盧 異，夏國朝，呂棟梁，成亞斌，宋舜堯，何 江，王延奇

(1.中國石油大港油田分公司，天津 300280；2.西南石油大學，四川 成都 610500)

0 引 言

2015年，棗園油田棗1508-10井在中生界鉆遇火成巖儲層，厚度達到89 m，初期開發(fā)效果良好。隨著生產進行，出現了壓力下降、產量開始遞減的問題，按照油藏早期開發(fā)方案和類似油藏開發(fā)經驗，利用衰竭式開發(fā)的采收率不會超過10%。如何有效補充能量，從而提高油藏采收率成為亟待解決的問題?；鸪蓭r油藏注水開發(fā)效果差，除與油藏本身復雜情況有關，裂縫系統(tǒng)的研究薄弱、注采井網的優(yōu)化不足也是主因[11]。因此，在巖相控制精確刻畫裂縫分布的三維地質模型上進行注采井網的優(yōu)化研究，以達到更好的注水開發(fā)效果，提高采收率。

1 雙重介質地質模型的建立

對于指導火成巖油藏注水開發(fā)，關鍵在于準確描述儲層和裂縫的分布，核心技術是火成巖巖相模型和裂縫模型的建立。

1.1 巖相識別與巖相模型的建立

火成巖的巖相與火山噴發(fā)模式、噴發(fā)期次、與火山口距離密切相關，巖相的識別重要標志物為不同巖性的巖石，因此，火成巖相模型建立必須將巖性與巖相相結合。

1.1.1 火成巖巖性分類

對研究區(qū)17個火山巖巖心樣品進行化學成分分析。結果表明，SiO2含量為67.0%～72.0%，平均為69.6%，屬酸性而非中性火山熔巖。同時，棗1508區(qū)塊新鉆井巖屑錄井及測井揭示，同一層位火成巖還存在玄武巖，在測井資料上呈現低GR、高電位、高電阻的電性特征[12-19]。綜合文獻[10、14]以及測井、錄井、巖心及薄片觀測，按照“成分+結構、構造+成因”的分類原則，研究區(qū)火成巖分為2類5種巖石類型，包括噴出巖類的英安巖、安山巖、玄武巖及火山碎屑巖類的凝灰?guī)r、火山角礫巖。

1.1.2 火山噴發(fā)模式與火山口位置

火山噴發(fā)模式分為中心式噴發(fā)和裂隙式噴發(fā)。棗1508區(qū)塊及其附近區(qū)域火山碎屑物質大量出現，表明該區(qū)塊屬于中心式噴發(fā)，其噴發(fā)呈現出多次間歇性特質，且噴發(fā)中心也在不斷轉換，噴發(fā)之后的火山巖體不斷疊加，因此，沉積和噴發(fā)是交互進行的。區(qū)塊內同期發(fā)育中酸性的安山巖、英安巖和基性玄武巖2類巖性差異較大的噴發(fā)型火山巖，因此，推斷至少具有2個獨立火山口。根據火成巖地層厚度和巖性，結合地震反射特征，可以確定安山巖、英安巖火山口位于24井附近，玄武巖火山口位于44井東北方向。

綜上所述，瘦素可通過多種途徑影響水生動物代謝、生長發(fā)育和繁殖，機理復雜。但目前我們對此研究和理解有限。今后應多學科結合，綜合運用現代分子生物學技術，深入研究瘦素對水生動物代謝、生長發(fā)育和繁殖的影響及其機理，同時應用瘦素調控水生動物代謝、生長發(fā)育和繁殖，促進水產業(yè)的高效生產，提高社會效益和經濟效益。今后特別應注意下述研究：①探討相關研究技術，為深入研究提供先進的技術保障。②進一步研究不同水生動物瘦素及其功能。③水生動物瘦素的作用機理，尤其是瘦素-受體復合體及其信號通路。④不同水生動物瘦素基因、受體的分布及克隆。⑤影響水生動物瘦素基因表達的因素及調控機制。⑥實際應用研究。

1.1.3 巖相模型與巖相空間展布

結合前人研究成果[15-16]，綜合測井相與巖相識別，明確區(qū)塊內發(fā)育完整的火山巖相，以2個火山口為中心建立了棗1508區(qū)塊火山巖巖相模式(圖1)。由圖1可知，在橫向上自火山口由近及遠可以劃分4種巖相：火山通道-侵出相、爆發(fā)相、溢流相以及火山沉積相。垂向上各相帶的接觸關系：下部為爆發(fā)相、上部為溢流相；爆發(fā)相在火山口附近的堆積厚度最大，隨著與火山口距離的變遠而減薄，錐體的坡度也隨之減緩。進一步結合單井相劃分、地震相識別等可建立火山巖三維空間巖相展布特征，根據棗1508區(qū)塊三維空間巖相展布特征編制其火山巖性-巖相分布圖(圖2)。由圖2可知，A火山口以噴發(fā)安山巖為主，波及面積大；B火山口以噴發(fā)玄武巖為主，波及面積小，由中心向四周均發(fā)育爆發(fā)相、爆發(fā)溢流相、溢流相。

圖1 棗1508區(qū)塊中生界火山巖相模式

圖2 棗1508區(qū)塊中生界火成巖相展布

1.2 裂縫識別與裂縫模型建立

裂縫是火山巖儲層的重要滲流通道，其類型、大小、發(fā)育程度、有效性及方向是優(yōu)化注采井網部署的基礎。裂縫模型的建立首先從巖心尺度和測井尺度進行定性和半定量的描述，然再對三維地震信息追蹤獲得的裂縫模型進行約束和修正。

1.2.1 微觀-巖心尺度裂縫描述

棗1508井區(qū)主要發(fā)育4種原生裂縫、2種次生裂縫，原生裂縫包括冷凝收縮縫、炸裂縫、礫間縫和層間縫，次生裂縫包括構造縫和溶蝕縫[17]。按產狀分類可分為直劈縫、斜交縫、水平縫和網狀縫，棗1508及鄰近井區(qū)火山巖裂縫以斜交縫為主，網狀縫和水平縫次之。

1.2.2 測井尺度裂縫描述

FMI測井解釋資料表明，棗1508及鄰近井區(qū)火山巖以天然裂縫為主(占84.0%)，天然裂縫又以斜交縫為主(50.0%)，網狀縫和水平縫次之(28.0%)；裂縫開啟程度高，開啟縫占96.4%，充填-半充填縫只占3.60%。FMI資料顯示，火山巖裂縫發(fā)育程度與火山巖類型有關，區(qū)內以安山巖、英安巖裂縫最發(fā)育，裂縫段厚度占55.8%；相對而言，安山質角礫巖裂縫發(fā)育程度最低，裂縫段占1.8%～7.8%。同時火山巖裂縫的開啟程度高，開啟縫約占91.5%；微細裂縫比例小(約0.8%)，裂縫的開度較大。

1.2.3 三維裂縫模型建立

螞蟻體追蹤技術在裂縫建模中具有極強的技術優(yōu)勢，針對棗1508井區(qū)，多次調試不同方法的螞蟻體提取效果發(fā)現，以被動螞蟻體為基礎，再次利用主動螞蟻來進行追蹤，其裂縫描述效果更佳。螞蟻體追蹤的裂縫碎片結合測井裂縫解釋數據進行修正，可以建立更準確的三維裂縫模型。由建立的三維裂縫模型可以看出，棗1508井區(qū)火山巖裂縫十分發(fā)育，裂縫NE走向為主，NW向次之；淺層切片出現的小型裂縫行跡相較深部更多且更為雜亂，深部主斷層行跡明顯且伴生斷層更多。

2 注水提高采收率對策與方案

由于雙重介質數值模擬模型運算數量大，收斂性相對較差，直接在三維模型上進行方案優(yōu)化難度很大，效果較差。在方案優(yōu)化前，開展?jié)B流特征研究并利用流線模型對注采井布置原則進行優(yōu)化，然后再結合優(yōu)化的最優(yōu)注采方向等布井原則，在三維模型上布井，進一步優(yōu)化注采井部署的方案。

2.1 實驗測試巖心滲流特征

巖心滲流物性測試實驗表明：①儲層為弱親水性，有利于進行注水開發(fā)；②受隱裂縫影響，隨著滲流速度的升高，巖心驅替速度以及驅替壓力增加，滲透率升高，表明火成巖雙重介質油藏可通過增加注水量來提高采油速度；③巖心油相相對滲透率下降快速，基質低滲透巖心的水相滲透率上升幅度很小，而具有明顯裂縫的巖心水相滲透率上升較快，注采井部署需充分考慮裂縫的影響。

2.2 流線追蹤確定油藏滲流規(guī)律

對于流線模擬，目前國內外多集中在平面多裂縫滲流場中的運動軌跡、流動時間等方面進行研究，文中采用FrontSim模擬器進行流線模擬，追蹤油、水沿著壓力梯度降低方向的運移軌跡，為注采井的部署提供指導性意見。

高角度縫與均勻縫分布模型對比(圖3)研究表明：孔南火成巖油藏以高角度縫為主，即裂縫系統(tǒng)的垂向滲透率遠大于水平滲透率，導致重力作用顯著，水線快速下移，由油藏底部快速推進至生產井，針對這種情況，需盡量將注水井布置在構造低部位，采油井布置在構造高部位。

不同布井方式(圖4)研究表明：受火山不同巖相的影響，平面非均質性非常強，注采井連線必須與高滲帶(裂縫方向)呈較大角度布井，才能降低水竄影響。

2.3 注采井部署方案優(yōu)化

棗1508井區(qū)中生界發(fā)育J3火成巖油藏及J1+2砂巖油藏，其中，火成巖儲層厚度大、連通性好，為具小邊底水塊狀油藏。建產初期，按設計針對砂巖油藏采用200～250 m井距鉆井，其中有14口井鉆遇火成巖儲層，有5口井按計劃采用衰竭式開發(fā)方式投產火成巖油藏。在現有生產井網基礎上，采用新增鉆遇井和新鉆井逐步優(yōu)化的策略，分別形成邊部注水和面積注水，注采布井時充分考慮流線模式時的指導原則，從經濟極限井距開始不斷抽稀，對注采井網進行優(yōu)化，以達到少井高產的目的，分2步進行優(yōu)化(表1)：①一次優(yōu)化。分別對邊部注水和面積注水設計井距200 m(極限)和250 m(常規(guī))的4套方案，通過方案對比，為方案的二次優(yōu)化設計提供基礎井網。②二次優(yōu)化。對比分析基礎井網開發(fā)效果較優(yōu)的布井方式，進行進一步的優(yōu)化，主要考慮去除開采效果較差的井，在提高可采儲量和最終采收率的前提下，減少投入，并盡量利用已有鉆遇井。

圖3 不同裂縫分布對含水飽和度分布(底視)

圖4 不同布井方式流線分布

表1 方案優(yōu)化開發(fā)數據對比

對比二次優(yōu)化方案，方案8的采收率最高，方案9次之，但方案9的總井數最少，不需新鉆井，成本最低，單井采油最多，因此，面積注水方式推薦方案9；邊部注水方案6采收率較方案5低，但不鉆新井，經濟性最好，因此，邊部注水方案推薦方案6。

方案6、9都能以最少井控制整個含油范圍(圖5)，主要是因為該區(qū)塊含油面積較小，不需要過密的井網控制，以免造成浪費?？紤]區(qū)塊雙重介質儲層特點，裂縫發(fā)育，受數模技術模擬精度限制，采用邊部注水能降低水竄風險，且實現低注高采，故建議先期實施邊部注水方案6，觀察注水效果，適時轉注，提高最終采收率，達到高效開發(fā)目的。

圖5 注采井網優(yōu)化部署圖

3 應用效果及開發(fā)建議

2016年，區(qū)塊5口產能井采用天然能量開發(fā)，2017年1月開始注水試驗，28、20井投注，初步形成2注5采的邊部注水注采井網。投注初期，受現場限制，注水量較小，產量有微小下降，平均采油速度為3.5%，綜合月遞減率為4.5%。2017年6月開始逐步加大注水量，注采比為1.0∶1.1～1.0∶1.3，效果明顯。2017年8月至2018年7月間持續(xù)高產、穩(wěn)產(圖6)，截至2018年年底，采出程度已達9%，預計最終采收率將超過20%，達到了方案預期。

同時也發(fā)現，離注水井近的油井1 a后含水有小幅上升，如離注水井20井最近的棗1508-10井，1 a后含水率由4%快速上升至18%，由裂縫描述可知，2口井裂縫系統(tǒng)有一定溝通，說明處于同一裂縫帶或裂縫帶網狀溝通好的井存在水竄，需盡快完善注水井，減少單井注水量，減緩含水的上升。

綜上所述，采用優(yōu)化的邊部注采井網，維持了區(qū)塊的初期穩(wěn)產，減緩了產量遞減，含水率上升明顯減緩，說明對于縫洞型火成巖油藏，在裂縫描述基礎上建立合理注采井網，注意開展同期注水有利于減緩產量遞減，提高采收率，實現高效開發(fā)。

圖6 棗1508區(qū)塊火成巖井生產曲線

4 結論及建議

(1)火成巖巖相模型的建立是相控建模的基礎，多尺度裂縫描述則為雙重介質模型精確建立提供詳實可靠的參數，而精細雙重介質模型則是火成巖油藏提高采收率研究的基礎。

(2)棗1508井區(qū)注采井網初步調整實施后證實，合理的注采井網可以有效減緩縫洞型火成巖油藏原油產量的遞減，提高采收率。

(3)針對縫洞火成巖油藏開發(fā)建議：①初期從構造高部位開始布井，不斷擴大動用區(qū)域；②注采井與主裂縫方向形成一定的夾角，以提高平面和垂向的波及效率；③加強注水開發(fā)期間動態(tài)監(jiān)測與分析，認清優(yōu)勢滲流通道，及時調整注采井部署。