程 倩，李江龍，劉中春，張宏方，王 英

(中石化石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083)

縫洞型油藏分類開(kāi)發(fā)

程 倩，李江龍，劉中春，張宏方，王 英

(中石化石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083)

縫洞型碳酸鹽巖油藏以巖溶、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的溶洞、溶蝕孔洞和裂縫系統(tǒng)為主。溶洞呈離散狀分布，是主要的儲(chǔ)集空間，裂縫是主要的流動(dòng)通道，具有埋藏深、非均質(zhì)性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)難度大等特點(diǎn)。以塔河7區(qū)為例，提出“無(wú)因次自噴累計(jì)產(chǎn)油”的概念，定量分析井點(diǎn)處的地層能量，將油井出水特征劃分為5類。結(jié)合物理模擬、單井的生產(chǎn)特征，明確5種出水類型油井鉆遇的儲(chǔ)集空間類型，分別為能量充足的溶洞型、能量欠充足的裂縫型、能量較充足的裂縫－溶洞型、能量不充足的孤立定容體型和復(fù)雜型。根據(jù)單井鉆遇的儲(chǔ)集空間類型，對(duì)油井進(jìn)行聚類分析，細(xì)化已有的縫洞單元。對(duì)細(xì)化后的縫洞單元采取不同的開(kāi)發(fā)對(duì)策，指導(dǎo)油藏分類開(kāi)發(fā)。

縫洞型碳酸鹽巖油藏;分類開(kāi)發(fā);無(wú)因次自噴累計(jì)產(chǎn)油;儲(chǔ)集空間類型;縫洞單元;塔河油田7區(qū)

引言

塔河油田縫洞型碳酸鹽巖油藏是受構(gòu)造－巖溶作用形成的縫洞系統(tǒng)控制，由多個(gè)縫洞體在空間上疊合形成的復(fù)合油氣藏［1－6］。油藏的儲(chǔ)集空間主要以溶洞為主，裂隙成網(wǎng)絡(luò)狀分布是主要的流動(dòng)通道，致密的基質(zhì)巖塊基本不具滲透性［7－8］;油藏儲(chǔ)集空間復(fù)雜，單井出水特征差異性大。李衍、戚明輝和李宗宇等人從單井動(dòng)態(tài)特征、水體來(lái)源和油藏流態(tài)等不同角度分析油井的出水特征［9－11］，將縫洞型碳酸鹽巖油藏油井的出水類型分為3種:緩慢出水、間隙出水、快速出水型。此外，劉中春［12］等人設(shè)計(jì)物理模擬實(shí)驗(yàn)，分析了不同類型儲(chǔ)集空間的出水規(guī)律，重在機(jī)理分析，不能滿足礦場(chǎng)需要。本次研究以塔河7區(qū)為例，針對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵問(wèn)題“油井出水規(guī)律”，引入“無(wú)因次自噴累計(jì)采油量”的概念，定量評(píng)價(jià)自噴油井的地層能量，劃分自噴油井出水類型。分析油井鉆遇的儲(chǔ)集空間類型，明確其生產(chǎn)特征。據(jù)此對(duì)自噴油井進(jìn)行聚類分析，細(xì)化已有的縫洞單元。對(duì)細(xì)化后的縫洞單元采取不同的開(kāi)發(fā)對(duì)策，實(shí)施油藏分類開(kāi)發(fā)，達(dá)到控水增油的目的。

1 縫洞型油藏生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征

縫洞型油藏的動(dòng)態(tài)特征主要包括:①初期產(chǎn)能高;②出水規(guī)律復(fù)雜，通常無(wú)任何征兆突然見(jiàn)水;③見(jiàn)水后生產(chǎn)特征變化大，可出現(xiàn)突然停噴、含水緩慢上升、含水下降3種情況，且以突然停噴最多;④油藏注水補(bǔ)充地層能量較盲目，油藏水竄嚴(yán)重。據(jù)此分析認(rèn)為，縫洞型油藏出水特征研究是實(shí)現(xiàn)高效開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。

2 無(wú)因次自噴累計(jì)產(chǎn)油

“無(wú)因次自噴累計(jì)產(chǎn)油”是油井自噴期內(nèi)，某一時(shí)刻的累計(jì)自噴產(chǎn)油量和油井累計(jì)自噴產(chǎn)油量的比值(式1):

式中:T為油井自噴期，d;π為無(wú)因次自噴累計(jì)產(chǎn)油;Qo(t)為t時(shí)刻的油井產(chǎn)油量，t/d。

“無(wú)因次自噴累計(jì)產(chǎn)油變化率η”是“無(wú)因次自噴累計(jì)產(chǎn)油”隨生產(chǎn)時(shí)間的變化率:

式中:η為無(wú)因次自噴累計(jì)產(chǎn)油變化率，d－1;t為自噴期生產(chǎn)時(shí)間，d。

計(jì)算分析7區(qū)4口井“無(wú)因次自噴累計(jì)產(chǎn)油”，繪制“自噴時(shí)間－無(wú)因次自噴累計(jì)產(chǎn)油”關(guān)系曲線如圖1所示:隨著自噴時(shí)間增加，無(wú)因次自噴累計(jì)產(chǎn)油增大;無(wú)因次自噴累計(jì)產(chǎn)油變化率越小，自噴采油時(shí)間越長(zhǎng)，單井地層能量越充足;其物理意義主要用來(lái)描述油井自噴產(chǎn)油能力，定量表征油井的地層能量。如圖1所示，ηA=0.000 3 d－1、ηC=0.000 8 d－1、ηB=0.001 d－1，ηD=0.004 3 d－1，ηA＜ηC＜ηB＜ηD，井點(diǎn)位置處的地層能量以A井最高、C井次之，D井最低。

圖1 塔河7區(qū)4口井自噴時(shí)間與無(wú)因次自噴累計(jì)產(chǎn)油量關(guān)系曲線

3 油井出水類型

按縫洞型油藏采油方式，將油井分為自噴采油井和抽油井2類，自噴采油井和抽油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征差異極大。研究中引入“無(wú)因次自噴累計(jì)產(chǎn)油”分析自噴采油井的出水規(guī)律。繪制塔河7區(qū)23口自噴油井的無(wú)因次自噴累計(jì)產(chǎn)油與含水率關(guān)系曲線，統(tǒng)計(jì)分析表明，曲線形態(tài)主要存在以下4種特征(圖2)，其中Ⅰ類油井10口，Ⅱ類油井4口，Ⅲ類油井4口，Ⅳ類油井5口。

Ⅰ類油井，無(wú)水采油期長(zhǎng)，油井見(jiàn)水后，含水率增加緩慢;Ⅱ類油井，開(kāi)井見(jiàn)水，含水率緩慢增加;Ⅲ類油井，無(wú)水采油期短，含水率迅速增加，至油井暴性水淹停噴;Ⅳ類油井，能量嚴(yán)重不足，不出水。

圖2 塔河7區(qū)典型無(wú)因次自噴累計(jì)產(chǎn)油量與含水率關(guān)系曲線

此外，抽油井一般表現(xiàn)為地層能量嚴(yán)重不足，累計(jì)產(chǎn)油極少。沒(méi)有自噴期，且無(wú)水采油期短或開(kāi)井見(jiàn)水，出水規(guī)律復(fù)雜。據(jù)此，縫洞型油藏抽油井的出水規(guī)律通稱為第Ⅴ類“復(fù)雜出水類”。

4 儲(chǔ)集空間類型

4.1 儲(chǔ)集空間類型

縫洞型油藏儲(chǔ)集空間類型對(duì)油井出水規(guī)律影響實(shí)驗(yàn)研究表明［12］:儲(chǔ)集空間為溶洞型，對(duì)于高黏度模擬油，見(jiàn)水后含水率變化曲線近“s”型，初期增加緩慢，短時(shí)間后快速增大，流量越大，含水率上升越快;儲(chǔ)集空間為裂縫型，底水呈活塞狀均勻推進(jìn)，未產(chǎn)生底水錐進(jìn)，見(jiàn)水后，含水率迅速達(dá)到100%，暴性水淹。

第Ⅰ類出水類型以A井為例。A井為裸眼完井，四開(kāi)鉆井期間由于多次發(fā)生井漏，鉆至井深5 583.0～5 598.15 m出現(xiàn)井涌和泥漿漏失，共漏失泥漿227.7 m3;初期日產(chǎn)油為324 t/d，油壓為11.9 MPa，截至2011年10月，累計(jì)自噴采油40× 104t。該井主要特征為:泥漿漏失嚴(yán)重，初期產(chǎn)油量高，能量充足，油井累計(jì)產(chǎn)量高，無(wú)水采油期長(zhǎng)，見(jiàn)水初期含水率緩慢上升。結(jié)合物理模擬分析認(rèn)為出水特征符合第Ⅰ類出水類型，油井鉆遇的儲(chǔ)集空間類型為溶洞型。

第Ⅱ類出水類型以C井為例。該井鉆進(jìn)過(guò)程中沒(méi)有漏失、放空現(xiàn)象。油井初期日產(chǎn)油為95 t/d，油壓為7.7 MPa;油井開(kāi)井見(jiàn)水，見(jiàn)水初期含水率上升緩慢，后期含水率迅速上升暴性水淹。結(jié)合物理模擬分析認(rèn)為:出水特征符合第Ⅱ類出水類型，油井鉆遇的儲(chǔ)集空間類型為裂縫型。

第Ⅲ類出水類型以B井為例。該井鉆至井深5 556.6 m時(shí)，出現(xiàn)放空并發(fā)生嚴(yán)重漏失。放空井段為5 556.6～5 558.7 m、5 559.3～5 560.0 m，強(qiáng)鉆至5 567.95 m后，裸眼完井。初期日產(chǎn)油為160 t/d，油壓為9 MPa，截至2011年10月，累計(jì)自噴采油4×104t。其主要特征表現(xiàn)為:泥漿漏失嚴(yán)重，初期產(chǎn)油量高，能量較充足，油井累計(jì)產(chǎn)量相對(duì)較高;油井無(wú)水采油期短，見(jiàn)水后含水率迅速上升，油井暴性水淹。結(jié)合物理模擬分析認(rèn)為:出水特征符合第Ⅲ類出水類型，油井鉆遇的儲(chǔ)集空間類型為裂縫－溶洞型。

第Ⅳ類出水類型以D井為例。油井鉆至井深5 554.35～5 554.97 m出現(xiàn)放空，漏失泥漿3.52 m3。油井裸眼完井，初期日產(chǎn)油為45 t/d，油壓為14.7 MPa，100 d后，油壓為4.6 MPa，下降迅速。油井自噴期間不出水，累計(jì)產(chǎn)油0.6×104t，表現(xiàn)為定容體彈性衰竭式生產(chǎn)特征。分析認(rèn)為:出水特征符合第Ⅳ類出水類型，油井鉆遇的儲(chǔ)集空間類型為孤立的小定容體。

第Ⅴ類復(fù)雜出水類型多表現(xiàn)為能量嚴(yán)重不足，油井不能自噴，累計(jì)產(chǎn)量極低，累計(jì)產(chǎn)油一般不超過(guò)0.1×104t。抽油后，油井多暴性水淹。分析認(rèn)為:出水特征符合第Ⅴ類出水類型的油井鉆遇的儲(chǔ)集空間類型為復(fù)雜非有效儲(chǔ)集層。

4.2 不同類型儲(chǔ)集空間的生產(chǎn)特征

溶洞型以A井為例。油井漏失放空嚴(yán)重，以裸眼完井為主。油井開(kāi)井自噴采油，能量充足，累計(jì)產(chǎn)油多，無(wú)水采油期長(zhǎng)。油井見(jiàn)水初期含水率緩慢上升，后期含水率上升迅速。

裂縫型以C井為例。油井無(wú)漏失放空現(xiàn)象，以常規(guī)完井和酸壓完井為主。油井無(wú)水采油期短或開(kāi)井見(jiàn)水，能量欠充足，累計(jì)產(chǎn)油少。見(jiàn)水初期含水率緩慢上升，后期含水率迅速上升暴性水淹。

裂縫－溶洞型以B井為例。部分油井偶見(jiàn)嚴(yán)重放空漏失現(xiàn)象，以裸眼完井和酸壓完井為主。油井能量較充足，累計(jì)產(chǎn)油相對(duì)較多，無(wú)水采油期短。油井見(jiàn)水初期，含水率逐漸增加或暴性水淹。

孤立定容體型以D井為例。油井放空、漏失程度一般，以裸眼完井為主。油井能量不充足，與底水溝通差，累計(jì)產(chǎn)油極少，不出水，表現(xiàn)為定容體彈性衰竭式生產(chǎn)特征。

復(fù)雜型，油井沒(méi)有放空、漏失現(xiàn)象。累計(jì)產(chǎn)油一般不超過(guò)0.1×104t，油井能量不足，不能自噴，抽油后出水規(guī)律復(fù)雜。

5 油藏分類開(kāi)發(fā)

5.1 細(xì)分縫洞單元

根據(jù)單井的見(jiàn)水類型，結(jié)合物理模擬和單井鉆井過(guò)程有無(wú)漏失、完井方式、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)等資料反推油井鉆遇的儲(chǔ)集空間類型，按儲(chǔ)集空間類型將油井進(jìn)行聚類分析，細(xì)化已有的縫洞單元。以塔河7區(qū)某單元為例，該單元共有油井10口，其中自噴井8口，抽油井2口。單元儲(chǔ)集空間類型包括能量充足的溶洞型、能量欠充足的裂隙型、能量較充足的裂縫－溶洞型和能量極不充足的復(fù)雜型。

5.2 分類開(kāi)發(fā)

(1)能量充足的溶洞型在衰竭開(kāi)采過(guò)程中，產(chǎn)量遞減的主要原因是含水的上升。含水達(dá)到90%意味著油水界面已接近井底［12］。針對(duì)此類單元，首先調(diào)整工作制度，控水壓錐。油井含水達(dá)90%以后，可考慮側(cè)鉆或注N2開(kāi)發(fā)。

(2)能量欠充足的裂縫型，無(wú)水采油期短或開(kāi)井見(jiàn)水，累計(jì)產(chǎn)油較少，含水增加較緩。實(shí)施堵水效果差，可考慮通過(guò)改變工作制度，改變井底壓力大小，啟動(dòng)其他小裂縫，達(dá)到增油目的。

(3)能量較充足的裂縫－溶洞型，無(wú)水采油期較短，累計(jì)產(chǎn)油較多，含水逐漸增加或暴性水淹。由于高導(dǎo)流通道會(huì)圈閉一定數(shù)量的剩余油，可考慮分析油井的出水層段，開(kāi)展堵水作業(yè)，調(diào)整工作制度，控水壓錐等方式進(jìn)行開(kāi)采。

(4)能量不充足的孤立定容體型，能量嚴(yán)重不充足，與底水溝通極差，建議采取單井吞吐補(bǔ)充地層能量，調(diào)整工作制度，控水壓錐等方式進(jìn)行開(kāi)采。

(5)能量極不充足復(fù)雜型，累產(chǎn)油極低，能量極不充足，不能自噴采油，建議開(kāi)展側(cè)鉆井技術(shù)，溝通有效儲(chǔ)集體，達(dá)增產(chǎn)目的。

6 結(jié)論

(1)通過(guò)油井的出水類型分析，揭示能量充足的溶洞型、能量欠充足的裂縫型、能量較充足的裂縫－溶洞型、能量不充足的孤立定容體型和能量極不充足的復(fù)雜型是縫洞型油藏的主要儲(chǔ)集空間類型。

(2)依據(jù)縫洞型油藏的儲(chǔ)集空間類型，細(xì)分已有的縫洞單元，針對(duì)不同類型縫洞單元提出增產(chǎn)措施建議，指導(dǎo)縫洞型油藏分類開(kāi)發(fā)。

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編輯 林樹(shù)龍

TE344

A

1006－6535(2012)05－0093－04

10.3969/j.issn.1006－6535.2012.05.023

20111217;改回日期:20120620

國(guó)家“973”項(xiàng)目“碳酸鹽巖縫洞型油藏提高采收率基礎(chǔ)研究”(2011CB201006)，國(guó)家重大專項(xiàng)“縫洞型碳酸鹽巖油藏提高開(kāi)發(fā)效果技術(shù)”(2011ZX05014－003)

程倩(1982－)，女，工程師，2006年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)石油工程專業(yè)，2009年畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)院滲流流體力學(xué)研究所流體力學(xué)專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)從事縫洞型油藏開(kāi)發(fā)方面的科研工作。