汪利兵，童凱軍，馬時(shí)剛，周 蓉

(1.中海油(中國)天津分公司，天津 塘沽 300452;2.中海油(中國)有限公司，北京 100010; 3.中油吉林油田公司，吉林 松原 138000)

變質(zhì)巖潛山油藏儲(chǔ)層特征及高效開發(fā)建議

汪利兵1，童凱軍1，馬時(shí)剛2，周 蓉3

(1.中海油(中國)天津分公司，天津 塘沽 300452;2.中海油(中國)有限公司，北京 100010; 3.中油吉林油田公司，吉林 松原 138000)

渤海JZ25－1S油田太古界潛山油藏是1個(gè)孔、縫十分發(fā)育的變質(zhì)巖似層狀底水油藏，其地質(zhì)結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，具有裂縫空間發(fā)育規(guī)律差異大、潛山內(nèi)幕裂縫發(fā)育段的連通模式不明確、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層變化大、非均質(zhì)性極強(qiáng)、連續(xù)性及可對(duì)比性差等特點(diǎn)。結(jié)合JZ25－1S潛山油藏高產(chǎn)井的特點(diǎn)，從巖性、構(gòu)造裂縫發(fā)育及井型等因素出發(fā)，分析潛山油藏產(chǎn)能的主控因素，提出潛山油藏高效開發(fā)建議，為后續(xù)潛山油藏的開發(fā)提供了一定的借鑒。

裂縫;發(fā)育特征;主控因素;變質(zhì)巖;潛山油藏;渤海JZ25－1S油田

引言

JZ25－1S油田太古界潛山油藏的儲(chǔ)層孔、縫并存，巖性及孔隙空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，非均質(zhì)性程度較高，自2009年投產(chǎn)以來，油藏最高采油速度為8%，平均采油速度高達(dá)5.6%。目前已采出可采儲(chǔ)量的3.7%，油田綜合含水已達(dá)8%。據(jù)雙重介質(zhì)的數(shù)值模擬預(yù)測(cè)，油藏最終采收率在28%左右。

由于潛山裂縫性油藏非均質(zhì)性較強(qiáng)，不同部位的生產(chǎn)井的產(chǎn)能空間差異大。因此，對(duì)高產(chǎn)井的高產(chǎn)特點(diǎn)進(jìn)行分析總結(jié)，從中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以指導(dǎo)新油田后續(xù)開發(fā)，具有十分重要的意義。

1 油藏特征及開發(fā)概況

JZ25－1S油田位于渤海灣遼西凸起中北段，西邊界為遼西1號(hào)斷層，東南呈緩坡向遼中凹陷過渡，內(nèi)部斷層十分發(fā)育，遼西2號(hào)斷層將JZ25－1S油氣田構(gòu)造分為東、西2個(gè)高帶。其中，太古界潛山油藏主要位于構(gòu)造東高帶，屬于風(fēng)化體塊狀儲(chǔ)集層地貌潛山。

綜合采用巖心井壁取心薄片分析、巖心描述統(tǒng)計(jì)、常規(guī)測(cè)井、FMI井壁成像測(cè)井、聲波全波列測(cè)井及地球物理綜合識(shí)別技術(shù)對(duì)潛山儲(chǔ)層和裂縫分布特征進(jìn)行了研究［1－2］，將潛山儲(chǔ)層劃分為風(fēng)化殼、半風(fēng)化殼與基巖，儲(chǔ)層巖性以淺灰色片麻巖及其形成的碎裂巖為主，其儲(chǔ)集空間為裂縫、溶蝕孔隙及碎裂粒間孔隙，測(cè)井解釋儲(chǔ)層總孔隙度平均為6.8%，裂縫平均孔隙度為1.08%，平均滲透率為260×10－3～900×10－3μm2，基質(zhì)平均孔隙度為5.72%，小柱樣滲透率多小于1×10－3μm2。裂縫是該儲(chǔ)層最主要的儲(chǔ)集空間和油氣滲流通道，鏡下觀察裂縫多呈樹枝狀或網(wǎng)狀(圖1)，巖心觀察及成像測(cè)井資料顯示，潛山裂縫傾角以發(fā)育中高角度(20～60°)為主，走向主要有NE、NW和EW向。

2 高產(chǎn)井開發(fā)特點(diǎn)

2.1 油井初期產(chǎn)量高，非均質(zhì)性較強(qiáng)，平面產(chǎn)能差異較大

潛山油藏完鉆井型主要有水平井和定向井(包括4口水平井、2口定向井)，油藏開發(fā)初期，單井日產(chǎn)油在500 m3/d以上的5口油井，一般生產(chǎn)壓差在1.5～3.5 MPa之間，采油指數(shù)最高的A17h水平井位于構(gòu)造高部位，投產(chǎn)初期使用?6.35 mm油嘴，日產(chǎn)油為 1 600 m3/d，生產(chǎn)壓差為 0.98 MPa，采油指數(shù)高達(dá)1 525 m3/(d·MPa)。

統(tǒng)計(jì)資料較多的生產(chǎn)井產(chǎn)能差異大，累計(jì)產(chǎn)油最高的A17h井為25.3×104m3，最少的A35s井只有6.91×104m3，采油指數(shù)相差5～30倍，除了投產(chǎn)時(shí)間有一定影響外，主要跟生產(chǎn)層位有關(guān)。因此，從潛山帶生產(chǎn)井距離潛山頂部海拔高差與產(chǎn)量的關(guān)系曲線可以發(fā)現(xiàn)，潛山內(nèi)部半風(fēng)化殼與基巖段生產(chǎn)井初期日產(chǎn)油為200～500 m3/d，風(fēng)化殼及上部坡積砂巖段生產(chǎn)井4口，初期日產(chǎn)油穩(wěn)定在800～1 600 m3/d，表明淺層油井產(chǎn)能好于深層產(chǎn)能。

圖1 JZ25－1S油田片麻巖微觀裂縫特征

2.2 高產(chǎn)井穩(wěn)產(chǎn)期主要受地層能量制約

潛山油藏能量和含水變化是影響潛山裂縫性油藏開發(fā)效果的2個(gè)重要因素。根據(jù)研究區(qū)潛山油藏地質(zhì)綜合分析認(rèn)為，該油藏水體能量有限，隨著開發(fā)過程的進(jìn)行，地層能量不斷虧空。從典型單井的生產(chǎn)曲線可以看出(圖2)，全區(qū)多數(shù)井和A18井一樣，生產(chǎn)初期產(chǎn)能高，但在開發(fā)過程中，地層流壓下降速度快，地層能量虧空大，油井基本沒有穩(wěn)產(chǎn)期。而含水基本處于2%以下，油井仍處于無水采油期，也體現(xiàn)出該區(qū)底水能量不強(qiáng)的特點(diǎn)。

圖2 典型油井日生產(chǎn)曲線(A18井)

2.3 高產(chǎn)井井口溫度高

潛山油藏的高產(chǎn)井正常生產(chǎn)時(shí)，井口溫度一般都在35～75℃之間。對(duì)于不含水的油井來說，一般生產(chǎn)井產(chǎn)液量越高，井口溫度也越高。當(dāng)日產(chǎn)油大于1 000 m3/d，井口溫度約為65℃;當(dāng)日產(chǎn)油為500～1 000 m3/d時(shí)，井口溫度為55～65℃;當(dāng)日產(chǎn)油小于500 m3/d時(shí)，井口溫度為45～55℃。根據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律顯示，產(chǎn)液量越低，井口溫度變化幅度越大;在產(chǎn)量相同情況下，含水油井的溫度高于不含水的油井的溫度。即使在產(chǎn)量穩(wěn)定的情況下，隨著開采時(shí)間增長(zhǎng)，井口溫度不但不下降，還略有上升，這是因?yàn)殡S著油井累計(jì)產(chǎn)量的增加，油水界面上升，深部溫度高的底水不斷向潛山頂部油井流動(dòng)，反映出潛山內(nèi)幕含有一定體積的水體存在。

2.4 完井方式采用篩管完井

根據(jù)國內(nèi)外潛山油氣田的經(jīng)驗(yàn)，完井方式可以分為防砂型和非防砂型。美國、墨西哥、埃及等國家及中國的遼河油田都以尾管射孔為主，裸眼完井只占極少數(shù);伊朗、伊拉克等中東國家及中國部分油田多采用先期裸眼完井方式［3－5］。而對(duì)裂縫性變質(zhì)巖潛山油藏的儲(chǔ)層，巖性較堅(jiān)硬、致密，井壁穩(wěn)定不易坍塌，可以不考慮防砂，采取非防砂完井方式。JZ25－1S裂縫性潛山油藏儲(chǔ)層完井方法采用下篩管+盲管(封堵特殊巖性段)簡(jiǎn)易防砂的裸眼完井方式，油層完全裸露，使油層具有最大的滲流面積，產(chǎn)能較高。

3 高產(chǎn)井產(chǎn)能影響因素分析

3.1 巖性是影響儲(chǔ)集性能及油井產(chǎn)能的基本因素

依據(jù)巖心觀察和薄片鑒定結(jié)果可知，JZ25－1S油田太古界潛山基底巖性為1套混合巖化的花崗片麻巖，巖性較單一，鏡下具明顯碎裂結(jié)構(gòu)。按照長(zhǎng)石礦物的種類及其相對(duì)含量可細(xì)分為斜長(zhǎng)片麻巖和二長(zhǎng)片麻巖。

斜長(zhǎng)片麻巖和二長(zhǎng)片麻巖的組成礦物均包括長(zhǎng)石(斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石等)、石英、少量暗色礦物及方解石等副礦物，其區(qū)別主要在于長(zhǎng)石中斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石的含量不同。斜長(zhǎng)片麻巖中石英、斜長(zhǎng)石含量占40% ～70%［1］，暗色礦物含量多小于30%［6］，而石英、斜長(zhǎng)石均屬脆性粒狀礦物，在構(gòu)造應(yīng)力下易產(chǎn)生裂縫，暗色礦物為相對(duì)韌性礦物，不易產(chǎn)生裂縫。平面分布上，研究區(qū)儲(chǔ)層巖性中的暗色礦物由西往東逐漸減少;而在北東往南西走向上，黑云母減少，角閃石增加，暗色礦物總量上無明顯規(guī)律?？傮w上來說，JZ25－1S潛山巖性整體變化不大，屬于片麻巖類及其碎裂巖類，其中的暗色礦物的含量變化對(duì)儲(chǔ)集層有一定的影響。而巖性對(duì)產(chǎn)能的影響也存在，構(gòu)造北部暗色礦物含量高的斜長(zhǎng)片麻巖仍然可以獲得高產(chǎn)。

3.2 構(gòu)造裂縫的發(fā)育程度是潛山油藏高產(chǎn)的關(guān)鍵因素

斷裂作用形成的各級(jí)裂縫是控制有效油氣儲(chǔ)層的關(guān)鍵因素，油氣顯示較好的井段均與裂縫發(fā)育程度有關(guān)。裂縫在空間的分布受各構(gòu)造期次的應(yīng)力場(chǎng)及巖性控制，其規(guī)律十分復(fù)雜。

影響潛山儲(chǔ)層發(fā)育的因素有巖性、古地貌、埋深、風(fēng)化作用、潛水和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等。潛山油藏的形成與演化主要受構(gòu)造活動(dòng)特別是斷裂作用的影響，是裂縫形成、發(fā)育、分布及演化的主要控制因素［7］。變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間以裂縫為主，巖性和斷層是影響裂縫發(fā)育的主要因素。隨著淺色礦物增加，巖石脆性增大，裂縫發(fā)育程度增強(qiáng)，儲(chǔ)集性能變好。在斷層附近，受斷層兩盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的擾動(dòng)應(yīng)力作用，碎裂巖裂縫發(fā)育，儲(chǔ)集性能較好。由于受印支、燕山和喜山等多期強(qiáng)烈構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和長(zhǎng)期風(fēng)化剝蝕的影響，太古界變質(zhì)巖潛山頂面風(fēng)化殼及內(nèi)幕層中以裂縫發(fā)育為主、溶蝕為輔的良好儲(chǔ)集空間［8］。通過對(duì)研究區(qū)變質(zhì)巖儲(chǔ)層特征進(jìn)行分析認(rèn)為，研究區(qū)潛山儲(chǔ)層受巖性、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及風(fēng)化溶蝕作用等因素影響，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是主控因素;基巖巖性較為單一;而風(fēng)化溶蝕作用對(duì)于儲(chǔ)集空間有一定影響，主要是對(duì)裂縫儲(chǔ)層的進(jìn)一步改造。

以裂縫數(shù)值模擬預(yù)測(cè)為主，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造和多種裂縫預(yù)測(cè)技術(shù)綜合分析得出，JZ25－1S變質(zhì)巖儲(chǔ)集層裂縫的主要展布方向?yàn)榕c大斷裂平行的北東—南西向和與大斷層斜交的北北西—南南東向。裂縫發(fā)育與斷層關(guān)系十分密切，斷層附近往往是裂縫較為發(fā)育的區(qū)域，依據(jù)反演結(jié)果進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)可知，縱向上JZ25－1S潛山的風(fēng)化殼—半風(fēng)化殼裂縫儲(chǔ)層發(fā)育;平面上裂縫儲(chǔ)層主要集中發(fā)育于中部的2、7井區(qū)和北面的1、8井區(qū)(圖3)。其中，2、7井區(qū)已實(shí)施的開發(fā)井均部署在潛山頂部50 m范圍內(nèi)，最終均獲高產(chǎn)。

圖3 風(fēng)化殼—半風(fēng)化殼有效裂縫儲(chǔ)層厚度

3.3 水平井開發(fā)提高油井采油指數(shù)，是保持油井長(zhǎng)期高產(chǎn)的重要因素

JZ25－1S潛山開發(fā)井完鉆井井型主要有水平井和定向井2類。裂縫性儲(chǔ)層在研究區(qū)西部翹傾構(gòu)造高部位發(fā)育，潛山的局部高點(diǎn)控制潛山儲(chǔ)集層的分布。此外，構(gòu)造頂部的風(fēng)化殘積物是變質(zhì)巖潛山中最好的儲(chǔ)集層類型之一，其孔隙類型以類似于砂礫巖粒間孔隙的塊體間孔隙及其溶蝕擴(kuò)大孔隙為主，孔滲性較好，但該優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層在區(qū)域內(nèi)沒有大面積分布，主要分布于局部高點(diǎn)相對(duì)較高位置的寬緩斜坡區(qū)［8］。其中，已投產(chǎn)開發(fā)水平井也主要分布在該構(gòu)造高部位的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層中，再加上中高角度裂縫的上下溝通及水平井自身的優(yōu)勢(shì)，采用水平井開發(fā)可大大提高油井采油指數(shù)，擴(kuò)大連通范圍，增加控制可動(dòng)儲(chǔ)量，開發(fā)后的實(shí)際情況也表明，水平井初期產(chǎn)能為定向井的2～3倍;生產(chǎn)6個(gè)月以上，水平井產(chǎn)能仍為定向井的3倍左右，且基本不含水，處于無水采油期，表明了采用水平井開發(fā)是保持潛山油藏油井長(zhǎng)期高產(chǎn)的重要因素之一。

4 潛山裂縫性油藏高效開發(fā)建議

4.1 井網(wǎng)不斷優(yōu)化調(diào)整，提高儲(chǔ)量動(dòng)用率

JZ25－1S變質(zhì)巖潛山油藏的原油主要聚集在基巖儲(chǔ)集空間內(nèi)，儲(chǔ)層非均質(zhì)性極強(qiáng)。早期采用定向井不規(guī)則三角形井網(wǎng)開發(fā)，開發(fā)過程中逐步優(yōu)化調(diào)整開發(fā)方案，在構(gòu)造頂部部署水平井開發(fā)，逐步提高原油儲(chǔ)量動(dòng)用率，極大地改善油田的整體開發(fā)效果，保證了水平段最大程度上鉆遇裂縫儲(chǔ)層，擴(kuò)大泄油面積，最終均獲得單井高產(chǎn)。

4.2 底部人工注水保持地層壓力，提高油藏采收率

在油田早期對(duì)底水水體強(qiáng)弱認(rèn)識(shí)不清的情況下，采取油井衰竭開發(fā)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)單井含水變化情況，經(jīng)過一段時(shí)間的高速、高效開采，發(fā)現(xiàn)位于構(gòu)造低部位的定向井均處于低含水或者不含水狀態(tài)，而且潛山各部位油井井底流壓下降較快。因此，最終決定在潛山油藏內(nèi)部構(gòu)造底部試注水，通過注水建立起人工底水，減緩地層壓力下降速度使其最終趨于穩(wěn)定。目前試注水對(duì)周邊生產(chǎn)井有一定影響，單井遞減率有所降低，進(jìn)一步的注水效果有待于科學(xué)論證，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)注水強(qiáng)度、注水部位以及地層壓力的監(jiān)測(cè)和注采過程的調(diào)整。

4.3 加強(qiáng)油藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與管理，及時(shí)進(jìn)行開發(fā)調(diào)整

潛山油藏的開發(fā)成敗很大程度上取決于油藏地層壓力的保持程度，目前最常用的手段就是注水保壓。因此，需要加強(qiáng)油藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和管理，應(yīng)用生產(chǎn)測(cè)井、同位素檢測(cè)及流線模擬等方法監(jiān)測(cè)或模擬注入水的水驅(qū)前緣，保證注入水的均勻推進(jìn)，及時(shí)對(duì)油藏注采過程進(jìn)行調(diào)整，防止注入水沿大孔大縫發(fā)生水竄，暴性水淹油井。力爭(zhēng)在合理注水保壓與降低單井含水之間找到平衡點(diǎn)，最大程度上提高潛山油藏的開發(fā)效果。

5 結(jié) 論

(1)通過對(duì)JZ25－1S油田潛山油藏生產(chǎn)井動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)油井初期產(chǎn)能較高，而且位于構(gòu)造高部位的水平井生產(chǎn)能力更強(qiáng)。

(2)分析控制潛山油藏油井產(chǎn)能的各種因素，認(rèn)為巖性是控制儲(chǔ)集性能及油井產(chǎn)能的基本因素，在全區(qū)巖性變化不大的前提下，對(duì)油井產(chǎn)能影響有限;構(gòu)造裂縫的發(fā)育程度是潛山油藏高產(chǎn)的主控因素，此外，水平井可提高單井產(chǎn)能及控制儲(chǔ)量。

(3)從潛山油藏的高速高效角度考慮，及時(shí)優(yōu)化井網(wǎng)調(diào)整，同時(shí)相應(yīng)調(diào)整開發(fā)思路，如提高儲(chǔ)量動(dòng)用率、實(shí)施底部人工注水保持地層壓力、加強(qiáng)油藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與管理等，可最終提高潛山油藏可采儲(chǔ)量與采收率。

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編輯 黃華彪

TE122.2

A

1006－6535(2012)04－0029－04

10.3969/j.issn.1006－6535.2012.04.008

20110819;改回日期:20111212

國家重大專項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”(2011ZX05057－001)

汪利兵(1980－)，男，工程師，1998年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)資源勘查工程專業(yè)，2005年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)從事油氣油田開發(fā)地質(zhì)研究工作。