地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在南海番禺成熟油田的應(yīng)用

李林　陶彬　王超

【摘 要】南海東部番禺4-2油田已進入高含水的成熟階段，水平調(diào)整井項目主要開發(fā)上部稠油薄油層。針對復(fù)雜的地質(zhì)和流體特征，在鉆完井階段采取主動型地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)來穩(wěn)油控水，這將會有效優(yōu)化生產(chǎn)動態(tài)和改善開發(fā)效果。主動型地質(zhì)導(dǎo)向策略采用邊界探測技術(shù)精確實現(xiàn)了關(guān)鍵的平穩(wěn)貼頂著陸和水平段貼頂（0～1m窗口）鉆進。22口水平井的成功實施驗證了關(guān)鍵的地質(zhì)導(dǎo)向策略對于復(fù)雜稠油油藏精細開發(fā)的積極貢獻。

【關(guān)鍵詞】稠油開發(fā)；主動型地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)；邊界探測技術(shù)

【Abstract】In Panyu4-2 mature field with high water-cut， the new horizontal well compaign targets the complex thin reservoirs filled with general heavy oil with viscosity 46.8-132 mPa？s. In the drilling and completion stages of this compaign， the proactive well placement strategies are employed to mitigrate the effect of complex subsurface geologcial and fluid features， and finally to stabilize production and control water breakthrough. These comprehensive strategies absolutely will optimze the well production and the final development success. Including bed-boundary-detection service， the proactive well placement strategies precisely achieve the soft landing and smooth horizontal drilling close to traget top within 0～1m window. The great success in 22 hoirzontal wells validated the positive contributions of critial well placment and completion strategies to fine development of complex heavy oil reservoirs.

【Key words】Heavy oil development； Proactive well placement； Bed-boundary-detection service

稠油以高密度和高粘度等特性與常規(guī)石油相區(qū)別，開發(fā)開采難度加大、成本高，因此需要采用有針對性的開發(fā)技術(shù)和措施，才能達到經(jīng)濟有效的開發(fā)目的[1-2]。南海東部番禺4-2油田的稠油開發(fā)已進入高含水的成熟階段，為保證油田可持續(xù)開發(fā)戰(zhàn)略的順利實施，必須追求精細開發(fā)，優(yōu)化開發(fā)效率。本文將詳細闡述針對番禺4-2油田復(fù)雜稠油油藏特征的水平井精細開發(fā)方案中的關(guān)鍵地質(zhì)導(dǎo)向策略，并通過實例剖析該策略對優(yōu)化稠油油藏生產(chǎn)動態(tài)、以及實現(xiàn)精細開發(fā)的積極貢獻。同時，希望該綜合策略對于類似成熟區(qū)塊的精細開發(fā)工作提供有效的指導(dǎo)和借鑒。

1 稠油油藏特征及其開發(fā)目標

番禺4-2油田位于珠江口盆地北部珠I坳陷南緣、番禺凹陷的東北部，構(gòu)造特征為受兩條北西～南東斷層所夾的一個四面傾伏擠壓背斜。儲層為早中新世珠江組的三角洲體系沉積砂巖[3]，物性較好。油田縱向上劃分為46個油藏，上部為稠油油藏，中下部為常規(guī)原油，油層有效厚度變化較大（1-20m），均具有各自獨立的油水系統(tǒng)，底水油藏和邊水油藏交互存在，以底水油藏為主。油田于2003年正式投產(chǎn)，在2004-2005年產(chǎn)量達到峰值之后開始緩慢遞減，同時總液量和含水率快速上升，截至2012年中期，含水率達91%，已進入高含水的成熟開發(fā)階段。為挖潛剩余油、扭轉(zhuǎn)產(chǎn)量遞減的趨勢以保持油田可持續(xù)開發(fā)，新建了鉆采平臺并于2012年下半年啟動了新的水平調(diào)整井項目，著重精細開發(fā)該油田上部稠油油藏中的剩余油。

稠油成藏機理與常規(guī)油藏基本一致，但由于遭受水洗和降解等稠變作用使得稠油粘度高、密度大，導(dǎo)致其對應(yīng)的開發(fā)技術(shù)體系有其獨特性[1，2，4]。隨著世界范圍內(nèi)稠油油藏開發(fā)的不斷深入，其對應(yīng)的技術(shù)體系逐漸得以成熟和完善，包括鉆井、完井、測試、采油和輸送等技術(shù)。根據(jù)稠油特征的不同，需要采取的開發(fā)技術(shù)也有所區(qū)別。以原油粘度為主要指標，可將稠油分為普通稠油（I類：50-150mPa·s；II類：150-10，000mPa·s），特稠油（10，000-50，000mPa·s）和超稠油（>50，000mPa·s），粘度大于150mPa·s的稠油適宜于注蒸汽加熱開發(fā)。番禺油田中稠油地面密度0.940-0.959g/cm3，地層粘度46.8-132mPa·s，屬于普通I類稠油，可采用與常規(guī)油藏相似的開發(fā)技術(shù)和方案。

開發(fā)動態(tài)跟蹤和儲層模擬顯示番禺4-2油田稠油油藏中的剩余油主要存在于之前未開發(fā)的邊水薄油層（1-2m）以及已開發(fā)層位中受底水驅(qū)動影響嚴重的剩余薄油柱（<5m）油藏中，這些復(fù)雜薄層油藏也就成為此次水平調(diào)整井項目精細開發(fā)的主要目標。為高效應(yīng)對成熟油田的可持續(xù)開發(fā)戰(zhàn)略要求，需要在水平調(diào)整井項目的鉆完井階段采取有針對性的高效地質(zhì)導(dǎo)向措施來穩(wěn)油控水，在保證泄油面積和儲層鉆遇率最大化的同時盡量加大水平井軌跡與油水界面之間的距離，由此盡量延緩見水時間及底水脊進速度，改善開發(fā)效果，這也將會影響整個開發(fā)戰(zhàn)略中后續(xù)工藝的制訂、實施和優(yōu)化，最終優(yōu)化油田整體采收率。

2 地質(zhì)導(dǎo)向難點及策略

水平調(diào)整井項目在鉆完井階段的工作效率會受到井區(qū)范圍內(nèi)油藏開發(fā)現(xiàn)狀、地下構(gòu)造、地層和流體特征等方面不確定性的影響，會對地質(zhì)導(dǎo)向的順利實施提出挑戰(zhàn)，從而導(dǎo)致降低工作效率的風(fēng)險，甚至?xí)乐赜绊懹吞镎w開發(fā)效果。為維持油田的可持續(xù)開發(fā)，既要確保實現(xiàn)產(chǎn)量目標和生產(chǎn)動態(tài)要求，也需要控制開發(fā)成本，因此在精細開發(fā)過程中關(guān)鍵的水平井地質(zhì)導(dǎo)向工作中需要選擇合理的技術(shù)和策略。

針對番禺4-2油田水平調(diào)整井項目要求以及相關(guān)難點和風(fēng)險分析，決策團隊高效合作，制定了著陸段和水平段的地質(zhì)導(dǎo)向策略，并選取了有針對性的隨鉆工具和隨鉆測井服務(wù)。

2.1 著陸段地質(zhì)導(dǎo)向策略

番禺4-2油田水平井的平穩(wěn)貼頂著陸策略包括兩部分：①12.25in井段中，控制軌跡中完在靠近儲層頂面的上覆泥巖或致密層中，距離儲層頂約0.5m，以期減少鉆井液對產(chǎn)層的傷害。②8.5in井段中完成平穩(wěn)貼頂著陸策略的關(guān)鍵收官步驟：保持12.25in井段中完位置井斜，以低夾角穩(wěn)斜鉆進直至確認儲層頂面，之后迅速增斜調(diào)平軌跡平行于地層，著陸在儲層上部，靠近頂面。著陸時的的低夾角可確保軌跡在8.5in井段緩慢進入儲層，在儲層內(nèi)增斜著陸時垂深增加不多，盡量靠近儲層頂，遠離油水界面。

2.2 水平段地質(zhì)導(dǎo)向策略

為滿足油井生產(chǎn)動態(tài)及油田精細、可持續(xù)開發(fā)要求，水平段軌跡必須精確控制在儲層內(nèi)距離儲層頂部0.5-1m的窗口之內(nèi)，并根據(jù)優(yōu)質(zhì)儲層頂面構(gòu)造變化實時、主動調(diào)整軌跡。在鉆井工程條件許可的情況下，在水平段末端需要增斜探頂，直至明確的泥巖測井特征出現(xiàn)，以此確認井底構(gòu)造特征。

針對番禺4-2油田調(diào)整井項目水平段軌跡控制的精確要求以及水平井地質(zhì)導(dǎo)向結(jié)果對于油井開發(fā)動態(tài)的重要影響，決策團隊決定采用斯倫貝謝公司的隨鉆地層邊界探測儀PeriScope來精確評價地層和控制軌跡。

相對于常規(guī)地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)，邊界探測技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用具有革命性的意義，其通過集成電阻率測量和方向性邊界測量，根據(jù)更深的探測資料和更明確的地層邊界指向性等服務(wù)，可用來遠距離（15ft）識別儲層頂?shù)走吔?、泥質(zhì)或者鈣質(zhì)夾層、以及油水界面，以及不同層位內(nèi)電阻率分布特征，精細刻畫地下構(gòu)造、地層以及流體分布特征（圖1），據(jù)此提前主動調(diào)整水平段軌跡[5-6]，可有效降低復(fù)雜油層中水平井地質(zhì)導(dǎo)向的風(fēng)險，提高水平井儲層鉆遇率，完成精確、定量化導(dǎo)向的目標。番禺4-2油田內(nèi)泥巖、物性較差的硬夾層、含油砂巖儲層和水層的電阻率差異比較明顯，鄰井數(shù)據(jù)模擬顯示PeriScope提供的邊界探測技術(shù)在本區(qū)油藏導(dǎo)向過程中是適用的。由于儲層內(nèi)可能存在物性較差的泥質(zhì)或鈣質(zhì)夾層，需要通過隨鉆密度孔隙度測量工具ADN提供的密度、孔隙度等物性參數(shù)來確保軌跡在物性較好的砂層內(nèi)鉆進。

3 應(yīng)用實例及成果

A井設(shè)計水平段590m，位于構(gòu)造高點的西側(cè)，周圍有5口鄰井可作為著陸和水平段導(dǎo)向判斷提供重要的參考。鄰井曲線對比顯示區(qū)域內(nèi)目的層砂巖厚度穩(wěn)定，在儲層上部穩(wěn)定發(fā)育厚度0.5-1m的鈣質(zhì)硬夾層。由于油田長期開發(fā)導(dǎo)致區(qū)域油水界面不確定，為優(yōu)化產(chǎn)能，保證可持續(xù)長期開發(fā)，要求控制水平段軌跡位于優(yōu)質(zhì)儲層上部距頂約1m的窗口內(nèi)。

著陸施工中，根據(jù)實時曲線對比，預(yù)測儲層頂面深度與設(shè)計比較吻合，地層近水平。據(jù)此實時調(diào)整軌跡，以89°井斜進入儲層頂部的鈣質(zhì)硬夾層，中完12.25in井段。在后續(xù)的8.5in井段中，穩(wěn)斜89°穿過硬夾層，根據(jù)曲線確認軌跡進入優(yōu)質(zhì)儲層之后，迅速增斜至90°，軌跡距離優(yōu)質(zhì)儲層頂約0.5m，成功完成關(guān)鍵的貼頂平穩(wěn)著陸施工。

在該井段中繼續(xù)水平段鉆進。PeriScope邊界探測技術(shù)清晰的反演出硬夾層頂面、優(yōu)質(zhì)儲層頂面和底面形態(tài)。據(jù)此主動調(diào)整軌跡，在優(yōu)質(zhì)儲層內(nèi)貼頂鉆進。沿著水平段鉆進方向，優(yōu)質(zhì)硬夾層厚約0.5-1m，優(yōu)質(zhì)儲層厚約2-2.4m（圖2）。在水平段末端，地層下傾約0.5°，按照要求增斜至93°上切確認目的層頂面，就此完鉆。伽馬曲線確認的目的層頂面與邊界探測技術(shù)反演結(jié)果基本一致，由此也驗證了邊界探測技術(shù)的準確性。在水平段內(nèi)，盡管地層傾角有所變化，水平軌跡仍精確控制于優(yōu)質(zhì)儲層頂面之下0.5m窗口內(nèi)，按照設(shè)計要求完成了590m進尺，儲層鉆遇率100%。本井配產(chǎn)1500桶油/天，投產(chǎn)初期日產(chǎn)油2400桶，含水4%，超過預(yù)期產(chǎn)量。

調(diào)整井項目共在稠油油藏中順利完鉆22口水平井且按期投產(chǎn)。22口油井初產(chǎn)總量達51676桶/天，每口井平均日產(chǎn)油2349桶，比設(shè)計高出56.6%，由此體現(xiàn)了關(guān)鍵地質(zhì)導(dǎo)向策略對油田整體生產(chǎn)動態(tài)優(yōu)化的積極貢獻。所有水平井中軌跡均控制在物性較好儲層內(nèi)貼頂鉆進（距儲層頂0～1m），“閣樓”油得以高效規(guī)避，同時結(jié)合中心管的應(yīng)用，油井見水時間和含水上升速度得以有效延緩，長期來看，油藏采出程度和油田整體采收率必將得以優(yōu)化。

4 結(jié)語

成熟油田追求的精細和可持續(xù)開發(fā)需要以盡可能準確的三維地質(zhì)油藏模型為重要指導(dǎo)，據(jù)此選擇的技術(shù)和策略在實際施工過程才能發(fā)揮高效的作用。而三維模型的不確定性受多種因素影響，需要在開發(fā)的全過程中重點參考實鉆井位提供的多方位信息來及時更新、優(yōu)化和完善。由此，可建立“三維建?！x擇針對開發(fā)目標的技術(shù)和策略→實鉆跟蹤→根據(jù)實鉆井位資料優(yōu)化模型→優(yōu)化策略……”這一綜合性的循環(huán)開發(fā)流程，在該流程的每一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)所采用的針對性技術(shù)和策略是整個流程能夠高效運作的基石，因此需要不斷發(fā)展、更新和完善開發(fā)技術(shù)，才能確保開發(fā)效率的不斷提高。

鉆完井階段處于開發(fā)的早期，提供的包括地層、構(gòu)造和流體等特征的實鉆信息對于優(yōu)化生產(chǎn)動態(tài)、完善模型和指導(dǎo)后續(xù)開發(fā)計劃的制定和實施具有十分重要的作用。瞄準制定的開發(fā)目標，必須盡早高效實施綜合循環(huán)流程，才能盡早將油田開發(fā)的思路和腳步引導(dǎo)到正確、高效的道路上來，最終實現(xiàn)精細和可持續(xù)開發(fā)的效果。

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[責任編輯：王楠]