阿爾油田低滲透巖性油藏關(guān)鍵開發(fā)技術(shù)研究

梁星如，郭發(fā)軍，任季平，楊小陳

(中油華北油田分公司，河北 任丘 062552)

引 言

阿爾油田位于二連盆地東北部的中蒙邊界上，凹陷總面積約2 200 km2，中國國內(nèi)面積為650 km2。2008年獲得工業(yè)油流，實(shí)現(xiàn)了勘探突破［1-2］。由于發(fā)現(xiàn)時(shí)間短，對(duì)地下地質(zhì)特征認(rèn)識(shí)程度低;構(gòu)造多期活動(dòng)，地層剝蝕與沉積變化交織;儲(chǔ)層近物源快速堆積，橫向變化大，物性差，屬特低滲透油藏。與國內(nèi)其他特低滲透油藏相比，具有儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，連通性差，油藏類型復(fù)雜等特點(diǎn)［3-4］。針對(duì)該區(qū)油藏十分復(fù)雜的地質(zhì)特征，為了整體評(píng)價(jià)快速落實(shí)儲(chǔ)量規(guī)模，探索對(duì)該油藏有效開發(fā)的技術(shù)途徑，結(jié)合該區(qū)位于高寒區(qū)的實(shí)際狀況，開展了有效開發(fā)配套技術(shù)的研究與應(yīng)用，初步形成了適合該油藏有效開發(fā)的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

1 評(píng)價(jià)建產(chǎn)一體化技術(shù)

油藏評(píng)價(jià)是指通過應(yīng)用適合的技術(shù)對(duì)目標(biāo)油藏進(jìn)行研究，進(jìn)而確定目標(biāo)油藏類型、儲(chǔ)層物性、油層特征、資源規(guī)模及開發(fā)可行性等分析內(nèi)容，以指導(dǎo)對(duì)油藏開發(fā)模式的建立。實(shí)現(xiàn)阿爾油田低滲透巖性油藏有效開發(fā)的基礎(chǔ)是資源量的落實(shí)。

評(píng)價(jià)建產(chǎn)一體化首先是對(duì)目標(biāo)油藏開展整體性的評(píng)價(jià)，其中關(guān)鍵是精細(xì)立體三維地震解釋，準(zhǔn)確落實(shí)構(gòu)造形態(tài)［5］，在結(jié)合地層劃分與對(duì)比基礎(chǔ)上，確定油藏評(píng)價(jià)主力目的層，在阿爾油田重點(diǎn)是針對(duì)騰一下段的主要油層編制油組頂面的構(gòu)造形態(tài)圖。

其次是通過沉積微相研究和先進(jìn)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)相結(jié)合，精細(xì)刻畫砂體邊界與空間展布。構(gòu)造精細(xì)刻畫和儲(chǔ)層分布特征認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，科學(xué)構(gòu)建油藏成藏模式，為整體、速評(píng)價(jià)奠定基礎(chǔ)。在本區(qū)主要是依據(jù)地層對(duì)比和地層層序特征，確定騰一上段與騰一下段為區(qū)域性不整合面，在該不整合面之上地層變化快、剝蝕嚴(yán)重，不整合面之下油層縱向發(fā)育不一致，且儲(chǔ)層與生油層直接接觸，從而構(gòu)建了地層巖性油藏的成藏(圖1)。

圖1 阿爾凹陷油氣成藏模式示意圖

應(yīng)用該成藏模式，以評(píng)價(jià)建產(chǎn)一體化為方式整體部署9口開發(fā)井網(wǎng)基礎(chǔ)井。經(jīng)鉆探，實(shí)現(xiàn)了阿爾3、阿爾4這2個(gè)局部構(gòu)造間的含油連片。

經(jīng)整體評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模資源的整體探明后，編制建產(chǎn)的開發(fā)概念方案，實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)建產(chǎn)一體化。主要是根據(jù)低滲透儲(chǔ)層特征、油層分布、油藏性質(zhì)、儲(chǔ)量規(guī)模等，優(yōu)化開發(fā)層系和井網(wǎng)、確定儲(chǔ)層改造的主要方式及提高開發(fā)效益的關(guān)鍵配套技術(shù)，為整體開發(fā)提供技術(shù)保障。

2 叢式井與水平井相結(jié)合的井網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)

整體評(píng)價(jià)認(rèn)為，阿爾3—阿爾4構(gòu)造區(qū)盡管油層橫向變化快，但在平面上形成了油層的疊加連片?？v向上油層發(fā)育程度差異大，在構(gòu)造主體部位的阿爾3、阿爾3-1及阿爾4井區(qū)油層較發(fā)育，單層厚度有一定變化，縱向上分布也較零散、井段較長;在洼槽區(qū)油層縱向上分布集中、油層較單一(圖2)。針對(duì)該類油層分布特點(diǎn)［6-7］，在油藏工程論證中，需主要考慮從地質(zhì)條件出發(fā)，最大限度地控制和動(dòng)用絕大多數(shù)的油層和儲(chǔ)量;從生產(chǎn)需要出發(fā)，需最大限度地使油層有效地投入注水開發(fā)，提高驅(qū)油效率;從經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，需降低鉆井工作量，間接提高經(jīng)濟(jì)效益。

圖2 阿爾26井—阿爾4井油藏剖面圖

根據(jù)油層發(fā)育特點(diǎn)，采用叢式井和水平井相結(jié)合的布井方式。在含油井段長、油層較發(fā)育的構(gòu)造主體部位(如阿爾3、3-1、阿爾4等井區(qū))，采用叢式井開發(fā)，在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，通過鉆井、壓裂等作業(yè)，可提高油田開發(fā)效益;而在油層發(fā)育單一的洼槽區(qū)(如阿爾3-90井區(qū)等)，根據(jù)地層傾角地應(yīng)力解釋、微地震裂縫監(jiān)測(cè)、數(shù)值模擬等多項(xiàng)技術(shù)綜合研究，確定采用交錯(cuò)排狀注水井網(wǎng)的直井注水、水平井采油的方式開發(fā)，共鉆水平井23口，大大降低了鉆井?dāng)?shù)量。

3 直井多層與水平井多段的儲(chǔ)層壓裂改造技術(shù)

阿爾油田儲(chǔ)層常規(guī)單井試油產(chǎn)量一般不超過3 t/d，其中80%的井不具有自然產(chǎn)能，因此儲(chǔ)層改造就成為制約油田有效開發(fā)的關(guān)鍵因素。國內(nèi)技術(shù)調(diào)研［8-9］后，形成了以裸眼封隔器+滑套、水力噴射分段壓裂技術(shù)為主體，全程裂縫監(jiān)測(cè)為指導(dǎo)的水平井多段與直井多層體積壓裂改造技術(shù)。為避免裂縫間干擾影響產(chǎn)能，根據(jù)油藏的物性特征、裂縫的方位、導(dǎo)流能力以及注水井網(wǎng)分布等，進(jìn)行了裂縫數(shù)目和長度優(yōu)化。

阿爾油田水平井水平段為300～400 m，水平井鉆遇砂層的厚度一般為25～30 m。裂縫間距為人工裂縫高度的1.5倍較佳，因此裂縫高度按照30 m計(jì)算，優(yōu)化裂縫間距為40～60 m。壓裂施工規(guī)模上，水平段跟部與趾部確定裂縫半長為100 m;為防止水平段中間位置早期見水，優(yōu)化裂縫長度為80 m;其他位置裂縫長度優(yōu)化為110 m(圖3)。阿爾油田通過利用直井多層、水平井多段壓裂技術(shù)的應(yīng)用，使直井日產(chǎn)量達(dá)到6 t/d以上;水平井日產(chǎn)量達(dá)到15 t/d以上，有效地改善了油藏的開發(fā)效益。

圖3 水平井注采井網(wǎng)與造縫長度示意圖

4 精細(xì)分層注水開發(fā)技術(shù)

從阿爾油田籠統(tǒng)注水吸水剖面的統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，籠統(tǒng)注水井層間矛盾突出，不吸水層占32.7%，3.9%的強(qiáng)吸水層吸水量高達(dá)40.7%;注入水具有明顯的單層突進(jìn)及平面舌進(jìn)，部分井存在注水不見效，產(chǎn)量遞減快，見效后含水上升較快且油井提液困難等現(xiàn)象［10］。為改善阿爾油田的注水開發(fā)效果，建立有效驅(qū)替壓力系統(tǒng)，根據(jù)水井儲(chǔ)層發(fā)育情況，對(duì)注水井采用分層注水方式進(jìn)行開發(fā)，目前已經(jīng)實(shí)施了整體分注。

分層注水以多級(jí)多段為主，占總井?dāng)?shù)的84.2%，實(shí)施分層注水措施后，強(qiáng)吸水層的吸水量大幅度降低，在一定程度上控制了注入水的單層突進(jìn)。如阿爾3-272井實(shí)施分層注水前，4～5號(hào)小層不吸水，9～10號(hào)小層強(qiáng)吸水，吸水高達(dá)73.6%，實(shí)施分層注水后，各個(gè)小層吸水變得很均勻，分注效果明顯。

5 應(yīng)用成效

阿爾油田在發(fā)現(xiàn)時(shí)間短(2008年第1口探井獲得工業(yè)油流)，鉆探程度低、資料少、成藏條件認(rèn)識(shí)程度低的前提下，通過評(píng)價(jià)、建產(chǎn)、開發(fā)一體化的研究與技術(shù)攻關(guān)，自2010年以來歷經(jīng)3 a開發(fā)實(shí)施，落實(shí)了儲(chǔ)量規(guī)模，完成新建產(chǎn)能34.3×104t。至2013年8月底，累計(jì)產(chǎn)油量超過40×104t，不僅實(shí)現(xiàn)了二連油田產(chǎn)量的穩(wěn)定和回升，而且創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

6 結(jié)論

(1)應(yīng)用構(gòu)建的地層巖性成藏模式，以評(píng)價(jià)建產(chǎn)一體化為方式，整體部署9口開發(fā)井網(wǎng)基礎(chǔ)井，經(jīng)鉆探實(shí)現(xiàn)了阿爾3、阿爾4這2個(gè)局部構(gòu)造間的含油連片。

(2)采用交錯(cuò)排狀注水井網(wǎng)的直井注水、水平井采油的方式開發(fā)可大大降低鉆井?dāng)?shù)量。

(3)直井多層與水平井多段的儲(chǔ)層壓裂改造技術(shù)可有效改善阿爾油田低滲透巖性油藏開發(fā)效果。

(4)精細(xì)分層注水可使各個(gè)小層吸水變得均勻，在一定程度上可控制注入水單層突進(jìn)。

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