編譯:張群 (大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠)

審校:楊為華 (大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠地質(zhì)大隊(duì))

Albacora Leste油田開發(fā):儲(chǔ)層情況和開發(fā)策略

編譯:張群 (大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠)

審校:楊為華 (大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠地質(zhì)大隊(duì))

Albacora Leste是坎普斯盆地中最大深水油田之一,其組成為中新世高孔隙度、高滲透率的砂巖,其有效厚度為5～35 m,適于水平井開發(fā)。在沉積期后,侵蝕河道產(chǎn)生流體遮擋形成不同的儲(chǔ)層單元。文章論述了該油田主要的儲(chǔ)層情況以及開發(fā)過程中所采取的策略。

沉積侵蝕濁流河道 高流率井地質(zhì)模型 儲(chǔ)層流體模型 開發(fā)策略

1 簡(jiǎn)介

在坎普斯盆地北部的大型Albacora Leste深水油田,其儲(chǔ)層埋深一般在2 300～2 600 m,這些儲(chǔ)層為好的硅質(zhì)碎屑中新世砂巖,其平均孔隙度為30%,平均絕對(duì)滲透率為3 000 mD,原油重度為16.5～21.5 API,Albacora Leste油田總體上油的采收率為90×106m3,氣的采收率為10×109m3。油田發(fā)現(xiàn)于1986年,但油田環(huán)境的挑戰(zhàn)減緩了油田的開發(fā),油田需要新技術(shù)的支持,例如長(zhǎng)水平填礫井及隔熱管道技術(shù)。開發(fā)井鉆于2002年。一個(gè)容量為28 600 m3的浮式采油、儲(chǔ)油、卸油油輪 (FPSO),P50,用于生產(chǎn)。2006年末當(dāng)所有生產(chǎn)井都生產(chǎn)時(shí)能達(dá)到原油生產(chǎn)高峰。

2 地震資料

1987年該地區(qū)獲得最早的三維地震資料,但是采集的參數(shù)以及處理過程對(duì)于儲(chǔ)層特性的表征并不太好。在2001年,獲得了一種新的三維地震資料,它能對(duì)油田開發(fā)的儲(chǔ)層特性予以表征。圖1顯示了在主要儲(chǔ)層區(qū)域,1987年和2001年地震資料的不同。新的地震資料在解釋Albacora Leste地質(zhì)模型上有顯著的改進(jìn)。由于地震分辨率的提高,儲(chǔ)層邊界、河道砂體、河道沖刷等刻畫得更好。

一般在地震三維體中儲(chǔ)層表現(xiàn)為低阻抗,且很明顯地區(qū)別于周圍顯示高阻抗的深海頁(yè)巖。在Albacora Leste區(qū)域,由于存在著低阻抗的頁(yè)巖及薄互層 (薄的頁(yè)巖及砂巖疊合層序),形成負(fù)振幅的地震反射,從而與好儲(chǔ)層的反射相似。通常低阻抗的頁(yè)巖及薄互層可以通過振幅隨炮檢距變化(AVO)分析和彈性反演來區(qū)分,但是在Albacora Leste區(qū)域由于低地震分辨率,這些方法不能解決問題。由于相同的原因,識(shí)別出小型氣頂也很困難。模型表明鉆井中小的氣藏厚度即使用疊前技術(shù)在以前也沒能探測(cè)到,主要是地震脈沖干擾效應(yīng)造成的。

圖1 1987年和2001年同一層地震振幅水平切片對(duì)比

2005年,獲得了一種在較小接收器上有更多地震道數(shù)的三維地震,它能獲得更多的頻率組成。這種地震將來能更好地控制儲(chǔ)層及可能用作四維研究,從而識(shí)別出差的儲(chǔ)集體。

3 開發(fā)策略

鉆完大部分開發(fā)井后發(fā)現(xiàn),很多小型自由氣頂分布在油田里,并且在油田開發(fā)目標(biāo)儲(chǔ)層中忽略了很多自然含水層的流體。大量水體的注入對(duì)于提高采收率和增加采油速度都是很重要的。注水對(duì)維持氣頂也很重要,它能避免開發(fā)井中未成熟氣噴出。高注入能力井是需要的,在 P-50運(yùn)作以后,開始實(shí)施集中注水。由于儲(chǔ)層非常的區(qū)塊化,且注水是針對(duì)所有生產(chǎn)儲(chǔ)集區(qū)塊,所以需要很多注水井。

為了達(dá)到要求的生產(chǎn)和注水速率,所有16口生產(chǎn)井和14口注水井都水平填礫完井以控制砂體,因?yàn)榇嬖谥垂探Y(jié)的砂巖儲(chǔ)層。水平段范圍為500～800 m。使用了氣體舉升以增加流體速率。

一些研究表明在生產(chǎn)井以及生產(chǎn)設(shè)備里面的沉積垢主要來源于海水的注入及海水與地層水間的相互作用。在P-50 FPSO中安裝了除酸設(shè)備,通過除酸及嚴(yán)格控制注水質(zhì)量來減少或避免儲(chǔ)層酸化。

在復(fù)雜的濁流沉積體系中,附近區(qū)塊的儲(chǔ)層壓力數(shù)據(jù)和2001年三維地震數(shù)據(jù)表明:嚴(yán)重的儲(chǔ)層非均質(zhì)化影響排驅(qū)格局的設(shè)計(jì)。因此,在鉆生產(chǎn)井之前預(yù)先選擇鉆一些探井以收集儲(chǔ)層資料。探井表明小型氣頂有著不同的氣油界面。在收集的油樣品中發(fā)現(xiàn),油密度及CO2含量存在著變化,這說明儲(chǔ)層的非均質(zhì)性。探井也能用來核實(shí)儲(chǔ)層頂及底深,這樣能進(jìn)一步設(shè)計(jì)高凈儲(chǔ)層的水平井,這樣的水平井可從定向探井側(cè)向鉆進(jìn),從而降低資本開支。

水平井雖然有長(zhǎng)度,但是它們?cè)趲缀涡螒B(tài)上設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,可以最大程度地減少鉆井和完井問題。所有生產(chǎn)井和一些注水井都裝有井下壓力計(jì)。這種井下壓力和溫度數(shù)據(jù)為流體檢測(cè)、氣舉優(yōu)化、儲(chǔ)層控制等提供了準(zhǔn)確的信息。

完井后立即進(jìn)行井?dāng)?shù)據(jù)測(cè)試以從根本上優(yōu)化儲(chǔ)層中井位設(shè)置和改進(jìn)鉆井、完井技術(shù)。這種策略的另一個(gè)積極作用是降低了不確定性,因?yàn)樗鼘?duì)有效儲(chǔ)層滲透率、與儲(chǔ)層邊界的距離、井生產(chǎn)指數(shù)(PI)、注水指數(shù) (II)及產(chǎn)油潛能有更好的了解。另外,還可在首次產(chǎn)油前清除污染損害問題。每口井測(cè)試以后,檢測(cè)新信息并且更新流體模型。

4 地質(zhì)模型

在油田開發(fā)計(jì)劃實(shí)施中及時(shí)更新地質(zhì)和流體模型,以為鉆井、井位設(shè)置和經(jīng)濟(jì)分析、儲(chǔ)量估算等提供支持。為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo),以儲(chǔ)層構(gòu)造圖、主要層位有效砂巖厚度變化圖等為基礎(chǔ),建立了地質(zhì)流體模型。

在地質(zhì)模型的基礎(chǔ)上,建立了一種更精細(xì)的模型,該模型以沉積相分布為基礎(chǔ)。由于低的地震分辨率,很難確定河道外型。為解決這個(gè)問題,研究了類比露頭巖層,主要研究沉積侵蝕濁流河道數(shù)據(jù),這些研究結(jié)果作為目標(biāo)模擬輸入的原始數(shù)據(jù)。在生成模型的過程中,需進(jìn)行稍微的數(shù)據(jù)修改。

通過分析地震振幅和阻抗圖、井間地震剖面和地震屬性切片能解釋儲(chǔ)層非均質(zhì)性及約束體 (流體屏障)連通性,這種方法應(yīng)用于地質(zhì)和流體模型中。主要的儲(chǔ)層非均質(zhì)性與以下兩個(gè)因素有關(guān):①侵蝕AB140和AB210儲(chǔ)層 (在振幅圖中較清晰)的較新河道;②側(cè)向尖滅沿沉積軸向分布的濁積體。

地震解釋、井?dāng)?shù)據(jù)、流體分析以及儲(chǔ)層靜壓力數(shù)據(jù)等廣泛應(yīng)用于AB140和AB210區(qū)域的儲(chǔ)層區(qū)塊的解釋。通過特殊的取心技術(shù)來描述儲(chǔ)層沉積相的特征,同時(shí)建立更為合理的地質(zhì)模型。

為了解復(fù)雜的儲(chǔ)層流體分布,進(jìn)行了地球化學(xué)研究。雖然研究表明只有一種烴源巖,但是油氣運(yùn)移發(fā)生在兩個(gè)不同時(shí)期。在有些區(qū)域,油氣是以生物降解和非生物降解的混合形式存在的。

儲(chǔ)層的復(fù)雜性和薄砂巖給井位設(shè)計(jì)和鉆探帶來挑戰(zhàn)。應(yīng)付這種挑戰(zhàn)的策略就是在有很大不確定性的區(qū)域先鉆探井以收集儲(chǔ)層數(shù)據(jù),并且及時(shí)更新地質(zhì)和流體模型。這些措施能降低不確定性及更好地控制風(fēng)險(xiǎn),從而在初始階段后對(duì)開發(fā)方案進(jìn)行改進(jìn)。

5 儲(chǔ)層流體模型

儲(chǔ)層模擬用來建立和調(diào)整油田開發(fā)計(jì)劃以及確定最終的采收率和生產(chǎn)剖面。模擬中用到一種黑油三維三階段商用數(shù)字模擬器。沿井、管線和立管的多相流通過多相流平臺(tái)連接至模擬模型。其中也考慮了氣舉優(yōu)化選配。

模擬模型是建立在儲(chǔ)層整體框架上的,主要通過三維地震數(shù)據(jù)及地質(zhì)解釋來定義儲(chǔ)層整體框架。這種綜合應(yīng)用形成了一種實(shí)用的模擬模型,用來研究油田開發(fā)方案,調(diào)整和優(yōu)化項(xiàng)目措施以及預(yù)測(cè)生產(chǎn)規(guī)模和儲(chǔ)量。

建立的數(shù)字流體模型考慮了所有儲(chǔ)層,可用來優(yōu)化鉆井的數(shù)量、類型和位置。在每口井鉆探過程中獲取的數(shù)據(jù)及時(shí)地用來更新地震、地質(zhì)模型和數(shù)字模擬器的輸入數(shù)據(jù)文件。更新的過程很快 (一般不到兩星期),原因是有一個(gè)由地球物理學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家和儲(chǔ)層工程師組成的綜合團(tuán)隊(duì)以及一個(gè)專用的軟件鏈。

為取得必要的更新模擬模型的速度,只考慮最顯著的非均質(zhì)性、儲(chǔ)層巖石以及流體特征。在每個(gè)儲(chǔ)層區(qū)塊中都假定了平均孔隙度、滲透率和初始飽和度。模擬模型中使用的PI和II是用不同種方法交叉確認(rèn)建立的,最初這些是通過分析公式和坎普斯盆地中相似儲(chǔ)層及井位的經(jīng)驗(yàn)建立的。因?yàn)樗械拈_發(fā)井都是完井后即進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)試,所以實(shí)際上井測(cè)試的PI和II都是在儲(chǔ)層模型中更新的,以便獲得一個(gè)更實(shí)際的生產(chǎn)剖面。

6 井設(shè)計(jì)

通常儲(chǔ)層組提交給其他組井位的儲(chǔ)層特征、相關(guān)的預(yù)測(cè)泄流概念以及設(shè)計(jì)的鉆井軌跡。鉆井和完井組主要指出井結(jié)構(gòu)的局限性,并提出井設(shè)計(jì)的改進(jìn)方法。地質(zhì)實(shí)施組負(fù)責(zé)監(jiān)督鉆井使建井按設(shè)計(jì)進(jìn)行。在鉆井或完井過程中,如果出現(xiàn)影響計(jì)劃進(jìn)行的情況則所有組一起討論替換方案。

由于儲(chǔ)層特性的不同以及存在很多分散的小型氣頂,故鉆水平井前先鉆探井。探井能更好地弄清楚儲(chǔ)層沉積相的特征,并且修正地震時(shí)深關(guān)系式,這些對(duì)于設(shè)計(jì)最佳的水平井軌跡都很關(guān)鍵。

通過鉆時(shí)測(cè)井工具和特殊軟件來進(jìn)行實(shí)時(shí)規(guī)劃和地質(zhì)導(dǎo)向,大大減少了井的重鉆,提高了水平井的產(chǎn)層有效厚度。由于產(chǎn)層有效厚度較小 (一些水平井的垂直有效產(chǎn)層厚度小于10 m),成像測(cè)井的使用對(duì)于地質(zhì)導(dǎo)向來說是必要的。與實(shí)時(shí)地質(zhì)導(dǎo)向軟件相關(guān)的電阻率成像測(cè)井響應(yīng),可監(jiān)控井路徑以及校正井軌跡。

完井后所有的水平生產(chǎn)井和注水井都要進(jìn)行測(cè)試,以評(píng)價(jià)鉆井和完井技術(shù)的效果,從而在井設(shè)計(jì)過程中對(duì)井位置、鉆井以及完井進(jìn)行改進(jìn)。

這種規(guī)劃、地質(zhì)導(dǎo)向和井評(píng)價(jià)能帶來更好的井位置、厚的水平井有效生產(chǎn)層、PI或 II的提高,以及減少井的重復(fù)鉆探及增加工程收益。

7 結(jié)論

開發(fā)深水油田需要有高流率井,在Albacora

Leste項(xiàng)目中,長(zhǎng)水平填礫井以及開始階段大量海水的注入能實(shí)現(xiàn)這樣的要求。為了減少儲(chǔ)層的不確定性和鉆進(jìn)有效生產(chǎn)層厚度大的井 (為獲得高流率),在鉆水平井前先鉆探井。所有的生產(chǎn)井和注水井在完井后即進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)試以從根本上實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的改進(jìn)。以儲(chǔ)層為目標(biāo)的三維地震數(shù)據(jù)的采集和處理對(duì)于項(xiàng)目的成功實(shí)施非常重要。在鉆探階段,多個(gè)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的水平井位以及鉆探、測(cè)井工具的優(yōu)選和細(xì)致的地質(zhì)導(dǎo)向?qū)τ阢@得高產(chǎn)能生產(chǎn)井和注水井都是關(guān)鍵。

資料來源于美國(guó)《JPT》2006年10月

10.3969/j.issn.1002-641X.2010.9.002

2009-05-07)