劉連杰

(1.南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇南京210093;2.中國石油遼河油田公司)

曙二區(qū)雙高階段增儲挖潛技術(shù)研究與應(yīng)用

劉連杰1,2

(1.南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇南京210093;2.中國石油遼河油田公司)

立足老油田內(nèi)部挖潛,以曙二區(qū)表外儲層、低阻油層、差層及低水淹層為目標(biāo),探索形成了表外儲層微差分析法及低阻油層油藏綜合評價(jià)法,并采用了高精度C/O測井技術(shù),中子壽命測井技術(shù),進(jìn)行差油層、剩余油及油水層和水淹層評價(jià),現(xiàn)場應(yīng)用效果明顯,為老油田內(nèi)部增儲挖潛提供了思路方向。

曙二區(qū);增儲挖潛;微差分析法;油藏綜合評價(jià);C/O測井;中子壽命測井

曙二區(qū)位于遼河斷陷曙光油田南部,開發(fā)目的層為古近系沙河街組四段頂部杜家臺油層[1],油藏埋深1 800～2 400m,含油面積13.04km2,地質(zhì)儲量2169.7×104t,油層平均有效厚度17.2m。該塊在沉積上屬于扇三角洲沉積體系,其主力相帶為扇三角洲前緣分流河道、河口砂壩,主力儲集巖性為細(xì)砂巖,具有油層層數(shù)多,單層厚度小特點(diǎn),自下而上劃分為三個(gè)油層組、十個(gè)砂巖組、三十個(gè)小層,受沉積相帶和構(gòu)造雙重控制,儲層非均質(zhì)嚴(yán)重,平面、層間發(fā)育存在較大差異。

曙二區(qū)1975年投產(chǎn)以來,油藏開發(fā)經(jīng)過井網(wǎng)加密、層系調(diào)整和提液強(qiáng)采三次大規(guī)模調(diào)整,區(qū)塊綜合含水已經(jīng)達(dá)到93%,已采出可采儲量的88%,穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)難度逐年增大。為此,油藏開發(fā)立足老油田內(nèi)部挖潛,尋找新的產(chǎn)能增長點(diǎn),確定表外儲層、低阻油層、差層及低水淹層為區(qū)塊增儲上產(chǎn)的主攻方向,從區(qū)塊表外儲層、低阻油層成因出發(fā),應(yīng)用測井地質(zhì)學(xué)、開發(fā)地質(zhì)學(xué)原理,探索形成了表外儲層微差分析法及低阻油層油藏綜合評價(jià)法,結(jié)合油藏實(shí)際情況,引進(jìn)高精度C/O測井技術(shù)開展差層評價(jià),應(yīng)用中子壽命測井技術(shù)識別水淹層指導(dǎo)堵水,現(xiàn)場應(yīng)用取得了令人滿意的效果。

1 表外儲層識別技術(shù)

1.1 表外儲層成因分析

表外儲層[2]是指有效厚度以外仍具有一定孔隙性、滲透性和含油性的那部分儲層。它是以泥質(zhì)粉砂巖為主的儲油層,是低能環(huán)境下的沉積物。

曙二區(qū)杜家臺油層為扇三角洲前緣亞相沉積,平面上位于扇三角洲前緣的端部,主要微相為分流河口砂壩及分流河道,分流河道砂體邊部、河口砂壩砂體側(cè)翼及前緣薄層砂砂體前端泥質(zhì)含量較高,物性條件差,是表外儲層形成的內(nèi)在原因。另外,表外儲層巖性普遍偏細(xì),使粘土顆粒比表面增大,引起束縛水含量增大,形成以束縛水為主要成分的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),進(jìn)而導(dǎo)致油層電阻率降低,加之傳統(tǒng)測井方法的垂向分辨率較低,薄油層的電阻率通常顯示比厚度大的油層低,造成儲層識別困難。

1.2 表外儲層識別技術(shù)研究與應(yīng)用

1.2.1 微差分析法

微差分析法[3]是對阿爾奇公式進(jìn)行微差處理并進(jìn)一步簡化得到的一種流體識別方法。Archie公式表達(dá)式為[4]:

式中:Rw——地層水電阻率 ,Ω·m;Rt——含油氣地層電阻率,Ω·m;φ——孔隙度,無量綱;m——巖石的膠結(jié)指數(shù);a——與巖石有關(guān)的比例系數(shù);n——飽和度指數(shù);b——與巖性有關(guān)的常數(shù)。

對式(1)進(jìn)行微差處理:

根據(jù)毛管壓力原理,在一定的含油(氣)高度下,油(氣)藏的含水飽和度取決于孔喉的大小。表現(xiàn)在含水飽和度Sw和孔隙度 φ的響應(yīng)上,其特征是:油(氣)層的含水飽和度Sw隨著孔隙度φ的增大而減小,水層則不論孔喉大或小,都飽含地層水,所以,水層的含水飽和度Sw與孔隙度φ不具相關(guān)性,顯然干層也不具有這樣的相關(guān)性。若規(guī)定孔隙度φ的增量Δφ>0,油水(干)層的特征可表述為:

式(3)、(4)所表明的水(干)層、油(氣)層的特征可以進(jìn)一步歸結(jié)為孔隙度曲線和電阻率曲線的尖、凹對應(yīng)性,利用孔隙度曲線和電阻率曲線小區(qū)間尖凹兩點(diǎn)的對應(yīng)性識別儲層。微差分析法克服了常規(guī)測井方法電測解釋分辨率低問題,為表外儲層識別提供了理論依據(jù)。

1.2.2 應(yīng)用效果

應(yīng)用微差分析法指導(dǎo)表外儲層識別工作,實(shí)施補(bǔ)孔挖潛3井次,日增油8.9t,累增油2 500t。效果明顯。以曙2-8-411井為例 (圖1),圖中曙2-8-411井測井曲線,補(bǔ)1層原測井未解釋,其感應(yīng)與時(shí)差曲線形態(tài)特征顯示孔隙度增大與電阻率增大對應(yīng),并且時(shí)差為325μs/m,所以判斷為油層。2008年1月份補(bǔ)孔,日增油2t,當(dāng)年增油800t。

圖1 曙2-8-411井測井曲線

2 低阻油層識別技術(shù)

低阻油層[5-6]是指油層電阻率與水層電阻率的數(shù)值之比小于2的油層。低阻油層的電阻率明顯低于常規(guī)油層電阻率,測井響應(yīng)特征不明顯,測井信息對這類油層的分辨能力大為降低,經(jīng)常造成油層誤解釋為油水同層或水層,甚至被漏掉。

2.1 油藏綜合分析法

油藏綜合分析法的依據(jù)是油水重力分異作用[7],在一個(gè)含有油、水的油藏中,油、水在垂向上自上而下是按密度分異來分布的。根據(jù)以上觀點(diǎn),如果在同一油藏中,在構(gòu)造的高部位測井曲線表現(xiàn)為水層特征但在構(gòu)造低部位經(jīng)試油為油層的特點(diǎn),則可判斷高部位應(yīng)為油層。對于加密密調(diào)整井低電阻油層直接應(yīng)用上述方法就能得到較好效果。

對于巖石顆粒細(xì)、泥質(zhì)含量高、束縛水含量高的低阻油層,考慮到影響電阻率的因素主要有含油性、泥質(zhì)含量及地層水礦化度三個(gè)方面,而就同一小層而言,影響因素只有只有含油性,泥質(zhì)含量兩個(gè)。鑒于含油性變好電阻變大,泥質(zhì)含量提高電阻率變小認(rèn)識,采用如下識別方法:首先通過小層對比確定屬于同一小層,然后在平面上觀察由構(gòu)造低部位到高部位自然電位負(fù)異常是否變小,若變小表示砂巖的泥質(zhì)含量在增加;電阻值是否略有增大,但還沒增大到與典型油層相同的數(shù)值。若自然電位負(fù)異常變小且電阻值略有增大則預(yù)示著構(gòu)造高部位該小層已變成油層。理由是電阻值增大是儲層含油的結(jié)果,電阻值略有增大是砂巖的泥質(zhì)含量增加抵消了部分電阻增加量。

2.2 應(yīng)用效果

應(yīng)用油藏綜合分析法指導(dǎo)區(qū)塊低阻油層挖潛,實(shí)施補(bǔ)孔4口井,新增產(chǎn)能15.6t,累增油2 000t。曙2-011-04井為1993年加密井,該井杜Ⅱ8-11測井解釋結(jié)論為強(qiáng)淹層,鄰井曙2-10-7同層位解釋為油層,曙2-10-007解釋為弱淹層,曙2-011-04井構(gòu)造上界于曙2-10-7井與曙2-10-007井之間(圖2),綜上分析認(rèn)為曙2-011-04井杜Ⅱ8-11測井解釋偏低,應(yīng)介于油層與弱淹之間,實(shí)施補(bǔ)孔,日增油8.0t。

圖2 曙2-011-04井區(qū)構(gòu)造井位圖

3 差油層、水淹層測井識別技術(shù)

曙二區(qū)已進(jìn)入雙高開發(fā)階段,多年注水開發(fā)主力油層采出程度高,挖潛余地越來越小,早期未動(dòng)用的薄、差層補(bǔ)孔挖潛及水淹層堵水挖潛成為剩余油挖潛的主要方向。

3.1 高精度C/O測井技術(shù)[8]

高精度C/O測井技術(shù)在分析剩余油飽和度方面具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢,應(yīng)用該技術(shù)指導(dǎo)油井差油層挖潛,取得較好效果[8]。應(yīng)用高精度C/O測井技術(shù)對新杜11井7個(gè)電測解釋干層差層重新認(rèn)識(表1),以此為依據(jù),實(shí)施補(bǔ)孔挖潛,措施前日產(chǎn)液48.6 t,日產(chǎn)油1.7t,含水96.5%,措施后日產(chǎn)液97.2t,日產(chǎn)油4.7t,含水95.2%,日增油3t。

表1 新杜11飽和度測井解釋數(shù)據(jù)

3.2 中子壽命測井技術(shù)[9]

受儲層非均質(zhì)性影響,油藏平面縱向矛盾突出,主力區(qū)域、主力層位水淹嚴(yán)重,如何有效識別出水層實(shí)施堵水挖潛是雙高區(qū)塊挖潛的一個(gè)重要課題。

中子壽命測井是用脈沖中子源發(fā)射高能快中子照射地層,然后用伽馬射線探測器測量熱中子被俘獲時(shí)放出的伽馬射線,進(jìn)而計(jì)算地層的熱中子壽命和地層俘獲截面,從而研究地層性質(zhì)(區(qū)分油水層和剩余油分析)的一種測井方法。針對油區(qū)低礦化度實(shí)際,采用了測-滲-測工藝方法,即把易溶于水不易溶于油的硼化合物(如硼酸 H3BO3)注入井筒,在注硼前后分別測一條俘獲截面曲線,水層由于滲入了硼酸液,則水層的俘獲截面明顯增大,而純油層俘獲截面不變化,把兩條俘獲截面重疊在一起,純油層或未射孔層基本重合,而在產(chǎn)水層則存在差異,而且產(chǎn)水越多,兩條曲線差異越大。

以曙2-010-07井為例,該井長期以來高產(chǎn)液、高含水,為了解產(chǎn)液剖面情況,進(jìn)行了中子壽命測試。根據(jù)測試資料實(shí)施堵水作業(yè),堵水前日產(chǎn)液14.7t,日產(chǎn)油0.6t,含水96.1%,措施后日產(chǎn)液13.4t,日產(chǎn)油 3.7t,含水 72.1%,日增油 3.1t,累增油1 250t。

4 效果分析

通過應(yīng)用微差分析法、油藏綜合分析法、高精度C/O測井技術(shù)、中子壽命技術(shù)開展增儲挖潛工作,實(shí)施補(bǔ)孔堵水15井次,新增產(chǎn)能40t,累計(jì)增油達(dá)7 200t,創(chuàng)效432×104元。識別表外儲層、低阻油層28層,新增儲量12×104t。

5 結(jié)論

(1)儲層巖性偏細(xì)、傳統(tǒng)測井方法的垂向分辨率低,是曙二區(qū)表外儲層存在的主要原因。微差分析法克服了常規(guī)測井方法電測解釋分辨率低問題,為表外儲層識別提供了理論依據(jù)。加密調(diào)整井測井解釋偏低、巖石顆粒細(xì)、泥質(zhì)含量高、束縛水含量高是曙二區(qū)低阻油層形成的主要原因。油藏綜合分析法是識別低阻油層的有效方法。

(2)雙高開發(fā)階段,薄、差層補(bǔ)孔挖潛及水淹層堵水挖潛是剩余油挖潛的主要方向。高精度C/O測井技術(shù)、中子壽命測井技術(shù)是評價(jià)差油層及識別水淹層的有效手段。

(3)表外儲層微差分析法、低阻油層油藏綜合分析法、高精度C/O測井技術(shù)、中子壽命測井技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用取得了良好效果,對老油田深入開發(fā),實(shí)現(xiàn)內(nèi)部增儲挖潛具有借鑒意義。

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編輯:彭剛

TE313.3

A

1673-8217(2010)02-0061-03

2009-10-10;改回日期:2010-01-11

劉連杰,工程師,1975生,1999年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院應(yīng)用地球物理專業(yè),碩士研究生在讀,研究方向沉積學(xué)與石油地質(zhì)學(xué),現(xiàn)從事油藏地質(zhì)開發(fā)管理工作。