李　娜

(中國(guó)石化河南油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南鄭州 450018)

層狀邊水?dāng)鄩K稠油油藏細(xì)分重構(gòu)技術(shù)研究

——以泌陽(yáng)凹陷新莊油田EX21斷塊為例

李娜

(中國(guó)石化河南油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南鄭州 450018)

摘要：泌陽(yáng)凹陷新莊油田EX21斷塊斷層發(fā)育、含油層位多、原油黏度大且邊水活躍，2004年分上下兩套層系，采用逐層上返蒸汽吞吐的方式投入開(kāi)發(fā)，至2012年底，暴露出井況差、含水高、采油速度低、采出程度低等問(wèn)題。在對(duì)影響開(kāi)發(fā)效果原因分析基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了剩余油分布、合理開(kāi)發(fā)政策界限、注采參數(shù)優(yōu)化等，將原上下兩套層系細(xì)分重構(gòu)為三套開(kāi)發(fā)層系，部署開(kāi)發(fā)井32口，2014年4月實(shí)施至2014年底累計(jì)產(chǎn)油1.5×104 t，油汽比0.33，取得了較好的開(kāi)發(fā)效果。

關(guān)鍵詞：泌陽(yáng)凹陷；新莊油田；稠油開(kāi)發(fā)；邊水油藏；層系劃分

泌陽(yáng)凹陷新莊油田EX21斷塊屬于典型的層狀邊水?dāng)鄩K稠油油藏，自2004年投入蒸汽吞吐開(kāi)發(fā)以來(lái)，到2012年底已地質(zhì)關(guān)井5口，工程關(guān)井13口，關(guān)井?dāng)?shù)占總井?dāng)?shù)的近一半，井網(wǎng)狀況較差。含水高達(dá)86%，采油速度降至0.5%，采出程度僅6.6%，開(kāi)發(fā)效果較差。如何改善層狀邊水?dāng)鄩K稠油油藏蒸汽吞吐開(kāi)發(fā)效果，是亟待解決的問(wèn)題。

1油藏地質(zhì)特征

EX21斷塊位于泌陽(yáng)凹陷北部斜坡帶新莊復(fù)雜斷裂帶東部，該區(qū)斷裂發(fā)育，構(gòu)造破碎。主要受①、②、④號(hào)斷層控制，形成斷塊圈閉(圖1)。油層埋深200～640 m，含油層段主要分布在核桃園組核二、三段，主要含油層位H2Ⅲ3-4、H3I1-8、H3Ⅱ1-10、H3Ⅲ1-5層，單井鉆遇含油小層多達(dá)33個(gè)，油層厚度3～5 m。含油面積小，疊合程度高，集中分布在斷塊的高部位(圖1，圖2)。油水關(guān)系復(fù)雜，自成獨(dú)立的油水系統(tǒng)。主要含油層地面原油密度0.9463～0.9715 g/cm3，50 ℃下地面脫氣原油黏度911.41～5896.19 mPa·s，地層溫度40 ℃原油黏度2 208.09～73 570.95 mPa·s，屬于特稠油。

2開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

該斷塊分上下兩套層系開(kāi)發(fā)，上層系主要生產(chǎn)H2Ⅲ3-H3Ⅰ8小層，共11個(gè)含油小層，共有油井15口，采用70 m×100 m井距。下層系主要生產(chǎn)H3Ⅱ1-H3Ⅲ5小層，共22個(gè)含油小層，共有油井23口，采用100 m×141 m井距。

圖1　新莊油田X21斷塊上層系開(kāi)發(fā)井位

2012年底，正常開(kāi)井?dāng)?shù)20口。其中，上層系正常開(kāi)井11口，工程關(guān)井4口；下層系正常開(kāi)井9口，工程關(guān)井9口，地質(zhì)關(guān)井5口，井網(wǎng)狀況差。累計(jì)注汽47.13×104t，累計(jì)產(chǎn)油13.95×104t，綜合含水86.94%，累計(jì)油汽比0.29，采出程度僅6.6%。其中，上層系油層全部動(dòng)用，采出程度在5%以下；下層系Ⅱ油組幾乎沒(méi)有動(dòng)用，已動(dòng)用油層采出程度不足2%，僅Ⅲ油組部分主力層采出程度接近10%。

上層系單井日產(chǎn)油水平0.8 t左右，下層系日產(chǎn)油水平1.9 t左右，開(kāi)發(fā)效果差。

圖2　過(guò)泌淺89-新5419油藏剖面

3影響開(kāi)發(fā)效果原因分析

3.1層系劃分不合理，單井控制儲(chǔ)量高，逐層上返開(kāi)采時(shí)間長(zhǎng)

下層系共有22小層，單井控制儲(chǔ)量高，平均13.8×104t。下層系油層正常吞吐12個(gè)周期，周期產(chǎn)油量保持在200 t以上，每周期吞吐時(shí)間為130天左右，單層開(kāi)采時(shí)間為4年，采用逐層上返開(kāi)采，平均單井可生產(chǎn)層數(shù)為5～8層，油井平均生產(chǎn)時(shí)間為20年左右，生產(chǎn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，影響開(kāi)發(fā)效果。

3.2油井套損嚴(yán)重，井網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)量的控制程度降低

隨著注蒸汽吞吐開(kāi)發(fā)的深入，油井吞吐周期數(shù)增加，井下故障頻繁發(fā)生，油井套損嚴(yán)重。該斷塊38口生產(chǎn)井，目前已有18口井22井次出現(xiàn)井下故障。出現(xiàn)套損后造成油層開(kāi)發(fā)中出現(xiàn)以下問(wèn)題：無(wú)法修復(fù)井被迫上返，使得套損井點(diǎn)油層無(wú)井控制，儲(chǔ)量無(wú)法動(dòng)用；可修復(fù)套損井段，油層套管通過(guò)套管粘貼或是化學(xué)劑封堵修復(fù)，該類井注蒸汽壓力及溫度受到一定的限制，導(dǎo)致蒸汽波及范圍小，生產(chǎn)層吞吐效果變差。

3.3邊水、斷層等地質(zhì)因素使開(kāi)發(fā)效果持續(xù)變差

EX21斷塊自投入開(kāi)發(fā)以來(lái)見(jiàn)邊水26井次，大部分位于靠近邊水一側(cè)的油井[1-4]。其中，距邊水30 m內(nèi)的井產(chǎn)油量小于30 t/m，距邊水30～50 m內(nèi)的井產(chǎn)油量小于100 t/m，距邊水50～70 m內(nèi)的井常規(guī)蒸汽吞吐產(chǎn)油量100 t/m左右。后期實(shí)施注氮?dú)獯胧嚯x邊水大于45 m左右的油井，采油量可達(dá)到200 t/m以上；而不注氮?dú)獾那闆r下，距離邊水大于70 m的油井采油量才可達(dá)到200 t/m。

EX21斷塊有8口吞吐井距東部大斷層5～40 m，油層埋深200～640 m，地層壓力4.6～14.7 MPa，注汽壓力應(yīng)該控制在3.9～12.0 MPa。開(kāi)發(fā)過(guò)程中，部分井注入壓力超過(guò)地層壓力，注蒸汽后高溫蒸汽易沿?cái)鄬痈Z流，造成熱能損失，且存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)。

4油藏細(xì)分重構(gòu)技術(shù)研究

針對(duì)EX21斷塊在開(kāi)發(fā)中存在的問(wèn)題，分析認(rèn)為可通過(guò)細(xì)分重構(gòu)的方法改善該斷塊開(kāi)發(fā)效果。為確保重構(gòu)合理一般遵循以下原則：同一層系內(nèi)需具備一定厚度；原油性質(zhì)相似；剩余油分布具有高度疊加性和邊水?dāng)鄬佑幸欢ǖ木嚯x。

對(duì)于稠油油藏開(kāi)發(fā)中由于管理因素、工程因素等造成部分井生產(chǎn)效果不正常、與理論產(chǎn)量相距甚遠(yuǎn)的問(wèn)題，可以通過(guò)有效措施改善生產(chǎn)效果，但還有一部分井不能修復(fù)，為此，需分析其合理的剩余油分布，為調(diào)整開(kāi)發(fā)方案提供依據(jù)。

稠油受黏度影響，油水流度比低，通常蒸汽未波及區(qū)域油層依然處于原始含油飽和度狀態(tài)，根據(jù)稠油這種開(kāi)發(fā)特點(diǎn)，運(yùn)用地質(zhì)動(dòng)態(tài)綜合分析法,即油藏靜態(tài)地質(zhì)參數(shù)與動(dòng)態(tài)資料相結(jié)合定量預(yù)測(cè)蒸汽吞吐的泄油半徑，進(jìn)而對(duì)一個(gè)區(qū)塊進(jìn)行剩余油分布的快速預(yù)測(cè)。

4.1剩余油分布研究

正常開(kāi)發(fā)井理論產(chǎn)油量Q產(chǎn)油量=3.14×r理2×h×單儲(chǔ)系數(shù)×ER，其中r理=35～50 m，ER可以用以下方法求得：①公式法；②類似稠油油藏最好生產(chǎn)效果區(qū)塊類比；③本區(qū)塊生產(chǎn)效果最好的井；④數(shù)值模擬法等。本文利用公式法計(jì)算ER。

油氣專委儲(chǔ)辦通過(guò)應(yīng)用39個(gè)蒸汽吞吐開(kāi)發(fā)油層的實(shí)際資料，給出的計(jì)算采收率如下式：

ER=0.2114225+0.179526Jh-0.030358D+

0.0028218h+0.00136599lgK-0.030672lgμo

參數(shù)適用范圍：凈總厚度比(Jh)20%～74.3%，油藏中深(D)0.175～1.675 km， 有效厚度(h)3.3～4.25 m，空氣滲透率(K)(394～5 026)×10-3μm2，原油黏度(μo)486～50 000 mPa·s。

再根據(jù)公式r實(shí)2=r理2×R實(shí)/R理(r波及半徑，R采出程度)可以計(jì)算出r實(shí)。實(shí)際生產(chǎn)中大部分井受汽竄、邊水、井況等因素的影響，其實(shí)際波及半徑小于理論波及半徑，據(jù)此將稠油單井點(diǎn)影響剩余油分布[5-8]因素分為三種類型：汽竄型、邊水型、井況型。

由于汽竄，注入蒸汽沿汽竄通道運(yùn)行，蒸汽難以均勻波及分布，造成波及半徑小，儲(chǔ)量動(dòng)用差；由于邊水影響，蒸汽沿優(yōu)勢(shì)通道直接與邊水溝通，從而造成邊水指進(jìn)，導(dǎo)致部分邊部?jī)?chǔ)量未動(dòng)用；井況原因?qū)е聦?shí)際蒸汽波及半徑小。利用此方法完成該區(qū)塊33個(gè)小層的剩余油分布示意圖，確定潛力區(qū)域(圖3、圖4)。

圖3　下層系Ⅲ31小層采出程度

圖4　下層系Ⅲ12小層采出程度

4.2蒸汽吞吐開(kāi)發(fā)政策界限

根據(jù)新莊油田不同油價(jià)下的單井經(jīng)濟(jì)極限可采儲(chǔ)量圖版(圖5)，新莊油田在操作成本1 786 元/t時(shí)，按70美元/桶的油價(jià)測(cè)算，單井經(jīng)濟(jì)極限可采儲(chǔ)量6 000 t；按80美元/桶的油價(jià)測(cè)算，單井經(jīng)濟(jì)極限可采儲(chǔ)量4 000 t。按20%采收率測(cè)算，EX21斷塊單井控制儲(chǔ)量大于3×104t、單井累計(jì)產(chǎn)油量大于6 000 t才具備經(jīng)濟(jì)效益。開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀論證EX21斷塊正常開(kāi)發(fā)井采油量400 t/m,因此，單井鉆遇主力油層疊合有效厚度大于15.0 m，單層純總比大于0.5。

圖5　新莊油田不同油價(jià)下不同成本單井極限可采儲(chǔ)量

4.3生產(chǎn)井距斷層、邊水合理距離

結(jié)合稠油熱采條件及技術(shù)要求，借鑒數(shù)值模擬結(jié)果，確定生產(chǎn)井與斷層的合理距離[5-6]。數(shù)值模擬結(jié)果顯示，以地層壓力增加0.6 MPa為基礎(chǔ)，壓力基本波及不到距離吞吐井40 m處，即距離斷層為40 m的生產(chǎn)井，一般不會(huì)發(fā)生蒸汽吞吐時(shí)注蒸汽的漏失。據(jù)實(shí)際生產(chǎn)資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果，該斷塊距斷層距離25～40 m的生產(chǎn)井(埋深大于370 m)，在蒸汽吞吐生產(chǎn)過(guò)程中，注汽穩(wěn)定，未發(fā)生異常反應(yīng)，與模擬結(jié)果相吻合。

根據(jù)研究結(jié)果并結(jié)合油田開(kāi)發(fā)實(shí)踐，當(dāng)開(kāi)發(fā)井距油水邊界距離小于70 m時(shí)，邊水侵入較為嚴(yán)重，蒸汽吞吐開(kāi)發(fā)效果較差；距油水邊界距離大于70 m時(shí)，隨著吞吐井與油水邊界距離的增大，見(jiàn)水時(shí)間變化不大，邊水侵入作用變緩，單井日產(chǎn)油可達(dá)2 t以上，綜合含水一般低于70%。因此，部署開(kāi)發(fā)井應(yīng)距油水邊界70 m 以上[7]。

綜上所述，斷塊層狀邊水稠油油藏開(kāi)發(fā)井部署要確保距斷層40 m以上，距油水邊界70 m以上能取得比較好的開(kāi)發(fā)效果。

4.4油藏細(xì)分重構(gòu)及注采參數(shù)優(yōu)化[8-10]

根據(jù)細(xì)分重構(gòu)及部署原則：同一層系內(nèi)單井鉆遇主力油層疊合有效厚度大于15.0 m；原油性質(zhì)相似；剩余油分布具有高度疊加性；保證距邊水70 m以上距離，距斷層40 m以上距離。結(jié)合斷塊油藏地質(zhì)特點(diǎn)，針對(duì)目前開(kāi)發(fā)中存在的問(wèn)題，以提高井網(wǎng)控制程度、提高采油速度、最大程度提高采收率為目的，將該斷塊劃分為三套開(kāi)發(fā)層系：其中單元一開(kāi)采層位為H2Ⅲ3、Ⅲ4、H3Ⅰ11、Ⅰ12、Ⅰ2、Ⅰ3、Ⅰ4、Ⅰ5、Ⅰ6、Ⅰ7、Ⅰ8，分5套油層組合，油層厚度56.2 m，組合儲(chǔ)量73.5×104t。單元二開(kāi)采層位為H3Ⅱ11、Ⅱ12、Ⅱ2、3、5、61、62、63、64、71、72等11個(gè)小層，分4套油層組合，油層厚度44.5 m，組合儲(chǔ)量50.9×104t；單元三開(kāi)采層位為H3Ⅱ8、9、10、Ⅲ11、12、2、31、32、Ⅲ4、5、6等11個(gè)小層，分4套油層組合，油層厚度38 m，組合儲(chǔ)量87.6×104t。三套組合共動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量212×104t，儲(chǔ)量動(dòng)用率100%。

根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，結(jié)合區(qū)塊老井實(shí)際生產(chǎn)情況，合理的注采參數(shù)為：小于5 m油層注汽量120～140 t/m，大于5 m油層注汽量100～120 t/m；小于5 m周期穩(wěn)定采液量6 t，油量3 t；大于5 m油層周期穩(wěn)定采液量8 t，油量4 t；周期采注比1.1～1.3。

5應(yīng)用效果

根據(jù)細(xì)分重構(gòu)[4]研究結(jié)果，將EX21斷塊33個(gè)小層由原來(lái)的兩套層系細(xì)分重構(gòu)為三套層系。每套層系都確保有一定的厚度(大于15 m)，原油性質(zhì)相似，剩余油分布相當(dāng)，且保證與斷層距離大于40 m，距邊水大于70 m，合計(jì)部署開(kāi)發(fā)井32口。調(diào)整后區(qū)塊產(chǎn)油量從之前的50 t/d,上升到120 t/d,油汽比由之前的0.29上升到0.33，生產(chǎn)效果得以明顯改善。預(yù)計(jì)區(qū)塊采收率會(huì)由之前的12%上升到19.1%，實(shí)現(xiàn)EX21斷塊的高效開(kāi)發(fā)，為今后類似油藏的調(diào)整提供依據(jù)。

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編輯：吳官生

文章編號(hào)：1673-8217(2016)02-0060-04

收稿日期：2015-09-20

作者簡(jiǎn)介：李娜，工程師，1983年生，2007年畢業(yè)于西南石油大學(xué)，現(xiàn)從事油田的滾動(dòng)勘探開(kāi)發(fā)研究。

中圖分類號(hào)：TE345

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A