月投產(chǎn)，無水采油467 d，含水率穩(wěn)定在30%～40%，產(chǎn)油885 d后，油井含水率上升至80%～90%，屬于典型的過渡型（圖1）。

表1 S48縫洞單元油井出水類型分類

圖1 油井出水類型

2 油井出水特征數(shù)值模擬

由于碳酸鹽巖縫洞型油藏儲集空間的多樣性、流體流動能力的差異性和油水關(guān)系的復(fù)雜性［8］，很難用一種方法來研究該類型油藏油井出水特征的影響因素。而數(shù)值模擬方法卻可以利用其求解的精確性來完成油井出水因素的分析。

2.1 S48縫洞單元地質(zhì)特征

S48縫洞單元是由上、下兩層縫洞體組成，上部洞穴層巖溶作用時間長，多成網(wǎng)狀分布，加上多期的垮塌作用，連通性好；下部洞穴形成晚，溶蝕深度大，充填較嚴(yán)重；上、下兩層縫洞體通過高角度裂縫相溝通（圖2、3）。整個縫洞單元呈現(xiàn)出兩種構(gòu)造特征：（1）上、下縫洞體通過裂縫相連通；（2）上層縫洞單元充填油，而下層縫洞單元為水體。

圖2 S48縫洞單元地質(zhì)模型

圖3 S48縫洞單元南部局部

2.2 數(shù)值模擬

參考S48縫洞單元縫洞發(fā)育特征，依據(jù)以下原則設(shè)計不同縫洞組合的模型（圖4）：（1）天然水體發(fā)育在縫洞油藏的底部，由于天然水體的規(guī)模、位置不明，依據(jù)含水率（圖5）及產(chǎn)量特征，在模型中設(shè)計底水縫洞體，水體侵入量由人工調(diào)整；（2）上層縫洞油藏與底水縫洞體中間為碳酸鹽巖致密體，但在致密體中存在著大量的縱向裂縫，在模型中近似等效為裂縫帶，通過調(diào)整流量及縫寬設(shè)計裂縫滲透率。

應(yīng)用ECLIPSE數(shù)值模擬軟件雙孔雙滲黑油模型進(jìn)行數(shù)值模擬［9］。模型中，溶洞孔隙度為40%，滲透率為800×10－3μm2；裂縫帶的滲透率為1 000×10－3μm2。相對滲透率曲線和流體高壓物性均采用S48井區(qū)實測數(shù)據(jù)。

圖4 地質(zhì)模型

圖5 緩慢上升型含水率變化

通過調(diào)整上下縫洞體的體積、油井與裂縫帶之間的距離、油井初產(chǎn)來研究縫洞型油藏油井出水影響因素。分析各出水類型的數(shù)模結(jié)果，結(jié)果見表2。

（1）油井發(fā)生暴性水淹與儲油縫洞體的空間有關(guān)。當(dāng)上縫洞體積大于125×104m3時，水竄不易發(fā)生，油井出水特征屬于緩慢上升型；若小于19×104m3時易發(fā)生水竄，油井出水特征屬于暴性水淹型。

（2）油井發(fā)生暴性水淹與縱向裂縫的位置有關(guān)。如果縱向裂縫處于（或經(jīng)過）井底（即井打在裂縫帶上）時，采油井易發(fā)生暴性水淹；如果縱向裂縫與井距離20～65 m時，油井含水特征屬于過渡型；如果縱向裂縫與井距離大于130 m時，油井含水特征呈緩慢上升型，且具有較長的無水采油期。

表2 油井概念模型參數(shù)對比

（3）縱向裂縫的滲透率和采油井的產(chǎn)量對油井含水上升速率有著重要的影響。裂縫滲透率和采油井的產(chǎn)量越高，油井含水上升的速率越快。

3 結(jié) 論

（1）依據(jù)S48縫洞單元含水變化特征及油井出水前無水采油期長短，可將縫洞型油藏油井出水類型分為3類：緩慢上升型、暴性水淹型、過渡型。

（2）縫洞型碳酸鹽巖油藏油井出水的多樣性主要是由于儲集空間的多樣性及儲集空間流動的差異性造成，與縫洞體空間、縱向裂縫所處位置有關(guān)，同時也與縱向裂縫的滲透率及采油井產(chǎn)量有著直接關(guān)系。

（3）在該類型油藏布井及選擇井的工作制度時，須考慮到以上影響因素，以達(dá)到控制油井出水、延長油井的工作時間、提高該類型油藏最終采收率的目的。

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TE33 < class="emphasis_bold">［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A［文章編號］

1673－5935（2011）03－0010－03

2011－05－19

國家“973”研究項目（2011CB201004）

張 杰（1977－），男，江蘇徐州人，中國石化石油勘探開發(fā)研究院油田開發(fā)所工程師，主要從事縫洞型油藏開發(fā)研究。

［責(zé)任編輯］ 時鳳霞