何賢科++蔡華++劉江

摘 要：海上“薄散弱”油藏由于其油層薄、砂體小、分布零散、天然能量弱，大多難以經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)。該文通過井震結(jié)合韻律層細(xì)分對(duì)比技術(shù)建立等時(shí)地層格架，儲(chǔ)層沉積學(xué)研究確定砂體成因類型，并利用疊前縱橫波聯(lián)合反演、定量地質(zhì)知識(shí)庫、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)等方法對(duì)儲(chǔ)層的空間展布進(jìn)行了精細(xì)刻畫并運(yùn)用相約束下三維地質(zhì)建模技術(shù)對(duì)其進(jìn)行定量表征。在儲(chǔ)層精細(xì)描述的基礎(chǔ)上，提出并實(shí)踐了地層自流注水開發(fā)和多底多分支水平井開發(fā)技術(shù)。實(shí)踐表明，相對(duì)于定向井衰竭式開發(fā)，單井日產(chǎn)量可提高11倍，采收率約可提高20個(gè)百分點(diǎn)，開發(fā)效果得到明顯改善，這為海上“薄散弱”油藏及類似難動(dòng)用儲(chǔ)量的經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)提供了一條新的途徑。

關(guān)鍵詞：海上油田 薄散弱油藏 地層自流注水 多底多分支水平井

中圖分類號(hào)：TE53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（a）-0040-03

隨著油田開發(fā)的不斷深入，易動(dòng)用儲(chǔ)量的挖潛潛力越來越小，難度卻越來越大，因此，難動(dòng)用儲(chǔ)量的有效開發(fā)已成為開發(fā)中后期增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要內(nèi)容[1]。難動(dòng)用儲(chǔ)量中很大一部分為“薄散弱”油藏，即油層薄，含油面積小、砂體分布零散、天然能量弱的油藏。這一類油藏采收率較低，大部分不足10%，再加上儲(chǔ)量規(guī)模小，往往難以經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)，尤其是對(duì)于海上油田。相對(duì)于陸上油田來說，受開發(fā)成本、平臺(tái)井槽、平臺(tái)空間、設(shè)施能力等方面制約，海上油田對(duì)單井產(chǎn)能、措施成本等具有更高的要求，陸上油田成熟的開發(fā)技術(shù)，并不適合在海上“薄散弱”油藏推廣應(yīng)用。本文將以X油田L(fēng)4油藏為例，探索海上“薄散弱”油藏經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)方式，并期許為類似油藏的開發(fā)提供借鑒和參考。

1 地質(zhì)概況

X油田L(fēng)4油藏位于我國海域，圈閉形態(tài)為長軸背斜，油藏埋深-2580～-2630 m，縱向上分為L4a、L4b、L4c和4d共4個(gè)小層，其中L4b和L4c為主要含油層，各小層地層厚度10～15 m，層間均有穩(wěn)定的泥巖（圖1）。

主要儲(chǔ)集砂體為三角洲前緣水下分流河道砂和河口壩砂，巖性為粉～細(xì)砂巖，儲(chǔ)層垂厚0.8～5.7 m，平均2.2 m，測井解釋孔隙度15%～21%，滲透率21mD～152mD；砂體橫向連續(xù)性較差，75%的砂體僅被單井鉆遇，單個(gè)含油砂體面積0.33～0.77 km2；油藏類型為構(gòu)造～巖性油藏，邊底水不活躍，表現(xiàn)為“薄、散、弱”特征。

2 儲(chǔ)層精細(xì)描述

為探索“薄散弱”油藏的有效開發(fā)方式，有必要先對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行精細(xì)描述[2～3]。通過探索和實(shí)踐，該文采用的通過井震結(jié)合韻律層細(xì)分對(duì)比及沉積微相研究，構(gòu)建等時(shí)地層格架、確定砂體成因，進(jìn)而采用基于地質(zhì)模式指導(dǎo)下的地質(zhì)～地震方法刻畫砂體空間展布，并以三維地質(zhì)建模技術(shù)對(duì)其精細(xì)描述的薄儲(chǔ)層描述方法，可有效提高儲(chǔ)層預(yù)測精度，本區(qū)最小可有效識(shí)別4 m左右的薄砂層。

通過對(duì)測井資料的歸一化處理及測井曲線重構(gòu)，井口巖石物理分析，合成記錄及層位標(biāo)定，利用近、中、遠(yuǎn)道3個(gè)部分疊加的地震數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的提取子波進(jìn)行反演，最終得到縱波速度、橫波速度及密度、泊松比、縱橫波速度比（Vp/Vs）等數(shù)據(jù)[4]。井震分析表明，Vp/Vs對(duì)本區(qū)儲(chǔ)層響應(yīng)較為敏感，即儲(chǔ)層的Vp/Vs表現(xiàn)為低值，大多小于1.85，而泥巖的Vp/Vs則呈現(xiàn)高值特征。圖1為反演得到的X油田L(fēng)4層Vp/Vs剖面圖，圖中井軌跡上的黃色代表砂巖，灰色代表泥巖，可見低Vp/Vs值（剖面上呈紅色、黃色）與儲(chǔ)層對(duì)應(yīng)關(guān)系良好，可以利用該屬性對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行預(yù)測。

在疊前縱橫波聯(lián)合反演的基礎(chǔ)上，通過三角洲前緣亞相的沉積模式為指導(dǎo)，輔助地層壓力資料、定量地質(zhì)知識(shí)庫、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)等信息，對(duì)砂體進(jìn)行追蹤，從而精細(xì)刻畫其在空間的展布。例如，根據(jù)河道砂體寬厚比的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，計(jì)算L4b層水下分流河道寬度為60～350m，平均為140 m；巖心古地磁分析資料表明，砂體走向?yàn)镹W120°～NW135°；因此，綜合砂體的精細(xì)刻畫，可運(yùn)用相約束下的三維地質(zhì)建模將其定量表征，從而指導(dǎo)后續(xù)的調(diào)整挖潛。

3 “薄散弱“油藏有效開發(fā)探索與實(shí)踐

在儲(chǔ)層精細(xì)描述的基礎(chǔ)上，針對(duì)“薄散弱”油藏進(jìn)行了基于多底多分支水平井技術(shù)和地層自流注水技術(shù)的開發(fā)實(shí)踐。

3.1 多底多分支水平井開發(fā)技術(shù)

3.1.1 探索實(shí)踐

本區(qū)主力含油層為L4b和L4c，含油砂體縱向上疊置，但平面上孤立分布，連續(xù)性差，單個(gè)含油砂體面積（0.37～0.77）km2，原油地質(zhì)儲(chǔ)量（8～23）×104m3，單獨(dú)開發(fā)其中任一砂體，均無經(jīng)濟(jì)效益，不具備開發(fā)價(jià)值。為實(shí)現(xiàn)這些零散砂體的有效開發(fā)，設(shè)計(jì)并實(shí)踐了多底多分支水平井技術(shù)。多底多分支水平井是指在井眼的某個(gè)深度向某個(gè)方向側(cè)鉆一個(gè)或多個(gè)水平分支，一方面可以增加泄油面積，發(fā)揮水平井高效高產(chǎn)優(yōu)勢，同時(shí)可以共用一個(gè)井眼開采不同油藏或者同一油藏不同方向上油層，增加單井動(dòng)用儲(chǔ)量[5]?；诙嗟锥喾种骄梢詫4b、L4c油藏“串糖葫蘆”式予以有效動(dòng)用，設(shè)計(jì)了A2井，并在L4b和L4c油藏各鉆2個(gè)分支（圖2）。

3.1.2 應(yīng)用效果

多底多分支水平井A2井水平段累計(jì)進(jìn)尺2268 m，共鉆遇油層1040.2 m，油層鉆遇率45.9%（表1）。該井初期自噴生產(chǎn)，日產(chǎn)油369 m3；而生產(chǎn)相同層位的A1井（分支水平井）初期日產(chǎn)油為190 m3；探井X4井（直井）DST測試日產(chǎn)油34.3 m3?？梢?，多底多分支水平井可有效提高單井初期產(chǎn)量，初期產(chǎn)量約為分支水平井的2倍、為直井的11倍。

3.2 地層自流注水開發(fā)技術(shù)

3.2.1 探索實(shí)踐

2007年針對(duì)L4b油藏鉆了一口分支水平井A1，該井4個(gè)分支水平段長度共1152 m，累計(jì)鉆遇油層612.5 m，油層鉆遇率53.2%。初期自噴生產(chǎn)，日產(chǎn)油190 m3，半年后因無法自噴改為氣舉生產(chǎn)，日產(chǎn)油20～30 m3；同時(shí)地層壓力從初期的25.5 MPa下降到16.1 MPa。分析認(rèn)為，A1井產(chǎn)量遞減快主要是由于地層能量不足所致。endprint

為改善A1井的開發(fā)效果，結(jié)合本區(qū)地質(zhì)油藏特征，進(jìn)行了地層自流注水技術(shù)的開發(fā)實(shí)踐[7]。地層自流注水是指將水體較大、能量較充足的地層水引入到需要補(bǔ)充能量的油藏，其原理是利用水源層與油層之間的壓差，達(dá)到注水開發(fā)的效果。地層自流注水具有免鉆注水井、免注水設(shè)施、免后期維護(hù)、節(jié)省平臺(tái)空間、且經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)勢，其水源可以來自需要注水油層的下部，也可以在其上部（圖3），只要水源層天然能量充沛、與注入層存在一定壓差、且地層水配伍性好即可。

在A2井開發(fā)L4b、L4c油層的同時(shí)，先鉆A2-W2注水分支，從而將上部的H3水層（砂體穩(wěn)定分布，厚度100～120 m，水體能量充沛，底部與L4b油層頂垂直距離約100 m）引入到L4b油層，實(shí)現(xiàn)地層自流注水開發(fā)（圖2）。

3.2.2 應(yīng)用效果

在2009年1月實(shí)施地層自流注水前，A1井依靠氣舉生產(chǎn)，井口油壓約2.0 MPa，產(chǎn)油量為20 m3/d；實(shí)施地層自流注水后，A1井可自噴生產(chǎn)，油壓7.9 MPa，產(chǎn)油量最高達(dá)65 m3/d。同時(shí)，2009年5月測得地層壓力為17.5 MPa，較地層自流注水前已回升了約2 MPa，表明地層自流注水已見成效。目前A1井仍在自噴生產(chǎn)，日產(chǎn)油25 m3，生產(chǎn)狀況良好。

數(shù)值模擬研究表明，L4b油藏采用衰竭式開采最終采收率為12%，實(shí)施地層自流注水后，預(yù)計(jì)油藏采收率可達(dá)32%，較衰竭式開發(fā)提高20個(gè)百分點(diǎn)。地層自流注水技術(shù)可有效提高弱水驅(qū)油藏采收率，對(duì)于需要邊緣注水、甚至大規(guī)模注水的油田（可以通過生產(chǎn)管柱的適當(dāng)優(yōu)化）也具參考價(jià)值。

4 結(jié)語

（1）采用多底多分支水平井技術(shù)開發(fā)薄、散油藏，單井日產(chǎn)量約為水平井的2倍，為直井的11倍，可有效改善薄、散油藏開發(fā)效果，這為開發(fā)中后期剩余油的高效挖潛及低豐度、難動(dòng)用儲(chǔ)量的有效開發(fā)提供了一條的新的途徑。

（2）探索并實(shí)踐了利用地層自流注水技術(shù)開發(fā)弱水驅(qū)油藏，實(shí)現(xiàn)了海上天然能量弱、平臺(tái)無注水設(shè)施的小規(guī)模油藏有效開發(fā)，并較衰竭式開發(fā)可提高采收率約20個(gè)百分點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳程.油氣田開發(fā)地質(zhì)學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，2013.

[2] 姜平，于興河，黃月銀，等.儲(chǔ)層精細(xì)描述在東方1-1氣田中的應(yīng)用[J].地學(xué)前緣，2012，19（2）：87-94.

[3] 姚云霞，劉江，張雷.疊前縱橫波聯(lián)合反演技術(shù)在PH油田薄儲(chǔ)層預(yù)測中的應(yīng)用[J].中國海上油氣，2011，23（6）：377-379.

[4] 王繼平，任戰(zhàn)利，李躍剛，等.基于儲(chǔ)層精細(xì)描述的水平井優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，42（4）：642-648.

[5] 許佩勇.水平井在薄層稠油油藏中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（20）：39-39.

[6] Kazuo Fujita.Pressure maintenance by formation water dumping for the Ratawi Limestone Oil Reservoir，Offshore Khafji[J].Journal Petroleume Technology，1982，34（4）：738-754.endprint

為改善A1井的開發(fā)效果，結(jié)合本區(qū)地質(zhì)油藏特征，進(jìn)行了地層自流注水技術(shù)的開發(fā)實(shí)踐[7]。地層自流注水是指將水體較大、能量較充足的地層水引入到需要補(bǔ)充能量的油藏，其原理是利用水源層與油層之間的壓差，達(dá)到注水開發(fā)的效果。地層自流注水具有免鉆注水井、免注水設(shè)施、免后期維護(hù)、節(jié)省平臺(tái)空間、且經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)勢，其水源可以來自需要注水油層的下部，也可以在其上部（圖3），只要水源層天然能量充沛、與注入層存在一定壓差、且地層水配伍性好即可。

在A2井開發(fā)L4b、L4c油層的同時(shí)，先鉆A2-W2注水分支，從而將上部的H3水層（砂體穩(wěn)定分布，厚度100～120 m，水體能量充沛，底部與L4b油層頂垂直距離約100 m）引入到L4b油層，實(shí)現(xiàn)地層自流注水開發(fā)（圖2）。

3.2.2 應(yīng)用效果

在2009年1月實(shí)施地層自流注水前，A1井依靠氣舉生產(chǎn)，井口油壓約2.0 MPa，產(chǎn)油量為20 m3/d；實(shí)施地層自流注水后，A1井可自噴生產(chǎn)，油壓7.9 MPa，產(chǎn)油量最高達(dá)65 m3/d。同時(shí)，2009年5月測得地層壓力為17.5 MPa，較地層自流注水前已回升了約2 MPa，表明地層自流注水已見成效。目前A1井仍在自噴生產(chǎn)，日產(chǎn)油25 m3，生產(chǎn)狀況良好。

數(shù)值模擬研究表明，L4b油藏采用衰竭式開采最終采收率為12%，實(shí)施地層自流注水后，預(yù)計(jì)油藏采收率可達(dá)32%，較衰竭式開發(fā)提高20個(gè)百分點(diǎn)。地層自流注水技術(shù)可有效提高弱水驅(qū)油藏采收率，對(duì)于需要邊緣注水、甚至大規(guī)模注水的油田（可以通過生產(chǎn)管柱的適當(dāng)優(yōu)化）也具參考價(jià)值。

4 結(jié)語

（1）采用多底多分支水平井技術(shù)開發(fā)薄、散油藏，單井日產(chǎn)量約為水平井的2倍，為直井的11倍，可有效改善薄、散油藏開發(fā)效果，這為開發(fā)中后期剩余油的高效挖潛及低豐度、難動(dòng)用儲(chǔ)量的有效開發(fā)提供了一條的新的途徑。

（2）探索并實(shí)踐了利用地層自流注水技術(shù)開發(fā)弱水驅(qū)油藏，實(shí)現(xiàn)了海上天然能量弱、平臺(tái)無注水設(shè)施的小規(guī)模油藏有效開發(fā)，并較衰竭式開發(fā)可提高采收率約20個(gè)百分點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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[4] 王繼平，任戰(zhàn)利，李躍剛，等.基于儲(chǔ)層精細(xì)描述的水平井優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，42（4）：642-648.

[5] 許佩勇.水平井在薄層稠油油藏中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（20）：39-39.

[6] Kazuo Fujita.Pressure maintenance by formation water dumping for the Ratawi Limestone Oil Reservoir，Offshore Khafji[J].Journal Petroleume Technology，1982，34（4）：738-754.endprint

為改善A1井的開發(fā)效果，結(jié)合本區(qū)地質(zhì)油藏特征，進(jìn)行了地層自流注水技術(shù)的開發(fā)實(shí)踐[7]。地層自流注水是指將水體較大、能量較充足的地層水引入到需要補(bǔ)充能量的油藏，其原理是利用水源層與油層之間的壓差，達(dá)到注水開發(fā)的效果。地層自流注水具有免鉆注水井、免注水設(shè)施、免后期維護(hù)、節(jié)省平臺(tái)空間、且經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)勢，其水源可以來自需要注水油層的下部，也可以在其上部（圖3），只要水源層天然能量充沛、與注入層存在一定壓差、且地層水配伍性好即可。

在A2井開發(fā)L4b、L4c油層的同時(shí)，先鉆A2-W2注水分支，從而將上部的H3水層（砂體穩(wěn)定分布，厚度100～120 m，水體能量充沛，底部與L4b油層頂垂直距離約100 m）引入到L4b油層，實(shí)現(xiàn)地層自流注水開發(fā)（圖2）。

3.2.2 應(yīng)用效果

在2009年1月實(shí)施地層自流注水前，A1井依靠氣舉生產(chǎn)，井口油壓約2.0 MPa，產(chǎn)油量為20 m3/d；實(shí)施地層自流注水后，A1井可自噴生產(chǎn)，油壓7.9 MPa，產(chǎn)油量最高達(dá)65 m3/d。同時(shí)，2009年5月測得地層壓力為17.5 MPa，較地層自流注水前已回升了約2 MPa，表明地層自流注水已見成效。目前A1井仍在自噴生產(chǎn)，日產(chǎn)油25 m3，生產(chǎn)狀況良好。

數(shù)值模擬研究表明，L4b油藏采用衰竭式開采最終采收率為12%，實(shí)施地層自流注水后，預(yù)計(jì)油藏采收率可達(dá)32%，較衰竭式開發(fā)提高20個(gè)百分點(diǎn)。地層自流注水技術(shù)可有效提高弱水驅(qū)油藏采收率，對(duì)于需要邊緣注水、甚至大規(guī)模注水的油田（可以通過生產(chǎn)管柱的適當(dāng)優(yōu)化）也具參考價(jià)值。

4 結(jié)語

（1）采用多底多分支水平井技術(shù)開發(fā)薄、散油藏，單井日產(chǎn)量約為水平井的2倍，為直井的11倍，可有效改善薄、散油藏開發(fā)效果，這為開發(fā)中后期剩余油的高效挖潛及低豐度、難動(dòng)用儲(chǔ)量的有效開發(fā)提供了一條的新的途徑。

（2）探索并實(shí)踐了利用地層自流注水技術(shù)開發(fā)弱水驅(qū)油藏，實(shí)現(xiàn)了海上天然能量弱、平臺(tái)無注水設(shè)施的小規(guī)模油藏有效開發(fā)，并較衰竭式開發(fā)可提高采收率約20個(gè)百分點(diǎn)。

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[5] 許佩勇.水平井在薄層稠油油藏中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（20）：39-39.

[6] Kazuo Fujita.Pressure maintenance by formation water dumping for the Ratawi Limestone Oil Reservoir，Offshore Khafji[J].Journal Petroleume Technology，1982，34（4）：738-754.endprint