高寶國,楊明嶺,信德發(fā),何茂秀,劉 霞

(中石化勝利油田分公司,山東 東營 257200)

精細油藏描述在義 97塊的應用

高寶國,楊明嶺,信德發(fā),何茂秀,劉 霞

(中石化勝利油田分公司,山東 東營 257200)

針對義 97塊儲層物性和連通性差、儲量動用程度低、長期處于停產狀態(tài)的突出問題,運用精細油藏描述方法,在沉積相、儲層、微構造及剩余油分布規(guī)律重新認識的基礎上,進行滾動擴邊、井網井距優(yōu)化,制訂以水驅為主的開發(fā)調整方案。現場實施取得良好的效果,使義 97塊儲量得到二次開發(fā)動用,為提高采收率奠定基礎。該研究對同類型油田的二次開發(fā)調整有一定的指導和借鑒意義。

精細油藏描述;二次開發(fā);壓裂;義 97塊;渤南油田

引 言

義 97塊是渤南油田的一個低滲透斷塊。該塊于 1987年投入試采,新井一般壓裂投產,初期單井平均日產油為 6.5～17.0 t/d。由于儲層物性差、天然能量不足等原因,產量下降快。1989年 9月以后,因供液差或井況差等原因,油井陸續(xù)關井,至1995年 10月,該塊全面停產。隨著低滲透油藏開發(fā)技術的不斷提高[1-6],2007年優(yōu)選義 97井進行壓裂改造恢復生產,初期日產油量為 20 t/d。為恢復義 97塊產能,開展精細油藏描述、合理井網井距和配套開發(fā)技術等一系列研究,制訂并實施了二次開發(fā)調整方案,取得了明顯效果。

1 地質特征

渤南油田義 97塊位于沾化凹陷渤南洼陷南部斜坡帶和中部斷階帶的結合部位,是一個被多條斷層切割的斷塊區(qū),含油面積為 0.8 km2,石油地質儲量為 141×104t,主要含油層系為下第三系沙河街組沙三段 8砂巖組,屬扇三角洲沉積體系。巖性以淺灰色細砂巖、中砂巖、含礫砂巖為主。礦物成分中,石英占 42%,長石占 37%,巖屑占 21%。粒度中值為 0.12 mm,分選系數為 1.95,平均孔喉半徑為 0.709 7μm。膠結類型為泥質膠結,泥質含量為 7%。油層孔隙結構以粒間孔為主,平均孔隙度為 16.2%,空氣滲透率為 12×10-3μm2,屬低孔低滲儲層。地面原油密度為 0.860～0.903 g/cm3,地面原油黏度為 15.7～46.1 mPa·s。地層水為NaHCO3型,總礦化度為 11 000 mg/L。原始地層壓力平均為 30.4 MPa。油水分布受構造和巖性控制,為構造 -巖性油藏。

2 精細油藏描述

2.1 地層對比與劃分

沙三段是濟陽坳陷一個三級地層層序,義 97塊主要含油層系沙三段 8砂巖組位于沙三段中部,存在較為穩(wěn)定的對比標志,與其他層系分開。上部分界標志由 7砂巖組底部的穩(wěn)定泥巖、8砂巖組頂部的塊狀砂巖和泥巖組成,微電極曲線上 7砂巖組底部低平沙三段 8砂巖組頂為一組含灰質高尖,自然電位曲線 7砂巖組底表現為穩(wěn)定的泥巖。下部分界標志為 8砂巖組和 9砂巖組之間的一套油頁巖、泥巖和灰質泥巖組合,呈明顯高阻異常,底部出現“U”字型低電阻,全區(qū)發(fā)育穩(wěn)定。在砂層組劃分基礎上,根據沉積韻律性和巖性變化,以等高程和相變的方法將 8砂巖組細分為 3個小層。

2.2 精細構造解釋

應用三維地震資料,通過制作多井合成聲波地震記錄,對主要目的層的地震地質層位進行了準確層位標定。在此基礎上,應用 Geoframe地震解釋軟件對主要目的層地震地質層位以及斷層進行解釋追蹤,地震與地質相互結合、相互校驗,實現了主要目的層及斷層統(tǒng)一閉合解釋。應用地震層拉平、沿層相干分析、地震反射層位閉合及斷面閉合等手段對主要目的層進行解釋追蹤和斷裂平面組合。應用分層建立平均速度場的方法,實現了時深轉換及構造成圖。

義 97塊構造破碎,斷層較為發(fā)育,通過合成地震記錄標定結合實鉆井資料開展精細構造解釋,重新組合了斷裂系統(tǒng)。共解釋出二級、三級、四級斷層 6條,其中 5條為近東西向,1條為北西向,將該塊切割為義 97、義 99-7和義 99-21共 3個斷塊。3個斷塊均為東高西低的單斜構造,分別具有獨立的油水界面。

2.3 儲層分布特征

義 97塊沙三段 8砂巖組為斷陷湖盆沉積的近源淺水 -較深水扇三角洲沉積體系,物源來自東南方向的孤島凸起,具有近物源特點。8砂巖組沉積微相可細分為主水道、水道邊緣、水道間以及扇三角洲前緣微相[7-8]。

義 97斷塊沙三段 8砂巖組儲層發(fā)育,最厚處達到 30 m,其南部的義 99-7斷塊和義 99-21斷塊高部位無井控制。根據精細構造描述和沉積相研究成果,結合相控理論[9],預測南部 2個斷塊高部位為有利的成藏區(qū)域。據此,在 2個斷塊各部署1口新井,分別鉆遇沙三段 8砂巖組儲層 8.6 m和16.5 m,落實了 8砂巖組儲層整體展布特征。3個小層平面上儲層展布具有以下特點。

(3)通過對測量數據擬合發(fā)現,奧氏體含量與N含量符合Y=-7.9+501.8X-822.5X2關系式.當N含量為1.545%時,Fe-21Cr-3Ni-1Mo-N雙相不銹鋼兩相比例為1∶1,并通過對Creq/Nieq值的計算驗證了N元素的奧氏體化作用是Ni的30倍.

(1)81層發(fā)育 2條水道。西邊的水道寬度為500～800 m,沉積中心在義 99-7斷塊,厚度超過20 m;東邊的水道寬度不到 400 m,沉積厚度一般小于 5 m。

(2)82層發(fā)育 2條水道,在義 97塊北端 2條水道匯合。西邊的水道寬度為 400～800 m,沉積中心在義 99-7斷塊,厚度近 20 m;東邊的水道寬度為 500～700 m,沉積中心在義 97斷塊,厚度近20 m。

(3)83層平面上連片分布,西部厚度一般在10 m以上,東部厚度一般在 8 m以下,沉積中心位于西側義 97井附近,厚度超過 25 m。

3 二次開發(fā)方案研究

3.1 井網井距的優(yōu)化

根據低滲透油藏滲流機理研究成果[10],計算出義 97塊極限控制半徑為 71 m,技術極限井距為142 m。根據最終采收率和井網密度的計算公式,結合工業(yè)經濟學原理,計算出在油價為 75美元/桶時,義 97塊經濟合理注采井距為 200 m。

渤南油田沙三段油藏水淹規(guī)律研究結果表明,水淹方向受沉積相控制,沿沉積主河道方向水淹快。根據義 97塊儲層展布和構造特點,對 3個自然斷塊分別部署注采井網。義 97斷塊面積較大,油層疊合連片,采用排狀注采井網,井排方向與沉積相方向基本一致,排距為 210 m,注采井距為 200 m;義 99-7斷塊和義 99-21斷塊含油面積小,難以形成規(guī)則的面積注采井網,采用點狀注水井網,注采井距為 200 m。

根據以上研究成果編制義 97塊開發(fā)調整方案。設計總井 24口,油井 15口,注水井 9口;鉆新井 21口,其中油井 12口,水井 9口,恢復長停油井 2口。

3.2 儲層改造技術

水力壓裂是提高低滲透油藏油井產能的重要手段[11-12]。義 97塊沙三段油層低孔低滲,自然產能低,需要壓裂改造。針對油層埋藏深、溫度高、閉合壓力大、施工壓力高的特點,油井壓裂的技術思路是:控縫高,造長縫,提高壓裂液破膠后返排率。

3.2.1 壓裂材料優(yōu)選

壓裂材料對有效裂縫長度、裂縫導流能力以及施工作業(yè)費用等有顯著的影響。針對義 97塊油藏特點,經室內實驗和優(yōu)選,壓裂液采用適應高溫深井的羥丙基胍膠壓裂液,支撐劑采用陶粒。

3.2.2 壓裂規(guī)模優(yōu)化設計

采用全三維壓裂模擬軟件對油井進行模擬和優(yōu)化設計,裂縫單翼最佳長度為 70～100 m,合理加砂強度為 2～3 m3/m。

3.2.3 壓裂施工參數優(yōu)化設計

泵注方式采用 ?89 mm+Y531B封隔器管柱,油管進液。根據壓裂段和射孔段,選擇施工排量為3.5～5.5 m3/min。根據油層情況及壓裂液性能,確定前置液量為 40%～55%,平均砂比 30%以上,最高砂比為 70%。

3.2.4 壓裂工藝優(yōu)化配套

采用微膠囊破膠劑工藝,延遲交聯,實現全程破膠,使壓裂液壓后破膠徹底,減少對地層的傷害。采用變排量施工工藝,控制裂縫的垂向延伸。

3.3 水質改造技術

注入水水質是影響低滲透油藏開發(fā)效果的重要因素[13]。義 97塊注水水源為初步處理過的渤南油田采出污水,水質無法達到低滲透油田注水要求,主要是懸浮固體含量、含油量超標 (表 1)。懸浮物粒徑中值偏小,且密度小、懸浮于水中呈分散狀態(tài),不易沉降,不易過濾去除。

表 1 義 97塊注水水質對比

在室內開展了水質處理技術實驗和對比優(yōu)選,從處理效果、經濟效益和現場操作等幾方面綜合考慮,采用“化學輔助沉降 +金屬膜過濾器過濾”工藝處理污水。加入化學劑輔助藥劑后,污水懸浮物粒徑明顯變大,小于 1μm的懸浮物約占總量的0.29%,粒徑中值為 34μm,大于 10μm的懸浮物約占總量的 90%,雜質易過濾去除。再經過金屬膜過濾器過濾后,含油量和固體懸浮顆粒含量下降到 1 mg/L以下,達到注水水質標準。

4 實施效果

(1)含油范圍增大,儲量增加。通過油藏描述,義 99-7和義 99-21斷塊高部位新增含油面積 0.57 km2,石油地質儲量 72×104t。

(2)實現斷塊二次開發(fā),采收率大幅度提高。通過調整,停產 10多年后得到重新開發(fā),預計采收率提高到 25.4%,增加可采地質儲量 39×104t。

5 結論與認識

(1)精細油藏描述技術是二次開發(fā)研究的技術基礎,通過精細油藏描述技術,對地質體、剩余油分布規(guī)律重新認識,找到區(qū)塊采收率低和開采難度大的原因,為制訂相應的調整方案提供可靠的依據。

(2)合理的井網井距、達標的注入水水質、配套的采油工藝技術是低滲透油藏高效開發(fā)的前提。

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編輯 姜 嶺

TE341

A

1006-6535(2010)06-0069-03

20100324;改回日期:20100402

中石化勝利油田分公司重點科研項目“精細油藏描述技術推廣應用研究”(YT0703)

高寶國 (1972-),男,高級工程師,1995年畢業(yè)于西南石油學院油藏工程專業(yè),現從事油田開發(fā)研究工作。