徐玉霞，柴世超，廖新武，沈 明，趙秀娟，石洪福

(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津塘沽 300452)

海上復雜河流相油田高效開發(fā)技術研究與實踐

徐玉霞，柴世超，廖新武，沈 明，趙秀娟，石洪福

(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津塘沽 300452)

渤海BZ油田是位于渤海南部海域的大型復雜河流相砂體稠油油田，具有河道寬度窄、單砂體油層厚度薄、儲層橫向變化快、縱向上多期河道砂體相互交錯疊置的特征。油田投產(chǎn)初期采用一套層系進行開發(fā)，地層壓力下降快，產(chǎn)油量遞減大，為了實現(xiàn)渤海BZ油田的高效開發(fā)，研究形成了復雜河流相窄條狀砂體的精細刻畫技術、注采井網(wǎng)優(yōu)化技術、注采均衡調(diào)整技術、滾動挖潛技術。這些技術應用后取得了很好的開發(fā)效果，確保了渤海BZ油田的高效開發(fā)。

渤海BZ油田；復雜河流相；儲集層描述；單河道識別

渤海BZ油田是位于渤海南部海域的大型復雜河流相砂體稠油油田，主要含油層位集中在明化鎮(zhèn)組，具有河道寬度窄、單砂體油層厚度薄、儲層橫向變化快、縱向上多期河道砂體相互交錯疊置的特征，油田儲層連通率僅為67%。油田投產(chǎn)初期采用一套層系進行開發(fā)，生產(chǎn)上表現(xiàn)為地層壓力下降快和產(chǎn)油量遞減大的特征，其根本原因在于儲層均為窄薄型的河道砂體、儲量豐度低、天然水體能量弱、地層原油黏度大。本文從砂體的精細刻畫、注采井網(wǎng)優(yōu)化、注采均衡調(diào)整、成熟區(qū)復式成藏的滾動挖潛等方面，研究海上復雜河流相窄河道油田高效開發(fā)技術。

1 油田開發(fā)面臨的挑戰(zhàn)

1.1 儲集層精細描述難度大

渤海BZ油田新近系明化鎮(zhèn)組和館陶組河流相油藏以復雜斷塊油藏為主，受河道控制，砂體相帶窄、頻繁遷移且多級分叉改道，厚度薄，多期河道疊置，連通性差，非均質(zhì)性強。同時對于海上油田開發(fā)而言，受高開發(fā)成本的制約，探井密度低、開發(fā)井距大、資料相對較少，采用常規(guī)技術難以實現(xiàn)對儲集層的精細描述。

1.2 全面注水開發(fā)后穩(wěn)產(chǎn)難度大

渤海BZ油田天然水體能量弱，投產(chǎn)一年后油井陸續(xù)開始轉(zhuǎn)注，但由于儲層非均質(zhì)性強，注入水沿單層、單向突進嚴重，油田含水上升快，產(chǎn)量遞減較大。另一方面，由于受制于海上生產(chǎn)系統(tǒng)對油田產(chǎn)液量的限制，中高含水期窄河道稠油油田穩(wěn)產(chǎn)難度大。

2 油田高效開發(fā)技術

針對海上復雜河流相窄河道油田開發(fā)的難點，充分利用地質(zhì)、測井、地震等多學科成果,開展單一河道對比、油藏描述邊界約束、地震波形變化分析研究，將多期疊置砂體解剖為單一河道，然后利用油田開發(fā)井的實鉆資料、河道寬厚比定量關系式約束、地震屬性分析等技術，定量描述了河道砂體的寬度和邊界，從而實現(xiàn)了單一成因砂體層次的精細地質(zhì)研究， 并依托單砂體布井技術，有效指導了油田調(diào)整井的部署，實現(xiàn)了基于單一河道砂體的注采均衡調(diào)整，有效解決了生產(chǎn)矛盾。

2.1 復雜河流相窄條狀砂體精細刻畫技術

河流相儲層縱向上由不同期次的河道砂體相互疊置，平面上多條河道頻繁擺動、側(cè)向拼接形成大面積分布的復合砂體，造成其儲層內(nèi)部結構極為復雜、層間夾層不連續(xù)分布、儲層非均質(zhì)性嚴重[1-3]。因此，對復雜河流相儲層進行精細解剖不僅僅有利于油田正常開發(fā)生產(chǎn)需求，更是為油田進一步調(diào)整提供了地質(zhì)基礎。

2.2 復雜河流相儲層精細解剖技術

(1)單一河道精細識別技術。應用地震資料和測井資料對單一的河道砂體進行識別[3]。對單一河道進行識別首先要對多期復合河道通過旋回對比、分級控制、三維驗證，并在標志層約束下進行小層的精細劃分與對比。在有井控的區(qū)域應用各開發(fā)井的測井資料，在精細小層劃分的基礎上進行期次劃分，通過劃分結果對單一河道進行識別；在無井控的區(qū)域則依靠地震資料，但應用地震反演資料進行砂體描述只能反映復合砂體的包絡面，并不能反映單一河道砂體的形態(tài)。針對這一問題，深挖地震資料，在常規(guī)地震資料中疊置砂體的振幅值和波形均存在變化，通過這個變化與井點的測井特征相對應，總結了三種模式：波幅變窄、波幅變寬、出現(xiàn)復波。根據(jù)以上三種模式，在無井控區(qū)域依據(jù)地震振幅值和波形的變化來識別單一河道。

(2)河道邊界井震聯(lián)合約束技術。在無河道疊加的區(qū)域，對單期河道利用地震資料描述的砂體邊界進行約束；在多期復合河道疊置區(qū)域，依據(jù)常規(guī)地震資料和測井資料進行約束，并在精細小層對比基礎上將復合河道砂體的多期次劃分總結了三種模式：不連續(xù)的河間砂體、分流河道砂體規(guī)模差異、河道砂體頂面層位高程差異。在小層精細對比基礎上，結合單井測井相研究，利用地震屬性資料，對渤海BZ油田主力砂體進行河道邊界識別。以明化鎮(zhèn)組下段IV油組為例，以前認為明化鎮(zhèn)組下段IV油組為兩期河道砂體疊置形成，D23和D25井位于不同時期沉積的復合砂體內(nèi)，但是通過單河道剖析發(fā)現(xiàn)，兩期河道砂體可以細分為NmIV8.1和NmIV8.2兩期單河道砂體(圖1)。在油田主力層位NmIV8.1小層上，D23井和D25井是位于同一時期沉積的河道砂體內(nèi)，D23井關閉NmIV8.1小層后，注水井D13井的注入水向D25方向波及，D25井注水受效，日增油達30 m3/d，印證了單河道劃分的科學性和合理性。

2.2 注采井網(wǎng)優(yōu)化技術

圖1 渤海BZ油田D13、D23、D25井與砂體精細解剖

經(jīng)過10多年的開發(fā)研究，認為傳統(tǒng)的地質(zhì)模型對渤海BZ油田“河道擺動頻繁，疊置多，河道形態(tài)多樣，各種河道模式交織在一起”的特點刻畫不是很精確，從傳統(tǒng)的地質(zhì)模型上看到的都是展布很好的砂體，導致用傳統(tǒng)地質(zhì)模型計算出來的結果與生產(chǎn)動態(tài)上反映出來的注入水沿單層、單向突進的特征不是很吻合。另外傳統(tǒng)地質(zhì)模型中砂體展布很好，注入水波及面積比油田生產(chǎn)實際要更大一些，用數(shù)值模擬預測的壓力與生產(chǎn)井的實際壓力也存在差異。在復雜河流相窄條狀砂體精細刻畫技術研究的基礎上，本文抽象出了能反映渤海BZ油田窄河道特點的6種典型的河道模式：直河道，S形河道、Y形河道、河道與河道邊部疊置、河道平行疊置、河道交叉疊置，并對傳統(tǒng)的地質(zhì)模型進行了更新，使其更加符合油田的地質(zhì)油藏特征。在此基礎上形成了定向井或水平井不規(guī)則井網(wǎng)部署[4-5]方法，該方法首先考慮縱向上不同砂體的儲量規(guī)模，根據(jù)儲量規(guī)模對開發(fā)層系盡可能進行細分；其次按照單砂體分布，參考經(jīng)濟效益，按照(40～50)×104m3的井控儲量部署井網(wǎng)，同時考慮注采井數(shù)比為1∶2～1∶3、注采對應率大于80%等量化指標，達到最終提高油田采收率的目的。該方法有效解決了渤海BZ油田低效井多、注水受效不均衡的問題，改善了開發(fā)過程中的層間矛盾。

以渤海BZ油田明化鎮(zhèn)組下段II油組1小層為例，該砂體為未動用砂體，部署調(diào)整井時，結合平面地震屬性及沉積微相展布，將調(diào)整井布在儲集層物性好、注采對應好的區(qū)域。單砂體井網(wǎng)優(yōu)化技術使得渤海BZ油田注采對應率達到80%，水驅(qū)儲量控制程度達到85%，調(diào)整后井網(wǎng)采收率達到25.2%，實現(xiàn)了渤海BZ油田的高效開發(fā)。

2.3 注采均衡調(diào)整技術

在窄河道砂體精細刻畫及渤海BZ油田窄河道典型模式建模的基礎上，開展了油藏工程數(shù)值模擬研究，對油田各個井區(qū)、各單井、各小層的注水狀況、開采狀況以及地下油水分布狀況進行了分析，掌握了不同油井不同油層的生產(chǎn)能力、含水率和壓力變化，明確了6種不同河道模式下的剩余油分布規(guī)律，確定了油井在各個小層的含水率，提出了“窄河道注采系統(tǒng)優(yōu)化及均衡調(diào)整”的研究思路。

注水結構調(diào)整的內(nèi)容為：①精細儲層研究，完善單一河道注采井網(wǎng)。通過精細的單河道刻畫后，發(fā)現(xiàn)以前認為注采井網(wǎng)完善的區(qū)域，落實到單河道上時部分區(qū)域存在油水井數(shù)比較高、注采井網(wǎng)不完善的問題，及時提出油井轉(zhuǎn)注及補鉆新注水井的建議，截至到目前已經(jīng)完成7口補鉆新注水井的實施和13口老油井的轉(zhuǎn)注工作。②提高注水井的分注率，進行注水結構的縱向調(diào)整。渤海BZ油田縱向上儲層多，單井油層厚度薄，初期采用定向性籠統(tǒng)注水的模式。針對油田各類油層的動用情況和含水狀況，油田已經(jīng)完成100%注水井的分注工作。③滿足油層產(chǎn)液結構變化的需要，對注水井的注入量進行跟蹤分析并不斷調(diào)整。針對實施措施后各油井和油層產(chǎn)出液量的變化，及時調(diào)整注水井的配注量。對于主力河道砂體，注采要保持動態(tài)平衡；對于沿河道方向上的砂體，對注入水突破較快的高含水方向調(diào)堵限注，向低含水方向增注。渤海BZ油田已經(jīng)累計完成254井次的注水量調(diào)配工作，達到以“注水井為軸，采油井為翼”、優(yōu)化河道砂體注采結構、提高水驅(qū)波及效率的目的。

對渤海BZ油田6種不同河道模式的數(shù)值模擬研究認為：①平面上不同沉積相帶水淹級別存在差異：處于主河道、砂壩等主沉積微相的井層水淹程度高、驅(qū)油效率高；而處于溢岸、砂堤等非主要沉積微相的井層水淹程度低、驅(qū)油效率低。②縱向上各小層的水淹狀況存在較大差異：NmIV6、NmIV8及NmV3兩個主力油層由于注采井網(wǎng)相對完善，含水高、采出程度高；而NmIII、NmIV1.1、NmIV2等非主力層由于砂體連通性差，因而含水及采出程度相對較低。③層內(nèi)剩余油分布特征：渤海BZ油田儲層為河流相淺水三角洲沉積，縱向上儲層一般為正韻律，油層下部水淹程度高，上部水淹弱[6]。受沉積微相、沉積韻律性、儲層非均質(zhì)性、儲層構造狀況等因素的綜合影響，剩余油集中分布在韻律層頂部和斷層附近；在層內(nèi)隔夾層較多的單元，剩余油主要分布在低滲透條帶中。

在以上水淹規(guī)律研究及剩余油分布規(guī)律研究的基礎上，渤海BZ油田產(chǎn)液結構調(diào)整的原則為：①對河道中心強水淹、以產(chǎn)水為主的井限液卡堵水；②對河道邊部物性較差區(qū)，提液增產(chǎn)；③對邊部部分天然能量充足的高含水井提液，井組內(nèi)部部分中低含水井配合提液。

以渤海BZ油田NmIV8小層上D15和D20井組為例，在主河道上注水井D20與采油井D21S都位于河道中心，儲層連通性較好，D21S明顯呈注入水突破的特征，將注水井D20在該層停注后，來自注水井D15井方向的注入水向D21S井波及，D21S井在日產(chǎn)液量不變的情況下日增油35 m3(圖2)。渤海BZ油田累計共實施產(chǎn)液結構調(diào)整措施89井次，累計增油量26.63×104m3。

圖2 NmⅣ8小層沉積微相圖

2.4 成熟區(qū)復式成藏規(guī)律主導下的滾動挖潛技術

由于河流相儲集層的復雜性，井網(wǎng)調(diào)整常常需要經(jīng)過數(shù)次循環(huán)才能達到較高的儲量動用程度和較好的開發(fā)效益[7-9]。本文以湖盆萎縮期層序發(fā)育的主控因素為理論基礎，結合區(qū)域成藏背景，并結合油田的生產(chǎn)動態(tài)特征，提出在油田內(nèi)部找油田、油田上部找油田的挖潛方向。滾動挖潛的思路為，在油田含油圈閉油柱高度分析、含油圈閉面積充滿度分析的基礎上，對可能存在的潛力進行搜索，并結合井組含水率差異性分析、生產(chǎn)動態(tài)數(shù)模精細擬合分析，開展?jié)摿ι绑w的尋找。該技術在渤海BZ油田中高含水期油田挖潛中取得了很好的效果。

以渤海BZ油田NmⅣ3小層為例。開發(fā)階段認為F22 MP中已鉆遇該砂體的油水界面，但靜態(tài)上發(fā)現(xiàn)該砂體25 m的油柱高度遠遠低于其余砂體40 m的油柱高度。通過對該砂體低部位一口生產(chǎn)井F29井的生產(chǎn)動態(tài)數(shù)模擬合分析，認為該砂體油水界面有下推40 m以上的可能。為此提出了通過調(diào)整井F33井落實該砂體油水界面的方案，最終，F(xiàn)33井證實了該砂體油水界面下推54 m，新增動用儲量60×104m3。潛力方案F37H井實施后新增動用儲量80×104m3，2012年10月投產(chǎn)后已累計貢獻產(chǎn)油量3.5×104m3。

3 應用效果

經(jīng)渤海BZ油田的開發(fā)驗證，本文描述的技術及措施不僅在已探明儲量資源的開發(fā)中應用效果顯著，還在滾動開發(fā)評價中新增石油探明地質(zhì)儲量330×104m3。在渤海BZ油田低密度探井、稀疏開發(fā)井網(wǎng)的條件下，找到了一條高效開發(fā)海上河流相窄薄砂體油田的技術途徑。

復雜河流相窄條狀砂體的精細刻畫技術提高了單砂體邊界、深度、厚度的刻畫精度。經(jīng)渤海BZ油田39口調(diào)整井實鉆證實，儲集層深度預測誤差一般小于2 m，厚度誤差小于3 m，預測儲集層鉆遇率達到98%；窄河道砂體精細刻畫基礎上的注采井網(wǎng)優(yōu)化技術及注采均衡調(diào)整技術使全油田采收率提高2.6%; 成熟區(qū)復式成藏規(guī)律主導下的滾動挖潛技術已新增一定規(guī)模的探明石油地質(zhì)儲量，確保了渤海BZ油田的高效開發(fā)。

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編輯：李金華

1673-8217(2015)03-0069-04

2015-01-28

徐玉霞，工程師，碩士，1981年生，2006年畢業(yè)于長江大學油氣田開發(fā)工程專業(yè)，現(xiàn)從事油氣田開發(fā)方面的研究工作。

國家科技重大專項“海上油田叢式井網(wǎng)整體加密及綜合調(diào)整油藏工程技術應用研究”(2011ZX05024-002-00)子課題部分研究內(nèi)容。

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