井間儲層微裂縫及斷層對注水開發(fā)的影響分析

溫柔,張彬,楊學(xué)武,鄭小敏,王小剛,姜龍

(1.中國石油集團(tuán)測井有限公司地質(zhì)研究院,陜西西安710077;2.中國石油長慶油田分公司第三采油廠,陜西西安710021;3.中國石油集團(tuán)測井有限公司,陜西西安710077;4.中國石油集團(tuán)測井有限公司長慶分公司,陜西西安710201)

0 引 言

油田注水開發(fā)過程中,受井間單砂體連通性、儲層物性、儲層非均質(zhì)性、微裂縫及斷層等諸多因素的影響,實(shí)際注水開發(fā)效果往往不理想。通過單一測井資料無法準(zhǔn)確進(jìn)行井間連通性、井間微裂縫及斷層的識別與評價(jià)。該文基于長慶油田山A-山B井對井間地震反射剖面和地震相干技術(shù),進(jìn)行小斷層、微裂縫綜合解釋,并結(jié)合測井資料小層對比、吸水剖面測試資料分析,對注水開發(fā)效果進(jìn)行綜合評價(jià)。

1 微裂縫及斷層對低滲透油藏注水開發(fā)的影響

1.1 微裂縫對低滲透油藏注水開發(fā)的影響

在低滲透油藏注水開發(fā)中,微裂縫對注水開發(fā)有利有弊[1]。一方面,由于裂縫的發(fā)育使致密儲層具有油氣運(yùn)移的良好通道和儲集空間,形成具有相當(dāng)規(guī)模的油氣田;但另一方面,由于裂縫的存在,在長期注水開發(fā)后,注入水沿裂縫竄進(jìn),極易形成快速通道、高滲透帶,導(dǎo)致注水單向突進(jìn),采油井暴性水淹,剩余油動(dòng)用程度低,產(chǎn)量遞減形勢嚴(yán)峻[2-4]。因此,油氣藏中的裂縫越多,油田的開采難度就越大;裂縫越多,注水開發(fā)就越容易形成水竄,影響油藏的水驅(qū)波及系數(shù)。

1.2 斷層對低滲透油藏注水開發(fā)的影響

斷層的存在使儲層的非均質(zhì)性明顯增強(qiáng),且斷層斷距越大,原本相互連通的單砂體被錯(cuò)斷開的可能性就越大。尤其在砂泥巖薄互層發(fā)育的儲層,小斷層使儲層側(cè)向封閉,破壞儲層的連續(xù)性,注水井和采油井之間儲層橫向連通性變差,形成水動(dòng)力滯留區(qū),局部剩余油富集,降低注水利用率。因此,斷層多,油層就會(huì)不連續(xù),使注入水受到遮擋,不能及時(shí)補(bǔ)充層能量,影響注水開發(fā)效果。

2 井間儲層微裂縫及斷層識別

2.1 地震相干屬性

當(dāng)?shù)卣鸩ㄔ诟飨噜彽兰ぐl(fā)、接收條件都很相近的情況下傳播時(shí),反射波的傳播路徑相似,那么在同一反射層的走時(shí)將十分接近,在地震剖面上的表現(xiàn)就是極性一致,相位和振幅相同[5-8]。當(dāng)?shù)刭|(zhì)構(gòu)造中存在異常時(shí),反射波在相鄰地震道之間傳播,頻率、振幅、相位等各個(gè)方面就會(huì)產(chǎn)生不同程度的變化。地層不連續(xù)的裂縫、斷層表現(xiàn)為數(shù)據(jù)的相干性很差或者完全不相干;而相鄰道之間本來就是連續(xù)或者相同層,在地震相干體中就表現(xiàn)為完全相干;運(yùn)用這種相干技術(shù)就可以分辨斷層、裂縫和對其他地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行解釋。相干分析技術(shù)能在較短時(shí)間內(nèi)有效、準(zhǔn)確、客觀地完成地震資料的解釋工作,是一種很有效率的地震資料解釋新方法。

2.2 生產(chǎn)測井動(dòng)態(tài)分析

生產(chǎn)測井是套后生產(chǎn)井動(dòng)態(tài)監(jiān)測的一種重要手段,包括注入產(chǎn)出剖面測井、工程測井及地層評價(jià)測井。對于裂縫性儲層,可用注采剖面中吸水異常、水淹層來判斷儲層水竄通道,例如尖峰狀吸水、指狀吸水、高水淹層位等可能存在高滲條帶、裂縫。通過壓力測試中表皮系數(shù)大小分析近井地帶儲層污染狀況,也可通過壓力雙對數(shù)曲線、電性圖版擬合求取近井地帶裂縫半長及儲層導(dǎo)流能力。生產(chǎn)測井動(dòng)態(tài)分析識別裂縫的方法是通過生產(chǎn)測井測試資料、小層精細(xì)連通狀況及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)變化等多種手段綜合進(jìn)行水竄通道描述,了解各小層是否存在微裂縫。

2.3 井震結(jié)合綜合分析

利用測井資料雖然能夠判斷小層是否存在微裂縫及小斷層,但由于測井的橫向探測距離較短,只能判斷微裂縫及小斷層存在與否,并不能準(zhǔn)確判斷其規(guī)模及具體發(fā)育位置。井間地震微裂縫與斷層識別技術(shù),雖然能夠準(zhǔn)確識別油水井之間微裂縫、斷層尺度及位置,但由于分辨率相對偏低,僅能夠識別縱向分辨率為4 m以上小層的微裂縫,對于薄互層發(fā)育的儲層,識別較困難。測井測試識別儲層裂縫技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)分析見表1,由表1可見,采用井震結(jié)合的方式,結(jié)合測井的縱向高分辨率及井間地震遠(yuǎn)探測特點(diǎn),能夠準(zhǔn)確、有效地識別各小層微裂縫及斷層,為油藏調(diào)剖、調(diào)驅(qū)等措施治理提供可靠依據(jù)。

3 應(yīng)用效果分析

3.1 生產(chǎn)概況

山B井位于南梁西區(qū)塊,2010年投產(chǎn),投產(chǎn)初期日產(chǎn)液1.7 m3,日產(chǎn)油1.0 t,含水率40.82%。2019年3月含水率突然升高,日產(chǎn)液4.2 m3,日產(chǎn)油0.9 t,含水率78.57%。同年4月,開展了山A-山B井對井間地震測試,結(jié)合吸水剖面測試,從微裂縫的角度分析其含水上升原因,并對山A、山B井提出相應(yīng)措施建議。

3.2 小層對比

南梁西區(qū)塊長3油藏共開發(fā)長331、長332、長333這3個(gè)小層,其中長332、長333層發(fā)育較好,為主力開發(fā)層系。選取自然伽馬、自然電位、地層電阻率和聲波時(shí)差這4條測井曲線,結(jié)合鄰井小層資料綜合對比分析,對山A、山B這2口井進(jìn)行長3小層劃分(見圖1)。對圖1中測井曲線進(jìn)行分析,長332油層厚度相對較薄,長332與長333儲層之間有泥質(zhì)夾層,夾層厚度大于0.6 m,長332相對長333儲層物性較好。

表1 測井測試識別儲層裂縫技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)分析表

圖1 山A-山B井長33小層對比圖

3.3 井間地震資料分析

井間反射波深度域成像剖面,可以分析各小層在井間的橫向變化(界面起伏、層厚度、層連通性等),及井間微裂縫和小斷層發(fā)育情況[9-10]。圖2為山A-山B井對反射波深度域成像剖面微裂縫及小斷層解釋成果圖。圖2中紅色短線為地震波同向軸錯(cuò)段而解釋的小斷層信息,藍(lán)色圓圈為地震波同相軸缺失或畸變而解釋的微裂縫信息。對圖2中的反射剖面進(jìn)行相干屬性提取,得到相干剖面見圖3。由相干屬性的特征可知,相干值越大表示相干性越差。相干值的差異性能準(zhǔn)確指示小斷層及裂縫發(fā)育帶,相干剖面中相干異常區(qū)與井間反射波深度域剖面成像剖面中解釋的微裂縫及小斷層對應(yīng)性非常好。

圖2 山A-山B井對縱波反射波深度域成像剖面解釋圖

綜合反射波深度域成像剖面與相干剖面成果分析:①射孔段1所在長332儲層存在4個(gè)小斷層,斷層表現(xiàn)形式均為正斷層,儲層連通情況差,嚴(yán)重影響第1、2射孔段對應(yīng)儲層注水開發(fā)效果;②射孔段2所在的長333儲層上部連通情況較好,僅存在1個(gè)小斷層,斷層表現(xiàn)形式為正斷層,較利于注水開發(fā);③射孔段3所在長333儲層下部微裂縫發(fā)育,有利于注水開發(fā)。

圖3 山A-山B井對井間縱波相干剖面解釋圖

由圖4砂泥巖反演剖面可見,第1射孔段所在長332儲層巖性較差,薄互層發(fā)育,砂體厚度小;第2、3射孔段對應(yīng)的長333儲層砂體厚度相對較大。長332與長333之間儲層內(nèi)泥質(zhì)夾層明顯,層間竄流風(fēng)險(xiǎn)降低,有效實(shí)現(xiàn)了分層開采。

4 井震結(jié)合綜合分析注水開發(fā)效果

2019年對山B井進(jìn)行同位素吸水剖面[11]測試,圖5測試結(jié)果顯示:①該井長332層射孔段吸水量為3.00 m3/d,長333層2個(gè)射孔段吸水量分別為10.49 m3/d和19.51 m3/d,長333層射孔段吸水效果明顯好于長332層射孔段,層間吸水不均,長333為主吸水層位;②層間層內(nèi)夾層明顯,層間無竄流。

圖5 注入剖面分析

根據(jù)山A-山B井間地震反射波成像剖面、相干剖面、小層對比、吸水剖面等資料分析發(fā)現(xiàn):①山A-山B井間長332儲層巖性、物性相對較差,層內(nèi)小斷層發(fā)育,吸水效果相對較差;②長333儲層巖性、物性相對較好,層內(nèi)微裂縫發(fā)育,吸水效果相對較好;③長332與長333儲層泥質(zhì)夾層厚度大、層間竄流風(fēng)險(xiǎn)低;④長333儲層內(nèi)部泥質(zhì)夾層厚度小,可能存在層間竄流。

針對以上分析建議:①對注水井山A井下部儲層進(jìn)行堵水調(diào)剖、同時(shí)對上部儲層進(jìn)行酸化解堵作業(yè),改善吸水狀況,提高注水利用率;②在山A井中分層投放示蹤劑,驗(yàn)證山A井長333儲層第3射孔段與山B井長333儲層第2射孔段注采對應(yīng)情況,為后期山B井長333儲層下部補(bǔ)孔提供依據(jù)。

目前對注水井山A井上部儲層進(jìn)行了酸化解堵作業(yè),措施后在含水率保持不變的基礎(chǔ)上,日產(chǎn)液由1.49 m3提升至5.76 m3,日產(chǎn)油由0.70 t提升至1.99 t,措施效果明顯,后期將持續(xù)進(jìn)行跟蹤。

5 結(jié) 論

(1)該研究中井間地震反射剖面與相干剖面上解釋的裂縫位置及形態(tài)重復(fù)率高,準(zhǔn)確反應(yīng)了井間儲層微裂縫及小斷層的位置,為注采關(guān)系分析及補(bǔ)孔措施建議提供了可靠依據(jù)。

(2)通過井間地震剖面及相干剖面分析,對井間儲層連通狀況、微裂縫及小斷層發(fā)育狀況進(jìn)行深度刻畫,有效彌補(bǔ)了常規(guī)測井資料的“盲區(qū)”,并結(jié)合測井動(dòng)態(tài)資料對層間吸水狀況進(jìn)行綜合評價(jià),為改善吸水狀況、措施增油制定相應(yīng)對策。