桑林翔，楊萬(wàn)立，楊浩哲，王立龍，李 婷

(中油新疆油田分公司，新疆 克拉瑪依 834000)

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重18井區(qū)J3q3層夾層分布對(duì)SAGD開(kāi)發(fā)效果的影響

桑林翔，楊萬(wàn)立，楊浩哲，王立龍，李 婷

(中油新疆油田分公司，新疆 克拉瑪依 834000)

夾層的存在影響蒸汽腔的垂向擴(kuò)展以及泄液，從而影響SAGD的開(kāi)發(fā)效果。根據(jù)風(fēng)城油田重18井區(qū)SAGD區(qū)J3q3儲(chǔ)層夾層的電性、物性特征對(duì)其進(jìn)行了劃分，識(shí)別出夾層的物質(zhì)組成，并進(jìn)一步確定了夾層的分布范圍。通過(guò)數(shù)模研究，分析了不同夾層位置和展布范圍對(duì)SAGD生產(chǎn)的影響，注汽井上方夾層可導(dǎo)致蒸汽腔垂向發(fā)育減緩，注汽井和生產(chǎn)井井間夾層可導(dǎo)致無(wú)法形成有效泄液通道。與動(dòng)態(tài)實(shí)例結(jié)合，證實(shí)了井間夾層對(duì)生產(chǎn)的影響大于注汽井上方夾層。該研究為SAGD效果分析、井位部署、措施制訂等提供了技術(shù)支撐。

SAGD；夾層；開(kāi)發(fā)效果；影響；重18井區(qū)

引 言

理想狀態(tài)下，SAGD開(kāi)發(fā)中蒸汽通過(guò)注汽井注入地層后，釋放汽化潛熱，加熱高黏度油層，黏度降低后的高溫油水混合物在重力作用下流入生產(chǎn)井而被采出。前人研究表明，夾層的存在對(duì)蒸汽腔的擴(kuò)展、井間泄液形成一定程度的阻礙，從而導(dǎo)致SAGD井組的產(chǎn)油量降低，產(chǎn)油高峰到來(lái)時(shí)間延遲，對(duì)SAGD井組的生產(chǎn)效果造成嚴(yán)重影響[1-2]。因此，夾層識(shí)別以及不同夾層對(duì)SAGD生產(chǎn)影響研究尤為重要。重18井區(qū)南部J3q3層為SAGD主力開(kāi)發(fā)層系，其沉積環(huán)境為超覆填平型近源辮狀河沉積[3]，主要巖性為細(xì)砂巖、中細(xì)砂巖、含礫砂巖和不穩(wěn)定分布的砂礫巖，區(qū)域內(nèi)夾層較發(fā)育[4]，主要存在物性和巖性?shī)A層，物性?shī)A層滲透率在100×10-3μm2以下，巖性?shī)A層由于受不同巖性控制，垂向滲透率變化范圍較大。目前該區(qū)投產(chǎn)井組16對(duì)，平均日產(chǎn)油為11.25 t/d，生產(chǎn)效果較差。通過(guò)精確認(rèn)識(shí)油藏夾層特征，全面掌握夾層分布對(duì)SAGD生產(chǎn)的影響，制訂合理生產(chǎn)調(diào)控措施，將有效提高SAGD開(kāi)發(fā)效果。

1 重18井區(qū)J3q3層夾層研究

1.1 夾層識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)對(duì)重18井區(qū)SAGD區(qū)J3q3層巖心觀察，分析其電性[5]、物性特征[6]，采用巖性分類方法建立典型單井剖面，利用典型剖面對(duì)未取心井進(jìn)行夾層識(shí)別，建立該區(qū)夾層識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)[7-8](表1)。

表1 重18井區(qū)南部SAGD區(qū)J3q3層巖性、物性?shī)A層識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)

分析表明，夾層主要分為2種類型：①巖性?shī)A層，主要巖性為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)細(xì)砂巖[9]及砂礫巖，孔隙度為7.2%～25.3%，滲透率為0.01×10-3～300.00×10-3μm2，深淺側(cè)向電阻率下降幅度明顯，深側(cè)向電阻率與幅度差減小，自然伽馬值明顯回返，但未達(dá)到泥巖基線，密度升高；②物性?shī)A層，主要巖性為泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)細(xì)砂巖，孔隙度為20.4%～26.0%，滲透率為20×10-3～200×10-3μm2，深側(cè)向電阻率曲線介于泥巖和砂巖之間，有一定幅度差，密度較高，自然伽馬值幅度較低。

1.2 夾層分布特征

根據(jù)夾層識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)對(duì)J3q3層進(jìn)行夾層刻畫，明確該區(qū)2類夾層的分布規(guī)律。

(1) 巖性?shī)A層分布特征。純泥巖夾層主要分布在J3q3層西北部和東南部，呈連片狀和點(diǎn)狀分布，厚度為0.20～4.00 m，平均為0.80 m(圖1a)；粉砂質(zhì)泥巖夾層主要分布在J3q3層北部，北厚南薄，厚度為0.30～2.61 m，平均為0.50 m(圖1b)；鈣質(zhì)砂巖夾層總體沿物源一帶發(fā)育，北薄南厚，呈連片狀或條帶狀分布，厚度為0.10～1.38 m，平均為0.15 m(圖1c)；砂礫巖夾層全區(qū)均有發(fā)育，主要分布在J3q3層的西北部與東南部，呈片狀分布，厚度為0.50～2.54 m，平均為0.50 m(圖1d)。

(2) 物性?shī)A層分布特征。物性?shī)A層在J3q3層全區(qū)均有發(fā)育，從北西向到南東向呈連片分布，其分布范圍與巖性?shī)A層基本一致，厚度為0.50～5.59 m，平均為1.28 m(圖1e)。研究認(rèn)為，巖性?shī)A層在阻隔流體滲流的同時(shí)，由于附近巖性變化，分選性較差，對(duì)周圍砂巖物性造成較大影響，易形成物性?shī)A層[10]。

圖1 重18井區(qū)南部SAGD區(qū)J3q3層夾層厚度分布

2 夾層對(duì)SAGD開(kāi)發(fā)效果的影響

結(jié)合夾層與SAGD井組相對(duì)位置情況，統(tǒng)計(jì)重18井區(qū)J3q3層SAGD井組的生產(chǎn)效果(表2)。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：夾層影響SAGD開(kāi)發(fā)效果，無(wú)夾層時(shí)油汽比最高為0.21；注汽井和生產(chǎn)井之間的夾層影響程度大于注汽井上方夾層的影響程度，注汽井和生產(chǎn)井之間存在夾層時(shí)，油汽比低于注汽井上方存在夾層時(shí)的油汽比。建立該區(qū)夾層三維模型[11]，對(duì)注汽井上方存在夾層與注汽井和生產(chǎn)井之間存在夾層的2類典型情況做進(jìn)一步研究[12-13]。

表2 重18井區(qū)J3q3層4類夾層分布情況時(shí)的生產(chǎn)效果

2.1 注汽井上方存在夾層

建立夾層單體展布范圍為10 m，距離注汽井正上方為1、3、6、10 m的模型。模擬結(jié)果顯示：夾層距離注汽井越近，蒸汽腔向上擴(kuò)展趨勢(shì)越弱，繞過(guò)夾層的能力越弱，夾層距離注汽井上方6 m范圍以內(nèi)時(shí)對(duì)生產(chǎn)影響大。建立夾層單體展布范圍為8、12、16、20、24、28 m，距離注汽井上方為6 m的模型。模擬結(jié)果顯示：夾層展布范圍越大，蒸汽腔繞過(guò)夾層需要的時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)量高峰值越遲出現(xiàn)，夾層展布范圍每增加4 m，產(chǎn)量高峰值推遲0.5 a(圖2)。

圖2 夾層分布于注汽井上方產(chǎn)量預(yù)測(cè)

以FHW212井組為例。注汽井上方發(fā)育砂礫夾層，長(zhǎng)度為264 m，寬度為20～100 m，高度為6.6 m。水平段后段蒸汽腔垂向上升暫時(shí)受到影響，全水平段均有泄液，石油地質(zhì)儲(chǔ)量可全部動(dòng)用。目前該井組平均日產(chǎn)油為12 t/d，油汽比為0.17，蒸汽腔繞過(guò)夾層后開(kāi)發(fā)效果還可進(jìn)一步提升。

2.2 注汽井和生產(chǎn)井之間存在夾層

建立夾層單體展布范圍為6 m，距離生產(chǎn)井為1、2、3、4 m的模型。模擬結(jié)果顯示：夾層距離生產(chǎn)井越近，對(duì)蒸汽腔泄下的流體阻擋作用越強(qiáng)，當(dāng)距離在3 m以下時(shí)，井間液體流動(dòng)性明顯變?nèi)酢＝A層單體展布范圍為6、10、14、18 m，距離生產(chǎn)井3 m的模型。模擬結(jié)果顯示：夾層展布范圍越大，阻礙井間流體的流動(dòng)性越強(qiáng)，井間泄液面積越少，夾層超過(guò)6 m后，產(chǎn)量高峰值越延遲且高峰值越低[14-16](圖3)。

以FHW3091井組為例。注汽井和生產(chǎn)井之間水平段后段發(fā)育泥質(zhì)夾層，長(zhǎng)度為207 m，寬度為140 m，高度為1.4 m。從蒸汽腔發(fā)育情況可知，由于夾層的存在，水平段后段蒸汽腔無(wú)法發(fā)育，影響水平段后段正常泄液，導(dǎo)致后段蒸汽腔難以發(fā)育。該井組平均日產(chǎn)油為9 t/d，油汽比為0.13。與注汽井上方存在夾層時(shí)對(duì)比，生產(chǎn)效果明顯變差。

圖3 夾層分布于注汽井與生產(chǎn)井之間產(chǎn)量預(yù)測(cè)

綜上分析，由于注汽井上方夾層導(dǎo)致蒸汽腔垂向發(fā)育減緩，在注汽井和生產(chǎn)井之間時(shí)無(wú)法形成有效泄液通道，嚴(yán)重影響井組生產(chǎn)效果。通過(guò)動(dòng)態(tài)分析，充分證實(shí)注汽井和生產(chǎn)井之間夾層對(duì)生產(chǎn)的影響遠(yuǎn)大于注汽井上方夾層的影響，井位部署時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)井間夾層，與注汽井上方夾層保持一定的距離。對(duì)于存在夾層的井組應(yīng)盡快開(kāi)展調(diào)整治理措施。

3 結(jié) 論

(1) 重18井區(qū)南部SAGD區(qū)齊古組油藏J3q3層夾層劃分為泥巖類、鈣質(zhì)砂類、砂礫巖類等巖性?shī)A層和砂巖類物性?shī)A層。

(2) 巖性?shī)A層以泥巖類和鈣質(zhì)砂巖類為主，全區(qū)分布廣泛，且長(zhǎng)、寬均在100 m以上，屬于主要滲流屏障。由于巖性變化導(dǎo)致砂巖物性降低，故物性?shī)A層主要在巖性?shī)A層周邊發(fā)育。

(3) 當(dāng)夾層存在于注汽井上方時(shí)會(huì)阻礙蒸汽腔垂向上升，當(dāng)夾層存在于注汽井和生產(chǎn)井之間時(shí)會(huì)阻礙泄液。

(4) 結(jié)合數(shù)值模擬與現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)，證明井間夾層對(duì)SAGD開(kāi)發(fā)的影響較注汽井上方夾層影響大，井位部署時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)井間夾層。對(duì)于存在夾層的井組應(yīng)盡快開(kāi)展治理調(diào)整措施。

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編輯 姜 嶺

20150131；改回日期：20150410

中國(guó)石油天然氣股份有限公司“新疆大慶”重大科技專項(xiàng)“淺層稠油、超稠油開(kāi)發(fā)技術(shù)研究與應(yīng)用(2012E-34-05)

桑林翔(1973-)，男，高級(jí)工程師，1996年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院油藏工程專業(yè)，現(xiàn)從事油田開(kāi)發(fā)管理工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.03.020

TE345

A

1006-6535(2015)03-0081-04