曹臺(tái)變質(zhì)巖高凝油潛山開(kāi)發(fā)方式研究

【摘要】目前隨著老油田的深入開(kāi)發(fā)，大部分區(qū)塊已進(jìn)入開(kāi)發(fā)后期，產(chǎn)量形勢(shì)比較嚴(yán)峻，以往比較難動(dòng)用的區(qū)塊越來(lái)越受到人們的關(guān)注。針對(duì)曹臺(tái)潛山油藏的特殊性，油藏埋深淺，油品屬于高凝油，儲(chǔ)量難以動(dòng)用，一直未找到合適的開(kāi)發(fā)方式，通過(guò)對(duì)曹臺(tái)潛山地質(zhì)資料的分析，搞清油藏地質(zhì)特征，并開(kāi)展油藏工程理論研究和室內(nèi)試驗(yàn)研究，總結(jié)曹臺(tái)潛山淺層高凝油的滲流機(jī)理與特征，并結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果提出曹臺(tái)淺層高凝油油藏分層開(kāi)發(fā)的模式，使得曹臺(tái)潛山難采儲(chǔ)量早日得到經(jīng)濟(jì)有效的開(kāi)發(fā)。

【關(guān)鍵詞】曹臺(tái)潛山 變質(zhì)巖 高凝油 滲流機(jī)理 分層開(kāi)發(fā)

曹臺(tái)潛山是一個(gè)比較特殊的油藏，自發(fā)現(xiàn)以來(lái)一直處于未動(dòng)用，主要原因有：一是油品的特殊性，原油含蠟高，凝固點(diǎn)51℃、析蠟溫度61℃，屬于典型的高凝油；二是儲(chǔ)層的特殊性，區(qū)塊屬于雙重介質(zhì)的變質(zhì)巖潛山油藏，儲(chǔ)層比較厚，含油幅度達(dá)到2000m，目前主要生產(chǎn)井段是-1300～-1740m，但裂縫不發(fā)育，平均孔隙度僅為0.51%；三是油藏埋深淺，該塊最高潛山面為-450m，地層溫度比較低，更是降低了流體的滲流能力。雖然認(rèn)識(shí)到該油藏的儲(chǔ)層、原油及油藏特性，近年來(lái)多次采取了不同的試采及開(kāi)發(fā)措施，但仍未取得突破，為了全面動(dòng)用該油藏，需要進(jìn)行整體油藏研究，提出適用于曹臺(tái)區(qū)塊淺層高凝油的開(kāi)發(fā)方式。

1 研究背景1.1 構(gòu)造特征

曹臺(tái)潛山位于大民屯凹陷的東北部，西與邊臺(tái)潛山相鄰（如圖1），是基巖背景上形成的斷塊山，圈閉面積9.5km2。區(qū)塊是后期受北西西-南東東向應(yīng)力作用而使太古界基底向西逆沖形成的地壘潛山，潛山頂部最小埋深450米，潛山平面上呈北北東向展布，南北長(zhǎng)約10Km，東西約1Km，基本上呈平行曹西逆斷層走向的由西南向東北逐漸變窄的狹長(zhǎng)條狀。

1.2 儲(chǔ)層特征

潛山主要巖性為混合花崗碎裂巖、片麻巖等。通過(guò)巖心觀察、鑄體薄片鑒定、掃描電鏡及鑄體薄片圖像等資料的分析，潛山儲(chǔ)集巖以裂縫孔隙為主，次為溶解孔，以及少量粒間孔、晶間孔、微晶基質(zhì)晶間孔，裂縫以中高角度裂縫為主，優(yōu)勢(shì)方向?yàn)楸蔽?南東和北東-南西兩組，與斷裂發(fā)育方向基本一致。

1.3 裂縫發(fā)育情況

在前人研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)構(gòu)造曲率、擴(kuò)張趨勢(shì)和應(yīng)變量計(jì)算、裂縫傾角、儲(chǔ)層物性參數(shù)以及實(shí)際生產(chǎn)情況分析，儲(chǔ)層裂縫發(fā)育情況在平面上呈北好南差、西好東差，主要發(fā)育在曹21井以北和北-西方向（如圖2）。這主要是因?yàn)楸辈恳约拔鞑繑嗔驯容^發(fā)育，應(yīng)力場(chǎng)的變化比較復(fù)雜，從而形成了多組系、多方向的裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有良好的儲(chǔ)集空間，其次是在斷層的交叉、分支及拐點(diǎn)部位，裂縫也比較發(fā)育。裂縫發(fā)育段除了沿?cái)鄬臃植纪?，在潛山?gòu)造腰部也是裂縫發(fā)育的有利區(qū)，而構(gòu)造高部位和構(gòu)造低部位裂縫欠發(fā)育。

2 油藏開(kāi)發(fā)方式研究

2.1 油藏開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

目前區(qū)塊共完鉆各類井15口，其中投產(chǎn)7口（曹2、曹6 、曹702 、曹703 、曹22-6、曹602 、曹18），投產(chǎn)初期日產(chǎn)油0.4～15噸，平均5.9噸，目前油井開(kāi)井3口（曹2 、曹703 、曹602），日產(chǎn)油水平1.8噸，平均單井0.6噸，全塊已累計(jì)產(chǎn)油7738t。水井開(kāi)井1口（曹702），日注水量30方，累注水量1858方，基本未見(jiàn)效。

2.2 分段方式研究

對(duì)曹臺(tái)潛山油藏進(jìn)行了4個(gè)特征、15個(gè)影響因素的縱向特征分析，篩選了3個(gè)具有明顯的特征參數(shù)，分別是試油、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、裂縫發(fā)育段，從三個(gè)不同方面進(jìn)行了研究分析。

2.2.1 試油縱向上含油性分析

區(qū)塊試油10口井/32層，獲低產(chǎn)工業(yè)油流7口/10層，將各井的累產(chǎn)油量按照油層試油層厚度劈分，從縱向試油產(chǎn)量分布曲線可以看出，存在3個(gè)明顯的試油產(chǎn)量高的段，分別為1360～1460m、1660～1780m和2200～2360m，其中1300～1740m井段中有2個(gè)產(chǎn)量相對(duì)較高的段，分別為1380～1460m段和1660m～1740m。

2.2.2 生產(chǎn)動(dòng)態(tài)縱向上含油性分析

從投產(chǎn)的7口井來(lái)分析，各井的日產(chǎn)油量按照油層生產(chǎn)層厚度劈分，存在3個(gè)明顯的產(chǎn)量高的段，分別為1360～1460m，1760～1800m和2320～2360m。其中1300～1740m井段有1個(gè)產(chǎn)量相對(duì)較高的段1360～1460m。

（3）縱向上裂縫發(fā)育情況

利用深淺雙測(cè)向測(cè)井結(jié)合地層傾角測(cè)井，綜合研究裂縫段縱向分布規(guī)律性。曹臺(tái)潛山裂縫的分布在縱向上由淺入深（即由潛山面向下）可劃分為風(fēng)化帶、高傾角裂縫發(fā)育帶、中傾角裂縫發(fā)育帶、低傾角裂縫發(fā)育帶和裂縫不發(fā)育帶，稱之為“五帶分布”。即風(fēng)化帶為600m～900m、高傾角裂縫發(fā)育帶為900m～1100m、中傾角裂縫發(fā)育帶1100m～1300m、低傾角裂縫帶1300m～

圖3 曹臺(tái)潛山分段結(jié)果圖

2.3 分段開(kāi)發(fā)方式確定2.3.1 兩相滲流實(shí)驗(yàn)

研究表明曹臺(tái)油藏具有明顯的裂縫性相對(duì)滲透率曲線的滲流特征，溫度對(duì)高凝油的滲流特性的影響明顯，溫度升高時(shí)，油相滲透率增加，兩相流動(dòng)區(qū)變窄，有利于提高驅(qū)油效率。當(dāng)溫度下降時(shí)，相滲曲線左移，兩相共滲區(qū)變窄，蠟晶析出量增多，會(huì)在一定程度上改變巖心的潤(rùn)濕性。在此基礎(chǔ)上，可考慮氣水交替驅(qū)油，而對(duì)于雙重介質(zhì)裂縫性潛山油藏，氮?dú)怛?qū)時(shí)重力是重要的驅(qū)油機(jī)理，首先通過(guò)驅(qū)動(dòng)壓差、重力作用以及驅(qū)動(dòng)方向的改變，采出大縫大洞里的油，即殘存于裂縫系統(tǒng)主題部分的剩余油，再通過(guò)原油容氣后體積膨脹，把巖塊系統(tǒng)內(nèi)小縫小洞及連通好的部分微裂縫里的原油部分的驅(qū)替出來(lái)。

2.3.2 開(kāi)發(fā)方式確定

由于油藏的特殊性，儲(chǔ)層物性差，滲流能力有限，結(jié)合國(guó)內(nèi)外目前對(duì)難采儲(chǔ)量的開(kāi)發(fā)方式，水平井能夠有效的改變開(kāi)發(fā)效果，因此，根據(jù)油藏的分段特征，采用水平井立體開(kāi)發(fā)，縱向?qū)崿F(xiàn)氮?dú)狻惶骝?qū)油。

2.3.3 開(kāi)發(fā)方式優(yōu)選

（1）單一驅(qū)替方式優(yōu)化。

目前常見(jiàn)的注水方式有三種：頂部注水、底部注水、對(duì)應(yīng)位置注水，從數(shù)值模擬結(jié)果可以看出，底部注水累積產(chǎn)油量最大，開(kāi)發(fā)效果好于對(duì)應(yīng)位置注水和頂部注水。注氣也按頂部注氣、底部注氣、對(duì)應(yīng)位置三種方式進(jìn)行數(shù)模，結(jié)果發(fā)現(xiàn)頂部注氣累積產(chǎn)油量最大，開(kāi)發(fā)效果好于對(duì)應(yīng)位置注氣和底部注氣。

（2）兩相混驅(qū)方式優(yōu)化。

按頂部注水氣、底部注水氣和對(duì)應(yīng)位置注水氣進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果證明采用雙水平井底部注水氣開(kāi)發(fā)效果最好，累積產(chǎn)油量大。這主要因?yàn)轫敳孔⑺畾馑弥亓ψ饔米陨隙买?qū)油，水沿中高角度裂縫下竄，氣體密度小于原油密度，向油藏頂部運(yùn)移，形成人造氣頂，向下驅(qū)油。對(duì)應(yīng)位置注水，注入水向油層下部竄流、產(chǎn)生多相滲流造成剩余油分散，注入氣向油層上部竄流，產(chǎn)生多相滲流造成的剩余油分散；底部注水，通過(guò)形成人造底水，向上托進(jìn)，有利于減弱油水串流和剩余油零散分布，注入氣自下而上驅(qū)油，中高角度裂縫易造成注入氣沿著裂縫快速上竄，油藏頂部油井氣油比迅速增大。

（3）三種方式優(yōu)化

對(duì)注水、連續(xù)注氣和氣水交替三種方式進(jìn)行優(yōu)化比較，采用氣水交替開(kāi)采比單一的注水、連續(xù)注氣采收率高，累積產(chǎn)油量大。這主要因?yàn)檫B續(xù)注氣時(shí)注氣井與油井之間形成了高滲透通道，注入氣沿裂縫快速氣竄，氣油比迅速上升，形成注入氣無(wú)效循環(huán)，最終導(dǎo)致采出程度低，注氣開(kāi)發(fā)效果差；單一注水時(shí)注水井與油井之間形成了高滲透通道，注入水沿裂縫快速水竄，油藏含水迅速上升，形成注入水無(wú)效循環(huán)，最終導(dǎo)致注水開(kāi)發(fā)效果差。因此，針對(duì)曹臺(tái)潛山的特殊性，縱向上具有分層特征，滲流帶主要以底部注水為主，通過(guò)形成人造底水，逐漸拖進(jìn)，當(dāng)?shù)貙幽芰肯陆抵烈欢ǔ潭葧r(shí)，實(shí)施水氣交替驅(qū)，開(kāi)始對(duì)濾流帶注氣，當(dāng)滲流帶采油速度達(dá)到一定程度時(shí)，整個(gè)滲流帶全面注水，開(kāi)始開(kāi)采濾流帶，同時(shí)注氣，而對(duì)于頂部的凝固帶，主要以熱注為主。

3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐

在理論研究的基礎(chǔ)上，對(duì)該潛山開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，2012年在滲流帶合計(jì)部署了7口評(píng)價(jià)水平井（如圖4），其中完鉆投產(chǎn)了4口，初期平均日產(chǎn)能力達(dá)到10噸，目前平均單井日產(chǎn)油還保留在8噸以上，開(kāi)發(fā)效果比較理想，實(shí)現(xiàn)了淺層潛山難動(dòng)用儲(chǔ)量的有效開(kāi)發(fā)。 4 結(jié)論

（1）曹臺(tái)油藏儲(chǔ)量豐富，裂縫性潛山油藏具有高產(chǎn)的先天條件，高凝油油品寶貴，具有良好的開(kāi)發(fā)前景；

（2）對(duì)于巨厚變質(zhì)巖潛山油藏可以從多方面分析，以流動(dòng)特征實(shí)現(xiàn)縱向上分段；

（3）水平井實(shí)施的成功，不但實(shí)現(xiàn)了難采儲(chǔ)量的有效動(dòng)用，還證明了水平井在曹臺(tái)油藏的適應(yīng)性，為后期整體實(shí)施提供了理論基礎(chǔ)；

（4）在水平井立體開(kāi)發(fā)模式下，建議充分利用天然能量，延長(zhǎng)一次采油開(kāi)發(fā)時(shí)間，根據(jù)水平井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)確定驅(qū)替時(shí)機(jī)，按照下段水驅(qū)為主、中段氣驅(qū)為主、凝固段熱采的分段開(kāi)發(fā)模式，實(shí)現(xiàn)最大經(jīng)濟(jì)化。

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作者簡(jiǎn)介

程道偉（1982- ），男，工程師，2006年畢業(yè)于成都理工大學(xué)石油工程專業(yè)，現(xiàn)浙江大學(xué)地球科學(xué)系在職碩士研究生，主要從事石油地質(zhì)工作。