變質(zhì)巖潛山裂縫油藏高效開發(fā)技術(shù)研究與實(shí)踐*

羅憲波 李云鵬 葛麗珍 朱志強(qiáng) 張琳琳 鄭 浩 呂坐彬

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300452)

變質(zhì)巖潛山裂縫油藏高效開發(fā)技術(shù)研究與實(shí)踐*

羅憲波 李云鵬 葛麗珍 朱志強(qiáng) 張琳琳 鄭 浩 呂坐彬

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300452)

以渤海潛山錦州25-1南油田為研究區(qū)，通過多專業(yè)結(jié)合建立了一套潛山裂縫儲層預(yù)測技術(shù)及油藏高效開發(fā)技術(shù)體系，主要包括基于海上窄方位角地震資料，利用疊前橫波阻抗和不同方位角各向異性差異等屬性對潛山裂縫儲層進(jìn)行定量預(yù)測；在此基礎(chǔ)上整合多尺度信息建立油田的三維地質(zhì)模型；運(yùn)用數(shù)值模擬技術(shù)開展?jié)撋接筒亻_發(fā)井型、井位及注采參數(shù)優(yōu)化，形成海上變質(zhì)巖潛山水平井頂?shù)捉诲e(cuò)注采開發(fā)模式；在油田的實(shí)際生產(chǎn)中總結(jié)見水規(guī)律，形成潛山油藏基于見水診斷的穩(wěn)油控水技術(shù)。通過一系列技術(shù)的應(yīng)用，錦州25-1南油田潛山油藏累增油量達(dá)到179.4萬m3，預(yù)計(jì)采收率可達(dá)到25.9%。

渤海；錦州25-1南油田；潛山裂縫油藏；儲層預(yù)測；高效開發(fā)；水平井

隨著勘探技術(shù)的成熟，近年來渤海勘探目標(biāo)重點(diǎn)由淺層轉(zhuǎn)向中深層，且相繼發(fā)現(xiàn)了一批太古宇潛山油氣藏,但由于中深層儲層存在埋藏深、地質(zhì)條件復(fù)雜、地震資料品質(zhì)差等諸多問題[1-3]，開發(fā)效果差，亟需對太古宇潛山儲層地震預(yù)測技術(shù)和油藏高效開發(fā)模式展開研究，以滿足中深層油田勘探開發(fā)的實(shí)際需求[4-10]?！笆濉逼陂g，以錦州25-1南油田為研究區(qū)，開展了裂縫油藏開發(fā)技術(shù)攻關(guān)，逐漸形成了一套變質(zhì)巖潛山裂縫儲層定量預(yù)測及油藏高效開發(fā)技術(shù)體系，并在油田開發(fā)實(shí)踐中取得了良好應(yīng)用效果。本文對此進(jìn)行了總結(jié)，以期為其他類似油田提供借鑒。

1 太古宇潛山裂縫儲層定量預(yù)測技術(shù)

錦州25-1南油田是渤海油田首次開發(fā)的太古宇變質(zhì)巖潛山裂縫油藏，該油藏類型復(fù)雜，油藏內(nèi)部斷裂系統(tǒng)發(fā)育，油水關(guān)系復(fù)雜[11]。針對該油藏潛山裂縫儲層的預(yù)測難點(diǎn)，開展了基于海上窄方位地震資料的裂縫儲層巖石物理特征和地球物理響應(yīng)特征分析，建立裂縫與地震各向異性差異定量關(guān)系，據(jù)此確定裂縫儲層預(yù)測的方法和參數(shù)。

1.1 高精度疊前多參數(shù)裂縫儲層預(yù)測技術(shù)

對錦州25-1南油田裂縫儲層巖石物理敏感參數(shù)交會圖分析發(fā)現(xiàn)，剪切模量和橫波阻抗交會對裂縫儲層與非儲層的判別敏感性較好(圖1)，因此選取橫波阻抗作為錦州25-1南油田裂縫儲層預(yù)測的敏感性參數(shù)；而對該油田裂縫儲層疊前橫波阻抗與測井解釋的總孔隙度交會圖分析發(fā)現(xiàn)，兩者之間存在較好的線性關(guān)系，因此可以將疊前橫波阻抗轉(zhuǎn)換為裂縫總孔隙度預(yù)測數(shù)據(jù)體，再經(jīng)過實(shí)鉆井標(biāo)定后就可以得到較可靠的裂縫總孔隙度預(yù)測數(shù)據(jù)體，從而實(shí)現(xiàn)對裂縫儲層的定量預(yù)測(圖2)。

圖1 錦州25-1南油田橫波阻抗與剪切模量交會圖

圖2 錦州25-1南油田儲層孔隙度預(yù)測剖面

1.2 基于窄方位地震資料的多方位角各向異性檢測裂縫技術(shù)

裂縫的方向、密度和所含流體變化會對縱波和橫波速度產(chǎn)生很大影響并產(chǎn)生較強(qiáng)的地震各向異性，裂縫對振幅隨方位角變化特征的影響會隨偏移距的增加而增加，較大的偏移距可使由裂縫引起的振幅隨方位角的變化變得明顯，因此，方位振幅隨偏移距變化屬性可用來檢測裂縫，而且含油氣的儲層裂縫密度越大，同一偏移距下振幅隨方位角的變化就越大。

提取疊前不同方位角各向異性差異屬性，并在儲集層定量刻畫的框架約束下可得到方位各向異性裂縫檢測數(shù)據(jù)體，再結(jié)合裂縫正演模擬確定的裂縫發(fā)育程度與各向異性差異的定量關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)工區(qū)內(nèi)裂縫發(fā)育程度的定量預(yù)測(圖3)，并將裂縫預(yù)測結(jié)果劃分為3個(gè)級別：當(dāng)?shù)卣鸩町愔荡笥?.6時(shí)，為裂縫發(fā)育儲集層；當(dāng)?shù)卣鸩町愔翟?.2～0.6之間時(shí)，為裂縫儲集層范圍；當(dāng)?shù)卣鸩町愔敌∮?.2時(shí)，為非儲集層及致密層。

圖3 基于各向異性屬性預(yù)測的錦州25-1南油田裂縫儲層平面分布

2 整合多尺度信息雙重介質(zhì)三維地質(zhì)建模技術(shù)

裂縫是變質(zhì)巖儲層的重要滲流通道，其中起主導(dǎo)作用的是大尺度構(gòu)造縫、小尺度裂縫和一些未充填的微裂縫。但微裂縫延伸距離短、密度大且產(chǎn)狀極不規(guī)則，無法建立其空間幾何模型，因此在裂縫三維地質(zhì)建模過程中將微裂縫和孔隙一起當(dāng)成基質(zhì)來處理。

通過離散裂縫網(wǎng)絡(luò)的形式對裂縫滲流能力進(jìn)行定量描述，采用裂縫密度三維定量化表征結(jié)果和地應(yīng)力場模擬得到的裂縫方位分布趨勢作為約束條件對裂縫片的方位、幾何形態(tài)、分布進(jìn)行三維定量化描述；然后將大、小2種尺度裂縫融合在一起構(gòu)成變質(zhì)巖裂縫儲集體分布模型；最后通過動態(tài)的試井模擬與分析對模型進(jìn)行動態(tài)校正，從而得到符合地下流體流動特征的地質(zhì)模型。這里所說的對模型的動態(tài)校正，主要是通過生成不同長度的裂縫片得到其等效后的裂縫參數(shù)場，然后與實(shí)際試井解釋獲得的裂縫儲層滲透率和裂縫平均開度的乘積進(jìn)行對比，如此反復(fù)校驗(yàn)，直到所建立的裂縫網(wǎng)絡(luò)模型與油藏實(shí)際動態(tài)一致(圖4)。目前該模型已成功用于錦州25-1南油田油藏?cái)?shù)值模擬研究，單井含水?dāng)M合成功率超過90%。

圖4 裂縫網(wǎng)絡(luò)模型動態(tài)校正過程

3 水平井頂?shù)捉诲e(cuò)立體注采開發(fā)技術(shù)

綜合考慮錦州25-1南油田潛山裂縫具有“似層狀”分布特點(diǎn)、優(yōu)勢裂縫發(fā)育方向?yàn)镹E向及中高角度發(fā)育的特點(diǎn)，建立了潛山油藏水平井立體注采數(shù)值模型，開展了潛山油藏水平井頂?shù)捉诲e(cuò)立體注采開發(fā)技術(shù)研究，包括開發(fā)井井型優(yōu)化、水平段方位與裂縫走向配置優(yōu)化、井網(wǎng)形式優(yōu)化及生產(chǎn)井避水高度優(yōu)化,見表1。

研究結(jié)果表明：將水平采油井部署在“似層狀”分布的裂縫發(fā)育帶，水平注水井交錯(cuò)部署在潛山內(nèi)幕帶油水界面處，從而形成“底部注水、頂部采油、底水托進(jìn)”的開發(fā)新模式。水平井立體注采模式優(yōu)勢在于可以充分利用潛山內(nèi)幕帶裂縫不發(fā)育的特點(diǎn)和油水重力分異作用盡量延緩水平井見水時(shí)間，最大程度地提高油井無水采油期，改善了變質(zhì)巖潛山塊狀弱底水雙重介質(zhì)油藏的開發(fā)效果。

表1 錦州25-1南油田潛山裂縫油藏水平井?dāng)?shù)值模擬優(yōu)化結(jié)果

Table 1 Optimized results of horizontal well numerical simulation in JZ 25-1S buried hill fracture reservoir

4 基于見水模式的穩(wěn)油控水技術(shù)

分析認(rèn)為，目前的技術(shù)和手段對潛山裂縫油藏井點(diǎn)裂縫預(yù)測較為準(zhǔn)確，但對井間裂縫的精細(xì)表征存在較大困難，因此采取了利用生產(chǎn)井的生產(chǎn)動態(tài)響應(yīng)來推測井間裂縫認(rèn)識的做法(圖5)，即建立典型的機(jī)理模型，利用正演思路形成一系列不同裂縫發(fā)育條件下的生產(chǎn)動態(tài)響應(yīng)圖版——水油比及水油比導(dǎo)數(shù)(WOR/WOR’)特征圖版(表2)；然后根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)井的動態(tài)資料來判斷見水模式，進(jìn)而推測地質(zhì)情況。由表2可以看出，潛山裂縫油藏水平井大體分為線狀見水、點(diǎn)狀見水、裂縫突進(jìn)型見水及復(fù)合型見水等4種模式。

S18井為錦州25-1南油田一口采油井，生產(chǎn)一段時(shí)間后開始見水，通過對比見水診斷圖版判斷其見水模式為裂縫突進(jìn)型(圖6)。考慮到潛山弱底水的特征，認(rèn)為該井見水是注入水沿裂縫突進(jìn)，故關(guān)閉注水井進(jìn)行流場調(diào)控。圖7為S18井井組注采曲線，可以看出，關(guān)閉注水井后S18井含水率得到了有效控制，產(chǎn)油量得到回升，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)油控水。

圖5 利用生產(chǎn)動態(tài)響應(yīng)反推地質(zhì)認(rèn)識

表2 錦州25-1南油田潛山裂縫油藏4種典型單井水淹模式(WOR/WOR’特征判別法)

圖6 錦州25-1南油田S18井見水診斷

圖7 錦州25-1南油田S18井井組注采曲線

S36H井為錦州25-1南油田一口水平采油井，生產(chǎn)一段時(shí)間后開始見水，通過對比見水診斷圖版判斷其見水模式為復(fù)合型(圖8)，即先單點(diǎn)見水，而后發(fā)展為整體見水。分析認(rèn)為該井位于潛山低部位，油井見水后隨著動態(tài)油水界面的上升，極易發(fā)展為整體水淹,這種情況下采取常規(guī)措施(卡、堵水等)效果不理想，可考慮側(cè)鉆至高部位來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)油控水。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，通過上述一系列技術(shù)的應(yīng)用，錦州25-1南油田潛山油藏累增油量達(dá)到179.4萬m3,預(yù)計(jì)采收率可達(dá)到25.9%。

圖8 錦州25-1南油田S36H井見水診斷

5 結(jié)束語

錦州25-1南油田潛山油藏的整體開發(fā)在渤海尚屬首次，油田儲層裂縫成因復(fù)雜,儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，裂縫分布情況準(zhǔn)確預(yù)測難度大。通過多專業(yè)結(jié)合建立了一套潛山裂縫儲層預(yù)測技術(shù)及油藏高效開發(fā)技術(shù)體系，并在錦州25-1南油田潛山油藏開發(fā)實(shí)踐中取得了良好應(yīng)用效果，從而可為其他類似油田開發(fā)提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

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(編輯：楊 濱)

Research and practice of efficient development technology of metamorphic buried hill fracture reservoir

Luo Xianbo Li Yunpeng Ge Lizhen Zhu Zhiqiang Zhang Linlin Zheng Hao Lyu Zuobin

(TianjinBranchofCNOOCLtd.,Tianjin300452,China)

Taking Jinzhou 25-1S buried hill oilfield in the Bohai sea as the study area, a set of buried hill fracture reservoir prediction technology and efficient development technology are established by multi-discipline integration, including using pre-stack S-wave impedance and azimuth anisotropy difference properties to quantitatively predict buried hill fracture reservoir based on offshore narrow-azimuth seismic data. On this basis, multi-scale information is integrated and a 3D geological model of the oilfield is established. The well pattern, position and injection-production parameters of the buried hill reservoir are optimized with numerical simulation, and the staggered injection-production development mode of horizontal well in offshore metamorphic buried hill is formed. In the oilfield production, water breakthrough law is summarized, and the technology of stabilizing oil production and controlling water is formed. With the application of these technologies, the oil increment of Jinzhou 25-1S buried hill reservoir comes to 179.4×104m3, and the prediction recovery can reach to 25.9%.

Bohai sea; Jinzhou 25-1S oilfield; buried hill fracture reservoir; reservoir prediction; efficient development; horizontal well

羅憲波，男，高級工程師，2005年畢業(yè)于原西南石油學(xué)院油氣田開發(fā)工程專業(yè)，獲博士學(xué)位，現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)工程方面的研究工作。地址：天津市濱海新區(qū)渤海石油研究院(郵編：300452)。E-mail：luoxb@cnooc.com.cn。

1673-1506(2016)03-0091-06

10.11935/j.issn.1673-1506.2016.03.013

TE33

A

2015-11-21 改回日期：2016-01-19

*“十二五”國家科技重大專項(xiàng)“海上油田叢式井網(wǎng)整體加密及綜合調(diào)整油藏工程技術(shù)示范(編號：2011ZX05057-001)”部分研究成果。

羅憲波,李云鵬，葛麗珍,等.變質(zhì)巖潛山裂縫油藏高效開發(fā)技術(shù)研究與實(shí)踐[J].中國海上油氣，2016,28(3)：91-96.

Luo Xianbo,Li Yunpeng,Ge Lizhen,et al.Research and practice of efficient development technology of metamorphic buried hill fracture reservoir [J].China Offshore Oil and Gas,2016,28(3):91-96.