油砂山薄互層復(fù)雜斷塊油藏開(kāi)發(fā)層系細(xì)分研究

魏金蘭，張 煜，姜明忠, 宋祖勇，鄒海燕

(中國(guó)石油青海油田分公司，甘肅敦煌 736202)

油砂山薄互層復(fù)雜斷塊油藏開(kāi)發(fā)層系細(xì)分研究

魏金蘭，張 煜，姜明忠, 宋祖勇，鄒海燕

(中國(guó)石油青海油田分公司，甘肅敦煌 736202)

油砂山油田屬于長(zhǎng)井段薄互層復(fù)雜斷塊油藏，具有油層數(shù)量多、縱向跨度大、砂泥巖薄互層、非均質(zhì)性強(qiáng)等特點(diǎn)。針對(duì)油砂山油田目前開(kāi)發(fā)中存在的含水上升快、儲(chǔ)量動(dòng)用程度低、注采系統(tǒng)不完善、注水效果差等問(wèn)題，以油田探明地質(zhì)儲(chǔ)量為物質(zhì)基礎(chǔ)，依據(jù)細(xì)分層系可行性研究，確定了油藏分?jǐn)鄩K、分層系的細(xì)分開(kāi)發(fā)方案，實(shí)施后取得了明顯的開(kāi)發(fā)調(diào)整效果。

油砂山油田；開(kāi)發(fā)層系細(xì)分；油層厚度；復(fù)雜斷塊油藏

油砂山油田位于青海省柴達(dá)木盆地西部南區(qū)，探明疊合含油面積8.6 km2，其中Ⅰ類(lèi)石油地質(zhì)儲(chǔ)量2 366×104t。油田構(gòu)造為一頂部平緩、南陡北緩的不對(duì)稱半背斜箱狀構(gòu)造，主要發(fā)育下油砂山組(N21)和上干柴溝組(N1)兩套儲(chǔ)層，儲(chǔ)層平均孔隙度18%，平均滲透率376.4×10-3μm2，儲(chǔ)層物性總體表現(xiàn)為中-高孔、中-高滲特征。

油砂山油田縱向上油層薄、多，縱向上劃分為13個(gè)油層組211個(gè)小層，含油井段一般為300～500 m，最長(zhǎng)可達(dá)800 m，平均406.7 m，單井平均油層厚度47.13 m，

油田整個(gè)開(kāi)發(fā)歷程可分為五個(gè)階段：天然能量試油試采階段(1956-1981年)、試注試采階段(1992-1996年)、試注水滾動(dòng)開(kāi)發(fā)上產(chǎn)階段(1997-2002年)、開(kāi)發(fā)調(diào)整產(chǎn)能擴(kuò)建階段(2003-2006年)及細(xì)分層系開(kāi)發(fā)階段(2007-目前)。

1 油田開(kāi)發(fā)中存在問(wèn)題

油田自2004-2011年以復(fù)算儲(chǔ)量為基礎(chǔ)，通過(guò)完善注采井網(wǎng)、分層系調(diào)整方案的實(shí)施，層間矛盾得到一定緩減，2006年最高年產(chǎn)達(dá)到12×104t。但油田自身構(gòu)造復(fù)雜，儲(chǔ)層薄、多、散、雜、非均質(zhì)強(qiáng)，仍然面臨著如下比較突出的問(wèn)題，上產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)基礎(chǔ)不牢。

(1)水驅(qū)儲(chǔ)量控制程度低。根據(jù)最新地質(zhì)研究成果，油砂山油田受斷層和巖性影響，6個(gè)斷塊13個(gè)油組共有油砂體5 632個(gè)，其中四類(lèi)油砂體(地質(zhì)儲(chǔ)量小于1×104t ，含油面積小于0.05 km2)占油砂體總數(shù)的59.9%，控制了油砂體儲(chǔ)量的19.07%?？傮w上，油砂體發(fā)育不穩(wěn)定、規(guī)模小、橫向延續(xù)性差，這種“薄、多、散、雜”油砂體，大多為1～2口井控制，難以形成完善的注采井網(wǎng)，加上斷層的存在制約著開(kāi)發(fā)井網(wǎng)的部署，造成油井多向受效低、油水井連通性差、水驅(qū)控制程度低。

(2)層間干擾嚴(yán)重，儲(chǔ)層動(dòng)用程度低。油砂山油田縱向上油層薄、多，2004年1、2斷塊實(shí)施分層系開(kāi)發(fā)以后，一定程度上減緩了層間干擾，也取得了一定效果，但是油田縱向上有211個(gè)小層，大部分為混層系開(kāi)采。一方面目前水井平均射開(kāi)厚度在30 m以上，造成層間干擾嚴(yán)重，儲(chǔ)量動(dòng)用程度低；另一方面對(duì)于長(zhǎng)井段、多層的井射孔不完善，造成油水井連通率低，從而影響油田注水開(kāi)發(fā)效果。

(3)油水井?dāng)?shù)比高，地層能量得不到及時(shí)補(bǔ)充，單井產(chǎn)量低。油砂山油田目前油水井?dāng)?shù)比為2.5，其中部分?jǐn)鄩K油水井?dāng)?shù)比均為3.0左右，注采對(duì)應(yīng)率低，導(dǎo)致油井受水驅(qū)效果差，地層能量得不到及時(shí)補(bǔ)充，油井供液不足，單井產(chǎn)量低。

2 開(kāi)發(fā)層系細(xì)分研究

2.1 層系細(xì)分的必要性[1-2]

(1)根據(jù)地質(zhì)研究成果，沉積微相對(duì)物性的控制影響作用明顯。油砂山油田儲(chǔ)層包括多種沉積相類(lèi)型，自下而上經(jīng)歷了湖泊-三角洲-河流的沉積相演變過(guò)程，發(fā)育多種沉積微相砂體，相變快，因此儲(chǔ)層非均質(zhì)強(qiáng)。物性相差較大的油層、差油層同時(shí)射孔，好的儲(chǔ)層抑制差儲(chǔ)層動(dòng)用，造成儲(chǔ)層動(dòng)用低，有必要對(duì)層系進(jìn)一步細(xì)分。

(2)根據(jù)吸水剖面資料統(tǒng)計(jì)的吸水厚度動(dòng)用程度與射開(kāi)厚度的關(guān)系圖(圖1)，吸水厚度動(dòng)用程度與射開(kāi)厚度有明顯的負(fù)相關(guān)性，即射開(kāi)厚度越大，動(dòng)用程度越低。吸水層數(shù)動(dòng)用程度與射開(kāi)油層層數(shù)具有相同規(guī)律，即射開(kāi)層數(shù)越多，吸水層動(dòng)用程度越低，層間干擾越大。

圖1 油砂山油田射開(kāi)層數(shù)、厚度與動(dòng)用程度關(guān)系

(3)生產(chǎn)資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，采油強(qiáng)度隨著射開(kāi)厚度增加逐步降低(圖2)。由于油層條件不同，各斷塊又具有不同的采油強(qiáng)度和不同變化幅度，其中4斷塊平均日產(chǎn)油量和采油強(qiáng)度最大，同時(shí)隨射開(kāi)厚度增加，采油強(qiáng)度下降最劇烈；5～6斷塊平均日產(chǎn)油量和采油強(qiáng)度最小，射開(kāi)厚度隨采油強(qiáng)度下降也最平緩；1～3斷塊變化趨勢(shì)介于二者之間。

圖2 油砂山油田射開(kāi)厚度與采油強(qiáng)度關(guān)系曲線

2.2 層系細(xì)分的可行性

油砂山油田射孔井段長(zhǎng)，層間干擾嚴(yán)重，儲(chǔ)量縱向動(dòng)用程度低，在油層厚度較大的區(qū)域細(xì)分開(kāi)發(fā)層系是必要的，而且是可行的，可行性主要表現(xiàn)在：

(1) 單井油層厚度控制儲(chǔ)量大，有劃分層系開(kāi)發(fā)的儲(chǔ)量基礎(chǔ)。1、2斷塊Ⅱ、Ⅲ層系、3斷塊及4斷塊局部區(qū)域的油層疊合厚度大于30 m，單油組厚度大于15 m，具備分層系的厚度條件[3]。

(2) 各油層組間的隔層厚度一般在3～5 m，具備分層系的隔層條件。Ⅱ上、Ⅱ下層系隔層的巖性以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，孔隙度一般在3.8%以下，空氣滲透率小于1×10-3μm2，隔層平均厚度3.25 m，水井細(xì)分區(qū)域隔層平均厚度2.86 m，細(xì)分開(kāi)發(fā)層系區(qū)域隔層平均厚度3.26 m，各井組間隔層基本穩(wěn)定。

(3) 油砂山油田試油試采資料反映，各層組均有一定生產(chǎn)能力，一般初期產(chǎn)量大于0.5 t/d、射孔厚度小于20 m時(shí)，穩(wěn)定生產(chǎn)采油強(qiáng)度可達(dá)到0.08 t/(d·m)，如果加強(qiáng)注水，保持一定生產(chǎn)壓差，分層系可獲得一定產(chǎn)能，具備分層系的產(chǎn)能條件。

2.3 層系細(xì)分方案

2.3.1 劃分開(kāi)發(fā)層系的思路和原則

油砂山油田1、2斷塊Ⅱ、Ⅲ層系部分區(qū)域儲(chǔ)量豐度高，油層厚度大，層間干擾嚴(yán)重，儲(chǔ)量動(dòng)用程度低。根據(jù)油層厚度和生產(chǎn)能力的分布特征，優(yōu)選油層厚度較大的區(qū)域進(jìn)行局部細(xì)分層開(kāi)發(fā)，層系劃分與組合原則[4]為：

(1)一套開(kāi)發(fā)層系中油水界面、壓力系統(tǒng)、流體性質(zhì)等特征基本一致。

(2)一套開(kāi)發(fā)層系中儲(chǔ)層沉積條件及所控制儲(chǔ)層沉積砂體的非均質(zhì)性不宜過(guò)大(大慶滲透率極差取值5～10)。

(3)一套開(kāi)發(fā)層系中縱向不能太長(zhǎng)，油層數(shù)不宜太多，主力油層2～3個(gè)，油層總數(shù)在8個(gè)左右；同時(shí)兼顧考慮一套層系中要留有一定的有效厚度(一般10 m左右)和一定單井控制儲(chǔ)量下的生產(chǎn)能力。

(4)要留有2 m以上穩(wěn)定的泥巖隔層。

2.3.2 分層系方案論證

1、2斷塊Ⅱ、Ⅲ層系及3、4斷塊油層厚度大，儲(chǔ)量豐度高，根據(jù)Ⅱ、Ⅲ層系及3、4斷塊油層等厚圖，四個(gè)開(kāi)發(fā)單元構(gòu)造主體部位油層厚度在30 m以上，達(dá)到了進(jìn)一步細(xì)分層系的技術(shù)政策界限，5、6斷塊油層厚度小，滿足不了分層系開(kāi)發(fā)的技術(shù)要求，暫不考慮劃分開(kāi)發(fā)層系。

根據(jù)劃分層系的原則和界限，結(jié)合1、2斷塊縱向上儲(chǔ)層分布特點(diǎn)、地層劃分情況，對(duì)Ⅱ、Ⅲ層系縱向上進(jìn)一步細(xì)分層系的界限進(jìn)行論證：

1、2斷塊Ⅱ?qū)酉悼v向上以K21為界，Ⅷ油組為Ⅱ上層系，Ⅸ油組為Ⅱ下層系；1、2斷塊Ⅲ層系縱向上以Ⅺ-10為界，Ⅹ～Ⅺ-10油組為Ⅲ上層系，Ⅺ-11～ⅩⅢ油組為Ⅲ下層系。

(1)儲(chǔ)量分布：以K21為界對(duì)Ⅱ?qū)酉导?xì)分后，Ⅱ上、下層系油砂體儲(chǔ)量分別為182.65×104t、170.26×104t，分別占1、2斷塊Ⅱ?qū)酉涤蜕绑w儲(chǔ)量的51.75%、48.25%；對(duì)Ⅲ層系細(xì)分后，Ⅲ上、Ⅲ下層系油砂體儲(chǔ)量分別為166.4346×104t、120.397×104t，分別占1、2斷塊Ⅲ層系油砂體儲(chǔ)量的58.03%、41.98%。

(2)隔層的穩(wěn)定性分析。Ⅱ上、Ⅱ下層系隔層的巖性以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，孔隙度一般在3.8%以下，空氣滲透率小于1×10-3μm2，隔層平均厚度3.25 m，水井細(xì)分區(qū)域隔層平均厚度2.86 m，細(xì)分開(kāi)發(fā)層系區(qū)域隔層平均厚度3.26 m，各井組間隔層基本穩(wěn)定。Ⅲ上、Ⅲ下層系隔層的巖性以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，孔隙度一般在3.5%以下，空氣滲透率小于0.95×10-3μm2，隔層平均厚度2.5 m，水井細(xì)分區(qū)域隔層平均厚度3.1 m，細(xì)分開(kāi)發(fā)層系區(qū)域隔層平均厚度3.7 m，各井組隔層基本穩(wěn)定。

(3)儲(chǔ)層非均質(zhì)性分析。以K21為界對(duì)Ⅱ?qū)酉导?xì)分后，Ⅱ?qū)酉悼v向上的儲(chǔ)層非均質(zhì)性得到有效緩解，滲透率級(jí)差、滲透率突進(jìn)系數(shù)較細(xì)分前分別下降41.54%、67.17%。以Ⅺ-10為界對(duì)Ⅲ層系細(xì)分后，Ⅲ層系縱向上的儲(chǔ)層非均質(zhì)性得到有效緩解，滲透率級(jí)差、滲透率突進(jìn)系數(shù)較細(xì)分前分別下降47.6%、53.17%。

2.3.3 分層系方案

根據(jù)劃分層系的原則和界限，結(jié)合新的地質(zhì)認(rèn)識(shí)及油田目前開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，1、2斷塊進(jìn)一步細(xì)分為6套層系，4斷塊局部區(qū)域細(xì)分兩套層系，具體劃分結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 油砂山油田調(diào)整方案開(kāi)發(fā)層系劃分情況

2.3.4 方案部署

Ⅱ下層系新增油井13口，新增水井4口；老井利用20口，其中油井15口、水井5口、轉(zhuǎn)注3口；油水井?dāng)?shù)比為2.08，調(diào)整產(chǎn)能0.4×104t。Ⅲ上層系新增油井24口，新增水井6口，老井利用18口，其中油井10口、水井8口，油水井?dāng)?shù)比為2.43，調(diào)整產(chǎn)能0.64×104t。

3 效果分析

2013年油砂山油田通過(guò)對(duì)Ⅱ、Ⅲ層系縱向上進(jìn)一步細(xì)分，完鉆井13口，目的層段平均鉆遇油層12.4 m/6層，油層厚度滿足進(jìn)一步細(xì)分開(kāi)發(fā)需求，投產(chǎn)井12口(2口排液)，目前平均單井日產(chǎn)油2.4 t/d，含水21.6%，單井產(chǎn)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，水驅(qū)控制程度階段提高2.4個(gè)百分點(diǎn)，油藏動(dòng)用程度有所提高，縱向吸水狀況得到改善，自然遞減下降了6個(gè)百分點(diǎn)，含水上升趨勢(shì)得到有效控制。預(yù)測(cè)油砂山油田采收率由目前標(biāo)定的18.57%提高到20.84%，開(kāi)發(fā)形勢(shì)明顯好轉(zhuǎn)。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

(1)細(xì)分開(kāi)發(fā)層系是長(zhǎng)井段薄互層復(fù)雜油藏縮小層間差異的根本措施，細(xì)分開(kāi)發(fā)層系可提高油層水驅(qū)波及體積和水驅(qū)動(dòng)用程度，充分發(fā)揮各油層的生產(chǎn)能力，減緩油藏含水上升速度。

(2)劃分開(kāi)發(fā)層系的基本原則包括層系的儲(chǔ)量基礎(chǔ)、井段長(zhǎng)度、含油小層數(shù)量、儲(chǔ)層滲透性差異、壓力系統(tǒng)和油井產(chǎn)能大小等。

(3)1、2斷塊經(jīng)過(guò)縱向細(xì)分層系后，目前單井控制有效厚度15 m左右；而4斷塊單井控制有效厚度達(dá)近30 m，單井控制有效厚度過(guò)大，作為一個(gè)開(kāi)發(fā)層系縱向上非均質(zhì)性增強(qiáng)，層間矛盾突出，且4斷塊儲(chǔ)量豐度達(dá)到1000×104t/km2，因此4斷塊還有進(jìn)一步細(xì)分層系的必要。

[1] 羅水亮，曾流芳，李林祥，等．多油層復(fù)雜斷塊油藏開(kāi)發(fā)層系細(xì)分研究[J]．西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)( 自然科學(xué)版)，2010，32(6)：8-102．

[2] 王延杰，張紅梅，江曉暉，等．多層系油田開(kāi)發(fā)層系劃分和井網(wǎng)井距研究[J]．新疆石油地質(zhì)，2002,23(1)：40-43．

[3] 于紅軍.純化薄互層低滲透油田開(kāi)發(fā)層系的劃分與組合[J]．復(fù)雜油氣藏，2010,3(1)58-61．

[4] 鮮波,熊鈺，石國(guó)新，等.薄層油藏合采層間干擾分析及技術(shù)對(duì)策研究[J]. 特種油氣藏，2007,14(3)：51-54.

編輯：李金華

1673-8217(2015)04-0084-03

2015-02-20

魏金蘭,地質(zhì)工程師，1983年生，2005年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)測(cè)繪工程專業(yè)，現(xiàn)從事油氣田開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)與科研工作。

中國(guó)石油重大科技專項(xiàng)“柴達(dá)木盆地老區(qū)提高采收率關(guān)鍵技術(shù)研究”(2011E-03-06)。

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