杏六區(qū)三次加密可行性及加密方案優(yōu)化研究

魏 穎，鮑慎平，陳正濤

（大港油田第一采油廠工藝研究所，天津 300280）

目前，大多數(shù)陸地油藏經(jīng)過一次加密調(diào)整和二次加密調(diào)整后，油田年產(chǎn)量會較調(diào)整前有所提高，含水上升速度減緩，含水率有明顯下降。但經(jīng)過若干年后的開發(fā)，年產(chǎn)量會下降，含水率不斷升高，甚至?xí)磸椫琳{(diào)整前的狀態(tài)。大慶油田杏六區(qū)油藏屬于陸相多油層砂巖油藏，目前已進(jìn)入高含水開發(fā)后期。主力油層含水級別較高，薄差油層整體動用程度較差[1]。經(jīng)過二次加密調(diào)整后，低滲透薄差儲層的動用狀況得到了改善，但表外儲層動用仍然不夠理想，尤其是二類表外儲層動用較差[2-5]。目前井網(wǎng)條件下剩余油難以動用，合理調(diào)整布井方式已迫在眉睫。

1 油田基本地質(zhì)特點(diǎn)及其開發(fā)狀況

杏六區(qū)位于杏樹崗油田中西部，面積6.9 km2，共發(fā)育斷層6 條，全部為正斷層。含油層組為薩爾圖、葡萄花、高臺子油層，油層埋藏深度為800～1 200 m。含油井段300 m 左右，含油層平均砂巖厚度75.6 m，平均有效厚度26.4 m。1986 年該地區(qū)針對中低滲透層進(jìn)行層系細(xì)分，開始進(jìn)行一次加密調(diào)整。采用井間加注水井，排間加采油井，井距400 m，新加密油水井相互錯(cuò)開200 m 的布井方法，構(gòu)成五點(diǎn)法井網(wǎng)。1996 年杏六行列區(qū)開始二次加密調(diào)整，調(diào)整對象為低滲透薄差油層，采用排間加排，間注間采，正對老采油井的為新采油井，正對老注水井的為新注水井，第一排間距離調(diào)整井排150 m 布新采油井排，新井與老井錯(cuò)開100 m，構(gòu)成200×200 m 線狀注水方式。水驅(qū)開發(fā)井網(wǎng)密度為37.67口/平方千米，截止至2006 年4 月，杏六區(qū)共有開發(fā)井909 口，油井462 口，水井447 口。綜合含水92.27%，地層壓力9.89 MPa，總壓差-1.05 MPa，流動壓力3.46 MPa。

2 三次加密潛力分析

2.1 油層水驅(qū)動用狀況

杏六行列區(qū)主要地質(zhì)儲量集中在一類油層和三類油層中。經(jīng)過一次加密和二次加密調(diào)整，一類油層水淹厚度已高達(dá)93.2%，采出程度51.3%。三類油層動用程度相對較差，到三次加密前表內(nèi)儲層采出程度只有27%，水淹厚度65.7 %。表外儲層的采出程度相比表內(nèi)儲層更低，二次加密前基本為0，到三次加密前也只達(dá)到6.4 %。水淹層數(shù)為25.6 %，水淹厚度為14.5 %。隨著表外儲層單層厚度變薄，水淹狀況變差。因此，三次加密的主要挖潛對象是表外儲層和有效厚度在0.5 m 以下的油層。

2.2 剩余油分布特點(diǎn)

（1）剩余油以吸水差型和注采不完善型為主。平均單井薄差儲層剩余油層數(shù)16.9 個(gè)，剩余油砂巖厚度10.1 m，有效厚度0.8 m，剩余油疊加厚度為非主力油層發(fā)育厚度的23.4 %。因吸水差或不吸水形成的剩余油層數(shù)比例占63.9 %；其次是注采不完善型剩余油所占比例為32.1 %。

（2）剩余油主要分布在外前緣相Ⅲ類和外前緣相Ⅱ類儲層中。從儲層沉積類型來看，剩余油層集中分布在外前緣相Ⅲ類與外前緣相Ⅱ類儲層中，層數(shù)比例分別占60.4 %和14.7 %，厚度比例分別占56.6 %和17.2 %。

（3）剩余油厚度構(gòu)成以一類表外和二類表外儲層為主。從剩余厚度油構(gòu)成看：一類表外和二類表外儲層分別占薄差儲層剩余油總層數(shù)的51.0 %和32.8 %、總厚度的55.0 %和26.4 %。

（4）剩余油在縱向、平面上的分布高度分散。從剩余油空間分布看，縱向上每百米約有12.2 個(gè)剩余油層，且大部分與見水層交互分布；從單層剩余油分布圖上看，平面上剩余油分布十分零散、控制面積小，1～2口井控制的剩余油塊數(shù)比例較大。

2.3 可調(diào)砂巖厚度

（1）動靜結(jié)合確定可調(diào)厚度。根據(jù)杏六行列區(qū)薄差儲層發(fā)育狀況，結(jié)合檢查井水洗資料、油水井環(huán)空、同位素測試資料綜合分析各類油層動用狀況，對該區(qū)可調(diào)厚度進(jìn)行了預(yù)測。在隔層條件分別為1.0 m 和1.5 m，剩余砂巖可調(diào)厚度分別為9.1 m、8.2 m；可調(diào)有效厚度分別為1.2 m、1.1 m。

（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[6]確定可調(diào)厚度。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，對調(diào)整區(qū)的897 口油水井、102 個(gè)單砂層進(jìn)行了逐井逐層剩余油研究。對每個(gè)井點(diǎn)每個(gè)層的剩余油進(jìn)行最后確定。隔層按1.0 m 考慮，調(diào)整區(qū)可調(diào)平均砂巖厚度為8.77 m，有效厚度1.43 m，折合有效厚度3.26 m。

（3）模擬射孔確定可調(diào)厚度。通過選擇20 口新井井位，進(jìn)行模擬射孔，在隔層1.0 m 條件下，預(yù)測可調(diào)砂巖厚度為13.08 m，可調(diào)有效厚度0.85 m，折算有效厚度3.91 m。

綜合上述三種方法，可調(diào)砂巖厚度9.7 m，有效厚度1.1 m，折合有效厚度3.25 m。加上偏油同層砂巖2.3 m，二類有效厚度0.5 m，則平均可調(diào)折算可調(diào)有效厚度能夠達(dá)到3.75 m。杏六區(qū)中部三次加密調(diào)整具有一定物質(zhì)基礎(chǔ)，但挖潛難度很大[7]。

3 三次加密調(diào)整

3.1 合理井網(wǎng)類型的選擇

從二次加密調(diào)整后薄差儲層水驅(qū)控制程度統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，表內(nèi)薄差和表外儲層水驅(qū)控制程度分別為79.9 %、72.5%，其中單向連通比例較高，分別為28.8 %和34.7 %，多向連通比例較低，僅為21.4 %和13.4 %，這不利于薄差儲層更好的動用。造成這方面的原因主要是油水井?dāng)?shù)比偏高，約為1.6：1，注采井網(wǎng)不完善。因此在三次加密調(diào)整中，應(yīng)適當(dāng)增加注水井井?dāng)?shù)，完善薄差儲層的注采關(guān)系。由于三次加密調(diào)整對象比較差，三次加密應(yīng)采用五點(diǎn)法或線型注水，加強(qiáng)注水。通過對比線型注水、五點(diǎn)法和反九點(diǎn)法三種布井方式的開發(fā)效果可以看出，五點(diǎn)法面積井網(wǎng)平均水驅(qū)控制程度比其它井網(wǎng)高8 %～10 %[8]，在相同含水時(shí)采出程度比其它注水方式高。同時(shí)，五點(diǎn)法井網(wǎng)比其他類型的井網(wǎng)更便于后期調(diào)整。

3.2 合理井距的確定

三次加密調(diào)整井開采的油層以薄、差層和表外層為主，油層物性差，滲流阻力大，注采井距不宜過大，以便建立有效的驅(qū)動壓差[9]。

（1）由于低滲透儲層存在啟動壓力梯度，隨著滲透率的降低，啟動壓力梯度則急劇增大（見圖1）。通過鉆取杏3-321-檢33 井不同滲透率的表外儲層巖芯樣品，經(jīng)過巖芯驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，得到了表外儲層啟動壓力梯度與滲透率關(guān)系

圖1 表外儲層啟動壓力梯度與滲透率的關(guān)系

計(jì)算表明，對應(yīng)5×10-3μm2這個(gè)滲透率，在注采井距200 m 條件下，注采壓差應(yīng)達(dá)到21.78 MPa，注水壓力要達(dá)到14.09 MPa 以上。在目前開采條件下，儲層注采壓差很難達(dá)到這個(gè)值。若使這部分表外儲層得到有效動用，注采井距應(yīng)控制在170 m 以內(nèi)。

（2）根據(jù)現(xiàn)場資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果，隨著注采井距的縮小，表外儲層動用比例增大，注采井距小于150 m 可以使表外儲層動用比例達(dá)到60 %以上。

（3）根據(jù)杏五區(qū)表外儲層試驗(yàn)區(qū)的7 口采取限流壓裂完井的采油井環(huán)空測試結(jié)果，薩爾圖射開表外厚度17.5 m，出油厚度14.2 m，動用比例81.1%。葡萄花射開表外厚度22.3 m，出油厚度9.5 m，動用比例42.6%。綜合可知，在注采井距141 m 的五點(diǎn)法面積井網(wǎng)下，表外儲層平均動用厚度比例接近60 %。因此，為了有效的開發(fā)表外儲層，注采井距應(yīng)為100～170 m。

4 三次加密布井方案設(shè)計(jì)

根據(jù)上述三次加密調(diào)整研究，在考慮剩余油分布、油層動用情況及可調(diào)砂巖厚度的基礎(chǔ)上，提出兩套三次加密布井方案。

4.1 方案一

在調(diào)整區(qū)中單獨(dú)布一套油井，將二次加密井轉(zhuǎn)注作為注入井。將三次加密采油井位于二次加密井排間井間，根據(jù)需要轉(zhuǎn)注二次加密油井，形成144 m 左右的五點(diǎn)法井網(wǎng)。可布井517 口，其中油井495 口，水井22口，需要轉(zhuǎn)注二次加密井230 口（見圖2）。

圖2 二次加密井轉(zhuǎn)注（方案一）

此套布井方式的優(yōu)點(diǎn)為：（1）與二次井網(wǎng)共同形成一套五點(diǎn)法井網(wǎng)，提高了注水能力，降低了注水壓力；（2）注采井距小，有利于表外儲層動用，提高薄差油層動用程度；（3）井網(wǎng)均勻，有利于后期綜合調(diào)整；（4）井距適當(dāng)，后期可以進(jìn)一步加密，形成100 m 左右的五點(diǎn)法井網(wǎng)進(jìn)行三次采油。缺點(diǎn)是：（1）二次井全部轉(zhuǎn)為注水井，短期內(nèi)影響產(chǎn)量；（2）由于二次井分布不規(guī)則，部分井組五點(diǎn)法井網(wǎng)不規(guī)則。

4.2 方案二

在調(diào)整區(qū)采用五點(diǎn)法面積井網(wǎng)，井距為144 m，聚驅(qū)井間布井。三次加密設(shè)計(jì)井位于三次采油同一井排，采出井排布油井排，注入井排布水井，二者井距相差100 m，三次加密井自身形成144 m×144 m 五點(diǎn)法面積井網(wǎng)（見圖3）。

這套方案可先進(jìn)行三次加密和三次采油，考慮后期井網(wǎng)利用，變換開采目的層。聚驅(qū)結(jié)束后上返二類油層時(shí)，三次加密與三次采油井結(jié)合形成井距、排距100 m的井網(wǎng)?？刹季?53 口，其中油井531 口，水井422 口。這套布井方式的優(yōu)點(diǎn)：（1）設(shè)計(jì)井自身形成一套五點(diǎn)法井網(wǎng)，注采井距較小，表外、表內(nèi)薄差層控制程度高；（2）井網(wǎng)規(guī)則，總體上與二次加密井網(wǎng)關(guān)系能夠協(xié)調(diào)，同井場井較少。缺點(diǎn)：（1）新井與二次調(diào)整井開采對象相似，單井產(chǎn)能低；（2）三次井?dāng)?shù)較多，開采對象較差，經(jīng)濟(jì)效益偏低。

圖3 144×144 m 五點(diǎn)法面積井網(wǎng)（方案二）

4.3 三次加密方案的優(yōu)選

根據(jù)以上分析，針對杏六行列區(qū)的原井網(wǎng)情況，綜合考慮“兩三結(jié)合”，對兩種方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并利用數(shù)值模擬對布井方案進(jìn)行優(yōu)選、評價(jià)。模擬區(qū)塊共有油水井135 口，其中基礎(chǔ)井24 口，一次加密井36 口，二次加密井74 口，探井1 口。共設(shè)計(jì)網(wǎng)格70×45=3 150 個(gè)網(wǎng)格。

4.3.1 方案一

（1）初產(chǎn)能預(yù)測。統(tǒng)計(jì)杏一～三區(qū)乙塊三次加密試驗(yàn)區(qū)17 口采油井投產(chǎn)初期生產(chǎn)數(shù)據(jù)，平均單井射開砂巖厚度11.96 m，有效0.91 m，初期日產(chǎn)液10.82 t，日產(chǎn)油2.94 t，含水72.82 %。依據(jù)試驗(yàn)區(qū)油井投產(chǎn)初期的生產(chǎn)能力，考慮杏六區(qū)2005 年二次加密井生產(chǎn)狀況，預(yù)測杏六區(qū)三次加密井投產(chǎn)初期平均單井日產(chǎn)液9.7 t，日產(chǎn)油2.9 t，含水80 %。

（2）開發(fā)指標(biāo)預(yù)測。在初產(chǎn)量、初含水設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對三次加密井方案逐年的開發(fā)指標(biāo)進(jìn)行了預(yù)測（見表1）。三次加密調(diào)整后初期單井含水率80 %、年產(chǎn)油49.6×104t、年產(chǎn)水量210.2×104t，年注水446.8×104m3。此后十年單井日產(chǎn)油量和年產(chǎn)油量逐步遞減，開發(fā)十年累計(jì)產(chǎn)油327.9×104t，累計(jì)產(chǎn)水2 974.7×104t，累計(jì)注水5 923.7×104m3。各年開發(fā)指標(biāo)測試結(jié)果（見表1）。

（3）加密調(diào)整經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)。517 口三次加密井總投資84 478.2 萬元，靜態(tài)投資回收期限為4.87 年，所得稅后內(nèi)部收益率12.15 %（大于12 %的標(biāo)準(zhǔn)），總利潤75 037.5 萬元，投資利潤率8.88 %（10 %的標(biāo)準(zhǔn)），能夠滿足經(jīng)濟(jì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值得要求，經(jīng)濟(jì)效益較好。

4.3.2 方案二

（1）初產(chǎn)能預(yù)測。依據(jù)試驗(yàn)區(qū)油井投產(chǎn)初期的生產(chǎn)能力，考慮杏六區(qū)三次加密對象以表外為主，預(yù)測杏六區(qū)三次加密井投產(chǎn)初期平均單井日產(chǎn)液11.0 t，日產(chǎn)油2.2 t，含水80 %。

（2）開發(fā)指標(biāo)預(yù)測。經(jīng)方案二加密調(diào)整后初期單井含水率79.9 %、年產(chǎn)油38.84×104t、年產(chǎn)水量154.69×104t、年注水290.3×104m3。開發(fā)十年累計(jì)產(chǎn)油220.38×104t，累計(jì)產(chǎn)水2 052.9×104t，累計(jì)注水3 410.0×104m3。各年開發(fā)指標(biāo)結(jié)果（見表2）。

（3）加密調(diào)整經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)。按照油價(jià)25 美元/桶進(jìn)行常規(guī)分析，三次加密井總投資155 958.192 2 萬元，單井投資165 萬元，靜態(tài)投資回收期限為5.74 年，所得稅后內(nèi)部收益率8.24 %，總利潤91 317.0 萬元，投資利潤率為5.86 %。

表1 杏六區(qū)加密后開發(fā)合計(jì)指標(biāo)預(yù)測結(jié)果（方案一）

通過上述兩套方案的對比，考慮杏六區(qū)地質(zhì)特征、原井網(wǎng)特點(diǎn)、開發(fā)現(xiàn)狀以及三次采油、今后井網(wǎng)演變，綜合認(rèn)為：第一套方案為最佳方案，即單獨(dú)布一套油井，將二次加密井轉(zhuǎn)注作為注入井。

表2 杏六區(qū)加密后開發(fā)合計(jì)指標(biāo)預(yù)測結(jié)果（方案二）

5 結(jié)論

（1）杏六區(qū)油藏在三次加密前，剩余油在縱向、平面上的分布高度分散，薄差油層和表外儲層整體動用程度較差，水驅(qū)控制程度較低。預(yù)測可調(diào)砂巖厚度9.7 m，有效厚度1.1 m，具有進(jìn)一步加密調(diào)整的潛力。

（2）杏六區(qū)三次加密調(diào)整選取五點(diǎn)法注采井網(wǎng)，注采井距控制在100～170 m。通過完善注采關(guān)系，達(dá)到充分挖潛薄差儲層中剩余油的目的。

（3）在考慮杏六區(qū)地質(zhì)特征、原井網(wǎng)特點(diǎn)、開發(fā)現(xiàn)狀以及三次采油、今后井網(wǎng)演變，結(jié)合對經(jīng)濟(jì)收益評價(jià)的基礎(chǔ)上，選取第一套方案即在調(diào)整區(qū)中單獨(dú)布一套油井，將二次加密井轉(zhuǎn)注作為注入井。將三次加密采油井位于二次加密井排間井間，根據(jù)需要轉(zhuǎn)注二次加密油井，形成144 m 左右的五點(diǎn)法井網(wǎng)為最佳方案。

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