于蓬勃

（中國(guó)石油遼河金馬油田開發(fā)公司，遼寧盤錦124010）

低含油飽和度油藏成因研究與開發(fā)實(shí)踐
——以遼河油田W38塊東二段為例

于蓬勃

（中國(guó)石油遼河金馬油田開發(fā)公司，遼寧盤錦124010）

遼河油田W38塊東二段直井開發(fā)存在油井低產(chǎn)液、普遍高含水等問題，斷塊長(zhǎng)期低速開采。利用測(cè)井解釋、巖心分析、數(shù)值模擬及動(dòng)態(tài)分析等技術(shù)手段，揭示了區(qū)塊為含有可動(dòng)水的低含油飽和度油藏。從油氣運(yùn)移及成藏機(jī)理出發(fā)，研究了油藏低含油飽和度的成因。按照分層開發(fā)的技術(shù)思路，利用水平井技術(shù)提高單井產(chǎn)量，累計(jì)實(shí)施水平井20口，區(qū)塊產(chǎn)量由3.2萬噸上升至6.7萬噸，采收率提高7.8%，大幅度改善了W38塊東二段低含油飽和度油藏的開發(fā)效果。

低含油飽和度油藏；水平井；分層開發(fā)；提高采收率

1 油藏概況

W38塊構(gòu)造上位于遼河斷陷盆地中央隆起南部?jī)A沒帶的北端，構(gòu)造形態(tài)為斷鼻構(gòu)造。屬于濱淺湖相三角洲沉積體系，主力開發(fā)層?xùn)|二段儲(chǔ)層巖石以中細(xì)砂巖為主，平均孔隙度31.8%，平均滲透率1 088× 10-3μm2，20℃地面原油密度為0.98 g/cm3，50℃地面原油黏度為5 757 mPa·s，含蠟量1.85%，油藏類型為低含油飽和度層狀邊水普通稠油油藏。

東二段1992年以蒸汽吞吐方式投入開發(fā)，斷塊開發(fā)具有“上產(chǎn)快、穩(wěn)產(chǎn)期短、遞減快，長(zhǎng)期低速開采”的特點(diǎn)。開發(fā)初期油井普遍采用多層合采方式，導(dǎo)致層間干擾嚴(yán)重，75%的油井在不同程度上受到層間干擾影響，油藏在平面上表現(xiàn)處處見水，同時(shí)由于直井出砂問題導(dǎo)致油井產(chǎn)液量低，到2005年底，區(qū)塊綜合含水89.2%，平均單井產(chǎn)液量16.8 m3/d，采油速度僅為0.3%。

2 低含油飽和度油藏特征及成因

2.1 低含油飽和度油藏特征

綜合應(yīng)用測(cè)井資料解釋、巖心分析、數(shù)值模擬及動(dòng)態(tài)分析等手段，明確W38塊東二段為含有可動(dòng)水的低含油飽和度油藏。

1）測(cè)井資料解釋

根據(jù)東二段130口油井測(cè)井解釋成果，東二段油層原始含油飽和度50%～60%，平均為55%。根據(jù)電阻率—孔隙度交會(huì)圖版，確定油層和油水過渡帶分界線為So≥40%，含油飽和度高值主要分布在構(gòu)造高、儲(chǔ)層物性較好部位。

2）巖心分析

W38塊水平井導(dǎo)眼井巖心核磁共振測(cè)試分析表明，東二段油層含有可動(dòng)水，可動(dòng)水飽和度最低為4.22%，最高為15.64%，平均為10.8%（表1），油藏共存水飽和度高達(dá)47.6%。

3）數(shù)值模擬

給定束縛水飽和度為25%，初始含水飽和度為35%，即油藏具有10%的可動(dòng)水，據(jù)此參數(shù)建立地質(zhì)模型，對(duì)典型井W38-30-27進(jìn)行歷史擬和，結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)擬合相當(dāng)（圖1），說明該塊為含有可動(dòng)水的低含油飽和度油藏。

4）生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征

研究表明[1-2]，低含油飽和度油藏采油特征與常規(guī)油藏采油特征存在明顯的不同，低含油飽和度油藏沒有無水采油期，采油初期就快速進(jìn)入高含水采油期。

圖1 W38-30-27井歷史擬合曲線Fig.1 History matching curves of well W38-30-27

W38塊東二段油層綜合含水在60%以下時(shí)，采出程度僅2.3%，斷塊沒有無水采油期。從2、4小層已投產(chǎn)水平井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)看，水平井投產(chǎn)初期平均含水高達(dá)84.3%；平均單井累計(jì)產(chǎn)油8 400 t，其中含水大于90%階段產(chǎn)量占到總產(chǎn)量的82.0%。

2.2 低含油飽和度成因研究分析

根據(jù)油氣運(yùn)移及成藏機(jī)理研究分析[3-6]，東二段低含油飽和度主要受油氣供給運(yùn)移條件、構(gòu)造幅度、孔喉結(jié)構(gòu)及潤(rùn)濕性等因素影響。

1）油氣供給及運(yùn)移條件

清水洼陷是遼河油田西部凹陷主力生油洼陷之一，洼陷沉積巨厚的沙四段、沙三段暗色湖相泥巖是清水洼陷兩套主要烴源巖，在沙一、二段早期開始進(jìn)入生排烴，東營(yíng)組沉積早期為生排烴高峰期，東二段沉積末期，潛在烴已基本完全排出。

斷層運(yùn)移是W38塊主要油氣運(yùn)移通道之一，臺(tái)安―大洼斷層是一條從基底發(fā)育的同沉積斷層，是控制清水洼陷沉積的東部邊界斷裂，臺(tái)安―大洼斷層直接和清水洼陷生油巖相接觸，為清水洼陷生成的大量油氣提供了垂向運(yùn)移通道，油氣通過臺(tái)安―大洼斷層運(yùn)移達(dá)到其在小洼地區(qū)主要分支洼38斷層，洼38斷層的活動(dòng)為大洼斷層的油氣向東運(yùn)移提供了通道，經(jīng)過沙三段時(shí)期的充填沉積，到東二段時(shí)期活動(dòng)逐漸變?nèi)踔敝镣Ｖ?，造成東二段油氣富集程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于東三段，油藏原始含油飽和度偏低（圖2）。

表1 W38塊東二段核磁共振解釋成果Table 1 Nuclear magnetic resonance(NMR)interpreting results of Dong2 member in W38 block

圖2 W38塊油氣成藏模式Fig.2 Hydrocarbon accumulation patterns of W38 block

2）構(gòu)造幅度

儲(chǔ)集層在靜水條件下，油氣二次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿κ怯偷纳细×?，上浮力的大小和油柱高度、地層傾角的正弦值成正比。W38塊東二段構(gòu)造繼承性強(qiáng)，總體為受西部大洼斷層、北部洼38斷層反向遮擋的南傾斷鼻構(gòu)造，構(gòu)造形態(tài)寬緩，北部高，向南東、南南西方向傾沒，地層傾角2o～6o。由于構(gòu)造幅度低，油氣上浮力低，油氣運(yùn)移到圈閉的動(dòng)力小，因此，在成藏過程中儲(chǔ)層孔隙中原生水驅(qū)替不充分，造成東二段油藏含油飽和度偏低。

3）微觀孔隙結(jié)構(gòu)及潤(rùn)濕性

圖3 W38塊東二段儲(chǔ)層喉道分布直方Fig.3 Reservoir throat distribution histogram of Dong2 member in W38 block

油氣在驅(qū)替儲(chǔ)集層中原生地層水過程中，必須克服毛細(xì)管阻力，影響毛細(xì)管阻力的主要因素有孔隙喉道大小分布及儲(chǔ)層潤(rùn)濕性，隨著孔喉半徑的減小和潤(rùn)濕性的增大，石油進(jìn)入儲(chǔ)層孔隙的難度加大[4]。

東二段喉道分布具有典型的雙峰特征（圖3），成藏過程中油氣只能飽和于較大孔喉控制的孔隙空間，大量的小孔隙和微孔仍為地層水占據(jù)，油驅(qū)水置換程度低。巖心潤(rùn)濕性試驗(yàn)結(jié)果表明，東二段相對(duì)水濕性最高98.53%，儲(chǔ)層強(qiáng)親水的特性增大了毛細(xì)管阻力，造成了油藏含油飽和度低。

3 水平井分層開發(fā)技術(shù)研究

針對(duì)東二段低含油飽和度油藏開發(fā)特點(diǎn)，提出分層開發(fā)技術(shù)路線，以小層、單砂體為單元，利用水平井技術(shù)實(shí)現(xiàn)提液增油，提高東二段儲(chǔ)量動(dòng)用程度，改善油藏開發(fā)效果。

3.1 水平井分層開發(fā)可行性

3.1.1 分層技術(shù)開發(fā)優(yōu)勢(shì)

1）水平井泄油面積大，根據(jù)東二段油藏參數(shù)計(jì)算，在相同生產(chǎn)壓差下，水平井與直井產(chǎn)液指數(shù)之比（Jh/Jv）為4.5，水平井具有大幅度提液的潛力。

2）水平井開采單砂體及直井單采挖潛，有效避免直井多層開發(fā)層間干擾問題。

3.1.2 水平井適應(yīng)性研究

根據(jù)水平井適應(yīng)性篩選標(biāo)準(zhǔn)分析（表2），洼38塊東二段適合采取水平井開發(fā)。

3.2 水平井參數(shù)優(yōu)化

通過對(duì)東二段各小層生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析，在剩余油飽和度較高d22、d24及d27等主力小層剩余油富集區(qū)開展水平井部署。

1）厚度下限

研究表明，東二段水平井累積產(chǎn)量隨著有效厚度增加成近線性增加，按照經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)計(jì)算極限累積產(chǎn)量1.2萬噸標(biāo)準(zhǔn)，布井區(qū)厚度底限為4 m。

2）水平段長(zhǎng)度

均質(zhì)油藏隨著水平段長(zhǎng)度的增加，沿程摩阻增加，水平井產(chǎn)量增幅變小[7-9]。東二段試驗(yàn)井水平段長(zhǎng)度超過250 m以后，吞吐周期產(chǎn)油量和周期油汽比增幅變小，綜合油藏非均質(zhì)性、單井控制儲(chǔ)量等因素，東二段水平段的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為150～250 m。

表2 水平井適應(yīng)性篩選標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Adaptive selection criteria of horizontal wells

3）油層位置

東二段油層厚度較薄（4～7 m），隔層厚度2～4 m，考慮邊水侵入的影響，選定水平井段位于油層中部偏上位置。

4 實(shí)施效果

2006年以來，通過水平井分層開發(fā)，東二段累積部署實(shí)施水平井20口，區(qū)塊年產(chǎn)油由分層開發(fā)前的3.2萬噸上升至6.7萬噸（圖4），采收率由8.6%上升到16.4%，新增可采儲(chǔ)量85.2萬噸，盤活了瀕臨廢棄的斷塊，實(shí)現(xiàn)了低含油飽和度油藏有效開發(fā)。

圖4 W38塊東二段油層年產(chǎn)油變化曲線Fig.4 Oil reservoir capacity curves of Dong2 member in W38 block

5 結(jié)論

1）測(cè)井解釋、核磁共振解釋、油藏?cái)?shù)值模擬及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)證實(shí)W38塊東二段為含有可動(dòng)水的低含油飽和度油藏。

2）遠(yuǎn)離生油洼陷、構(gòu)造幅度低、微觀孔喉結(jié)構(gòu)復(fù)雜及儲(chǔ)層強(qiáng)親水特性是導(dǎo)致W38塊東二段原始含油飽和度偏低的主要原因。

3）利用水平井泄油面積大、單井產(chǎn)液量高、開采單砂體，避免層間干擾等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過水平井分層開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了斷塊產(chǎn)量翻番，采收率提高7.8%，大幅度改善了低含油飽和度油藏的開發(fā)效果。

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（編輯：嚴(yán)駿）

Formation reasons and development practices of low oil saturation reservoir——A case study in Dong2 member of W38 block in Liaohe oilfield

Yu Pengbo
(Jinma Oilfield Development Company,Liaohe Oilfield,CNPC,Panjin,Liaoning 124010,China)

Since several problems of vertical well development exit in Dong2 member of W38 block in Liaohe oilfield,such as low fluid production and widespread high water cut,fault block mining is at low speed for a long time.By using methods of logging inter?pretation,core analysis,numerical simulation and dynamic analysis,etc,it is confirmed that Dong2 member belongs to low oil satu?ration reservoir.Formation reasons of the low oil saturation reservoir is researched by analysing oil-gas migration and accumulation mechanism.According to the idea of layering development,horizontal well technology is used to improve single well production, meanwhile,fault block production increases from 32 000 tons to 67 000 tons through the implementation of 20 horizontal wells,and the final recovery improves 7.8%,thereby greatly improving the development effect of low oil saturation reservoir.

low oil saturation reservoir,horizontal well,layering development,recovery enhancement

TE343

A

2015-02-06。

于蓬勃（1982-），男，工程師，碩士，油田開發(fā)。