劉海成

(中石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院,山東 東營(yíng) 257015)

孤島油田中一區(qū)館1+2小砂體油藏高效開發(fā)模式研究

劉海成

(中石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院,山東 東營(yíng) 257015)

孤島油田中一區(qū)館1+2小砂體分布零散，現(xiàn)有井網(wǎng)儲(chǔ)量控制程度低，采收率低?；诶碚摐y(cè)算及礦場(chǎng)實(shí)際，在砂體分類評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，開展不同類型砂體開發(fā)對(duì)策研究，結(jié)合經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，確定不同類型砂體的最佳開發(fā)模式。截至2015年10月共投產(chǎn)新井13口，其中油井7口，水井6口，新建產(chǎn)能1.76×104t，日油水平由調(diào)整前的124.1t增加到182.9t，日注水量由791m3增加到1263m3，綜合含水率下降2%，小砂體挖潛取得了較好的效果。研究結(jié)果為同類小砂體油藏的開發(fā)決策提供了有效指導(dǎo)。

小砂體；砂體類型；開發(fā)模式；孤島油田

孤島油田中一區(qū)館1+2砂體發(fā)育零散,呈現(xiàn)小、窄、薄的特點(diǎn)，目前的大部分砂體未動(dòng)用，加強(qiáng)這部分儲(chǔ)量的動(dòng)用，提高水驅(qū)控制程度[1]，對(duì)于穩(wěn)定孤島油田產(chǎn)量、減緩遞減具有重要意義。

多位學(xué)者對(duì)小砂體的開發(fā)技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究，許洪東等[2]認(rèn)為采用點(diǎn)狀注水完善單砂體注采系統(tǒng)能有效地提高窄小砂體油田水驅(qū)控制程度,改善開發(fā)效果；王端平等[3]提出采用多靶點(diǎn)跨塊定向井多油層合采,最大限度地提高儲(chǔ)量動(dòng)用率；王賀強(qiáng)等[4]對(duì)親水砂巖油藏注水開發(fā)模式進(jìn)行了研究，但均未對(duì)該類油藏的高效開發(fā)模式進(jìn)行系統(tǒng)研究。筆者通過典型砂體開發(fā)技術(shù)政策界限優(yōu)化的研究，建立了不同類型砂體高效開發(fā)模式，可對(duì)同類油藏的開發(fā)提供有效指導(dǎo)。

1 研究區(qū)概況

孤島油田中一區(qū)館1+2小砂體位于濟(jì)陽(yáng)坳陷-沾化凹陷的東部，為一披覆背斜構(gòu)造油氣藏。中一區(qū)館陶組屬河流相正韻律沉積，孔隙度高，滲透性好，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，巖性以細(xì)砂巖為主，膠結(jié)類型為孔隙接觸式，膠結(jié)疏松，易出砂。油藏含油面積3.64km2，油藏埋深1350m，地質(zhì)儲(chǔ)量450×104t。

該區(qū)塊1982年投產(chǎn)，利用下層系報(bào)廢井上返實(shí)施彈性開發(fā)。天然能量弱，初期含水低，地層虧空嚴(yán)重。1994年轉(zhuǎn)水驅(qū)開發(fā)，利用老井注水補(bǔ)充地層能量。注水見效快，壓力恢復(fù)快，后期由于井網(wǎng)不完善，水驅(qū)控制程度差，地層出砂嚴(yán)重，含水上升快，開發(fā)效果變差。其中動(dòng)用砂體11個(gè)，儲(chǔ)量299×104t，占66.4%。儲(chǔ)量動(dòng)用率低，已動(dòng)用主力砂體16-13井區(qū)館27小層井網(wǎng)不完善，水驅(qū)控制程度差，因此有必要對(duì)區(qū)塊的砂體進(jìn)行分類評(píng)價(jià)，改善水驅(qū)開發(fā)效果。

2 砂體劃分標(biāo)準(zhǔn)及分類評(píng)價(jià)

2.1 砂體分類標(biāo)準(zhǔn)的確定

中一區(qū)館1+2單元一直沒有形成完善的井網(wǎng)，因此根據(jù)經(jīng)濟(jì)極限井網(wǎng)密度公式計(jì)算，在油價(jià)為70美元/桶的情況下，該塊經(jīng)濟(jì)極限井網(wǎng)密度為9.3井/km2，此時(shí)計(jì)算合理油井距為232m，如果形成行列井網(wǎng)或五點(diǎn)法井網(wǎng)，能形成一注一采最小面積為0.1km2(圖1)。如果形成一注三采九點(diǎn)面積井網(wǎng)(圖2)，最小面積井網(wǎng)需要的面積是0.2km2。

圖1 正對(duì)行列井網(wǎng) 圖2 反九點(diǎn)注采井網(wǎng)

技術(shù)井網(wǎng)：借用中一區(qū)館3單元非均相復(fù)合驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)中實(shí)際井網(wǎng)來看，井距較小。中一區(qū)館3單元原井網(wǎng)形式為270m×300m的行列井網(wǎng)，先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)通過加密調(diào)整，老水井間加密油井，老油井間加密水井，排間加密一排新井，由原南北向流線轉(zhuǎn)變?yōu)闁|西向流線，井距由270m×300m調(diào)整為150m×135m。依據(jù)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)的井距計(jì)算，形成一注一采最小面積為0.04km2。

根據(jù)以上經(jīng)濟(jì)井距與技術(shù)井距綜合分析，從面積上將該塊劃分為4類砂體進(jìn)行研究，分別為：①面積小于0.04km2的砂體；②面積在0.04～0.1km2之間的砂體；③面積大于0.1～0.2km2的砂體；④面積大于0.2km2的砂體。

2.2 砂體分類評(píng)價(jià)

在砂體分類的基礎(chǔ)上，對(duì)該塊砂體進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。從分類結(jié)果看，半數(shù)砂體面積小，儲(chǔ)量小，而面積較大砂體個(gè)數(shù)少，但儲(chǔ)量所占比重大。

面積小于0.04km2的砂體57個(gè)，占總砂體個(gè)數(shù)的將近一半(47.9%)，儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的4.9%；砂體面積大于0.2km2的砂體只有16個(gè)，占總砂體個(gè)數(shù)的13.4%，儲(chǔ)量大，占總儲(chǔ)量的75.5%。

在相同面積下，按照砂體儲(chǔ)量大小對(duì)砂體進(jìn)一步進(jìn)行分類評(píng)價(jià)。

從面積小于0.04km2的砂體分類看，該類砂體儲(chǔ)量基本上都比較小，集中在小于1.5×104t的范圍內(nèi)，該類砂體不能形成注采關(guān)系，可考慮采用單井注水吞吐[5，6]開發(fā)。面積在0.04～0.1km2之間的砂體中，少部分砂體儲(chǔ)量相對(duì)較大；其中儲(chǔ)量小于1.5×104t的砂體24個(gè)，占該類砂體總數(shù)的75%，儲(chǔ)量占48.2%。儲(chǔ)量在1.5×104～3.0×104t之間的砂體7個(gè)，占該類砂體總數(shù)的21.9%，儲(chǔ)量占37.2%，該類砂體部分能形成注采關(guān)系。面積在0.1～0.2km2之間的砂體個(gè)數(shù)少，儲(chǔ)量在1.5×104～3.0×104t、大于3.0×104t兩個(gè)區(qū)間內(nèi)，砂體數(shù)量占78.6%，儲(chǔ)量占94.1%，該類砂體部分能形成注采關(guān)系。面積大于0.2km2的砂體有16個(gè)，儲(chǔ)量339.4×104t，這類砂體普遍能形成注采關(guān)系。

3 砂體高效開發(fā)模式研究

表1 典型砂體模型參數(shù)表

3.1 典型砂體模型的建立

圖3 孤島油田老區(qū)新井經(jīng)濟(jì)極限累油圖版

根據(jù)砂體分類標(biāo)準(zhǔn)，選取典型砂體開展開發(fā)模式研究，砂體基本參數(shù)見表1。

通過經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)計(jì)算，油價(jià)為70美元/桶條件下，孤島油田老區(qū)新井直井經(jīng)濟(jì)極限累計(jì)產(chǎn)油量為2712t，水平井新井經(jīng)濟(jì)極限累計(jì)產(chǎn)油量為3640t(圖3)。通過數(shù)值模擬預(yù)測(cè)投資回收期(6年)內(nèi)累計(jì)產(chǎn)油量以優(yōu)選最佳開采方式。

不同類型砂體通過有效厚度(1、2、3、4、5m)、采液速度(5%、10%、15%、20%)、轉(zhuǎn)注時(shí)機(jī)(6、8、10MPa)、水平段長(zhǎng)度(50、80、100m)、開采方式多因素多水平數(shù)值模擬研究，確定不同開采方式經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策界限及最佳開發(fā)模式。

3.2 不同類型砂體開發(fā)對(duì)策優(yōu)化研究

對(duì)面積小于0.04km2的砂體，開展直井彈性開采、水平井彈性開采、直井注水吞吐開采優(yōu)化研究，結(jié)果見圖4。由圖4可以看出該類砂體彈性開采無經(jīng)濟(jì)效益；對(duì)直井注水吞吐開采，對(duì)轉(zhuǎn)注時(shí)機(jī)及有效厚度進(jìn)行了優(yōu)化研究，研究結(jié)果表明該類砂體有效厚度大于4m，直井注水吞吐可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效動(dòng)用。

對(duì)面積0.04～0.1km2的砂體，開展直井彈性開采、水平井彈性開采、直井注水吞吐、直井一注一采、直井注水平井采優(yōu)化研究，結(jié)果見圖5。由圖5可見，厚度大于4m，儲(chǔ)量大于5.5×104t直井彈性開采才能獲得經(jīng)濟(jì)效益，水平井彈性開采無經(jīng)濟(jì)效益；厚度大于2m，儲(chǔ)量大于2.8×104t，直井一注一采、直井注水平井采均能獲得經(jīng)濟(jì)效益。直井注水平井采，采液速度大于10%(水平井生產(chǎn)壓差0.8MPa)才能實(shí)現(xiàn)效益開發(fā)，但水平井采油一旦注水突破后，水平井含水率迅速上升，效果較直井一注一采差；直井注水吞吐的有效厚度界限為3m，儲(chǔ)量為3.2×104t，不同方式對(duì)比結(jié)果表明，直井一注一采效果最好。

圖4 不同開采方式累產(chǎn)油曲線(有效厚度5m) 圖5 不同開發(fā)方式累計(jì)產(chǎn)油量曲線

對(duì)面積0.1～0.2km2砂體，主要開展直井彈性開采、直井一注一采、直井一注兩采、直井一注三采、水平井彈性開采、直井注水平井采、水平井注采優(yōu)化研究[7,8]，結(jié)果見圖6?？梢钥闯?，對(duì)該類砂體，直井一注兩采、一注三采均能獲得較好的開發(fā)效果，直井一注一采的投入產(chǎn)出比最高，是最優(yōu)開發(fā)方式。

圖6 不同開采方式開發(fā)效果對(duì)比

圖7 不同方案含水率采出程度關(guān)系對(duì)比

對(duì)主力窄薄砂體開展完善井網(wǎng)[9,10]研究，以現(xiàn)有井網(wǎng)為基礎(chǔ)方案，設(shè)計(jì)井排垂直河道正對(duì)行列井網(wǎng)、井排平行河道井網(wǎng)、抽稀井網(wǎng)、面積井網(wǎng)4套井網(wǎng)完善方案開展對(duì)比研究，結(jié)果見圖7。數(shù)值模擬結(jié)果表明，井排垂直河道正對(duì)行列井網(wǎng)方案初始含水率低，井網(wǎng)完善程度高，后期含水率上升平緩，效果明顯優(yōu)于其他設(shè)計(jì)方案，預(yù)測(cè)采收率為31.7%，較基礎(chǔ)方案提高采收率6.1%。研究結(jié)果匯總見表2。

4 調(diào)整效果分析

孤島油田中一區(qū)館1+2單元主力窄薄

砂體采用300m×200m行列式注采井網(wǎng)；單層發(fā)育的區(qū)域采用水平井挖潛，多層發(fā)育的區(qū)域采用直井開發(fā)兼顧其他小層。非主力小層采用一注一采、一注多采開發(fā)，共設(shè)計(jì)油井20口，水井10口，截至2015年10月共投產(chǎn)新井13口，其中油井7口，水井6口，新建產(chǎn)能1.76×104t，日油水平由調(diào)整前的124.1t增加到182.9t，日注水量由791m3增加到1263m3，綜合含水率下降2%，小砂體挖潛取得了較好的效果。

表2 不同類型砂體開發(fā)技術(shù)政策匯總表

5 結(jié)論

1)面積小于0.04km2的砂體無法形成注采井網(wǎng)，采用直井注水吞吐或“串糖葫蘆”開發(fā)能實(shí)現(xiàn)該類砂體的經(jīng)濟(jì)動(dòng)用。

2)面積0.04～0.1km2的砂體能建立注采井網(wǎng)系統(tǒng)，該類砂體一注一采能取得較好的開發(fā)效果。直井一注一采的有效厚度界限為2m，儲(chǔ)量界限為2.8×104t；厚度大于3m，儲(chǔ)量大于3.2×104t，可以采用直井注水吞吐、直井注水平井采、直井一注一采開發(fā)；厚度大于4m，儲(chǔ)量大于5.5×104t，直井彈性開采能獲得經(jīng)濟(jì)效益，但采收率偏低。

3)面積0.1～0.2km2的砂體能建立注采系統(tǒng)，該類砂體可采用一注一采、一注兩采、一注三采開發(fā)。直井一注兩采開發(fā)的有效厚度界限為1.8m，儲(chǔ)量界限為3.35×104t；直井一注三采開發(fā)的有效厚度大于2.42m，儲(chǔ)量大于4.52×104t。對(duì)于窄薄砂體，水平井開發(fā)含水率上升快，不推薦采用水平井開發(fā)。

4)面積大于0.2km2的主力河道砂體，可部署完善井網(wǎng)，井排垂直河道正對(duì)行列井網(wǎng)初始含水率低，數(shù)值模擬預(yù)測(cè)含水率上升平緩，能取得較好的開發(fā)效果。

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[編輯] 黃鸝

2016-08-22

劉海成(1986-)，男，碩士，工程師，現(xiàn)主要從事特高含水期提高油藏采收率方面的研究，lhc_701@163.com。

TE345

A

1673-1409(2017)3-0043-05

[引著格式]劉海成.孤島油田中一區(qū)館1+2小砂體油藏高效開發(fā)模式研究[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版), 2017,14(3):43～47.