（油气田开发工程专业论文）王家岗油田薄层低渗高凝油藏开采技术研究.pdf

独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 中国石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示了谢意。 签名：年月日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅： 学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复 制手段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名： 导师签名： 焦 焦 月 月 日 日 中国石油大学( 华东) 硕十论文第1 章前言 1 1 概述 第1 章前言 通过对济阳坳陷东营凹陷南斜坡丁家屋子断裂带的油气勘探，先 后在王家岗油田的王1 3 1 、王1 4 0 等地区发现了大面积分布的孔店组 高凝油油藏，孔店组已成为该区的重要含油层系之一，控制石油地质 储量5 0 4 8 1 0 4 t 。 从该区在构造内部发育了9 7 条走向为北东一西南向和近东西向 的两组断裂，使其内部构造进一步复杂化。其中北东一西南向断层多 分布工区南部和西北部，多为顺向断层。近东向断层多分布于工区中 部，多为反向断层。并且浅层断层平面延伸长，断距大；深层断层平 面延伸短，断距小。是由近东西向反向断层切割遮挡的形成的鼻状构 造组合。 该区孔店油藏具有以下特征： ( 1 ) 原油属高凝油范畴 地面原油密度范围0 7 9 8 4 0 9 0 6 2 9 e m 3 ，平均为o 8 6 3 5 9 e m 3 ： 8 0 条件下测得原油粘度范围2 9 4 6 7 6 m p a s ，平均为1 8 7 m p a s ； 地面原油密度和地下原油粘度较低，属稀油油藏。原油含蜡量2 2 8 4 3 7 1 ，平均2 9 1 9 ：含胶质4 9 2 3 0 2 3 ，平均1 2 8 7 ；含沥青 质o 5 6 6 2 ，平均2 4 8 ；含硫o 0 4 o 2 9 ，平均o 1 7 ：属高 含蜡、中含胶质沥青质、低含硫的原油。试油测得原油凝固点范围为 2 9 4 4 ，平均4 0 5 ，绝大部分试油层段原油接近或超过4 0 。c ，凝 固点高。 从上述数据可以看出，王家岗油田孔店组油藏原油具有低密度、 低粘度、低硫量和高凝固点、高含蜡、中含胶质沥青质的“三低两高一 中”的特征。通常高凝油油藏是指原油凝固点高于4 0 。c ，含蜡量大于 中国干i 油大学( 华东) 硕七论文第1 章前言 1 0 的轻质油藏，因此，王家岗油田孔店组油藏总体上应属高凝油油 藏范畴。 ( 2 ) 自喷井少，绝大部分井依靠机械采油 王家岗油田孔店组目前试油试采井中除王斜1 3 1 井部分试油层段 试油初期可放喷外，其它井均为测试仪或泵抽求产。 一方面是由于高凝油油藏原油含蜡量高，极易在井筒流动过程中 遇冷析蜡，造成原油流动性变差，必须在外加机械采油作用力的条件 下采出，另一方面自喷井和自喷层段少也反映出孔店组油藏整体天然 能量不充足的特征。 ( 3 ) 试采井投产后表现出供液不足、产能低、递减快的特征 王家岗油田孔店组油藏属低渗油藏，由于岩性致密、孔喉半径小、 渗流阻力大，因而导致油井投产后供液不足，自然产能低，产量递减 快。 ( 4 ) 油井试油产能差异大，部分井措施后可有效提高单井产能 根据王家岗油田孔店组层段试油资料分析，油层初期无措施试油 产能差异较大，无措施层段试油产能最低o 6 2 t d ，最高1 6 们，平均 2 7 伽。 由于孔店组油藏属低渗高凝油藏，为提高试油效果，部分井采取 了油层压裂改造和井筒下电热杆解堵降粘的增产措施，措施实施后单 井产能得到了有效提高。因此油层压裂改造和井筒加热降枯是保证孔 店组油藏取得较高产能的有利措施。 1 2 国内外研究现状 高凝油油减在世界上分布非常广泛，几个大产油国都有大量高凝 油油藏资源，除我国大港小集油田、魏岗油田和辽河静安堡油田沈8 4 块外，世界上著名的高凝油油田还有如美国的阿达蒙油田，前苏联的 乌津油用，印度尼西亚的米纳斯、丹容、汉迪尔、乌当油田：印度的 孟实高油f h 等。国际上对高凝原油还没有统一的定义。个别国家认为 2 中国石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 凝固点高于4 0 ，含蜡量高于3 5 才称高凝油。 美国阿达蒙油田原油凝固点在3 5 5 1 7 左右，含蜡量达5 0 ， 在1 5 c 时原油密度为o 8 0 2 0 8 2 5 9 c m 3 ，单井日产量为3 1 8 1 1 9 m 3 ， 油井在1 5 0 0 m 深处就严重结蜡，加之该地区寒冷，给原油开采和集输 带来许多困难，主要靠杆式泵开采、机械刮蜡、防蜡工艺等多种工艺 手段进行开发。前苏联乌津油田是世界上最大的高凝油油田，单井日 产原油7 0 9 0 t ，原油含蜡量为2 8 ，凝固点2 5 3 0 ，原油密度为 0 8 4 o 8 6 4 9 c m ，气油比5 2 6 2 m 3 t ，该油田采取定期注入轻质溶剂， 防止井筒结蜡。由于该油田油层温度与原油凝固点十分接近，沥青胶 质含量高达3 5 4 0 ，注冷水开采失败而改用注热水，效果较好； 1 9 8 1 1 9 8 2 年又采用加表面活性剂，使产量又有明显提高。 在我国已投入开发的油藏中，部分油藏属高凝油油藏，主要分布 在河南魏岗、辽河静安堡、辽河东胜堡和大港小集等油气区。我国所 指的高凝油油藏为原油凝固点高于4 0 ，含蜡量大于1 0 的轻质油 藏。如河南魏岗油田核二段原油含蜡量4 2 5 0 ，最高达5 7 ，原油 凝固点4 3 5 0 ，最高达5 8 c 。辽河静安堡油田沈8 4 块沙三段原油 含蜡量3 4 7 3 6 7 ，原油凝固点4 3 4 8 9 c 。大港小集油用枣二、 三段原油含蜡量1 4 8 3 2 8 3 4 ，凝固点3 4 4 2 。 实践已经证明，高凝油油藏开发成败的关键是在对高凝油流变特 性和油藏渗流机理研究和认识的基础上，搞清油藏近井地带和井筒在 开采过程中温度场的变化规律，并采取相适应的配套工艺技术，确保 原油从地层流向井底，举升到地面获得较高的产量，取得较好的开发 效果。 我国已发现并投入开发的高凝油油减，从储层发育特征及构造特 征来看，目前已开发的河南魏岗、大港小集和辽河沈8 4 块三个实例为 复杂断块多层砂岩高凝油减；部分高凝油油藏属复杂断块潜山油藏， 如辽河东胜堡油藏。这类油藏非均质性一般较严重，边底水不够活跃， 再加上断层封堵作用明显，边底水连通导压能力差，多数油田天然能 量都比较小，一次采收率很低。国内高凝油藏开发经验已经表明：天 3 中国_ i 油人学( 华东) 硕十论文第1 章前言 然能量小的油田，如果地层能量补充不及时，压力下降很快，产量递 减迅速，以后恢复起来将十分困难。 高凝油油藏的油层温度与析蜡温度相差小于2 0 时，若油藏注冷 水开发，在较高的注入倍数条件下，注水井近井地带形成一个降温区， 造成井底附近渗流阻力增大，影响开发效果，这类油藏为冷敏程度强 的油藏，如河南魏岗、辽河沈8 4 块、沈9 5 块。高凝油油藏油层温度 与析蜡温度相差大于2 0 时，由于近井地带的油层温度总是处于析蜡 温度以上，因此地下的渗流状况等同于常规注水开发的油田，在开采 过程中仅井筒温度场的变化影响油井的举升效果，但油层近井地带不 会由于注水而使油层产生冷伤害，这类油藏可称为冷敏程度弱的油藏， 如辽河东胜堡、大港小集。首先依据油层温度与析蜡温度差值确定油 藏的冷敏程度，进而根据油减冷敏程度的强弱进一步确定适合油藏的 注入水温度，确定油藏合理驱动方式。据矿场实践检验：冷敏性弱的 高凝油油藏注冷水开发即可取得常规注水开发效果，冷敏性强的高凝 油油臧，应采取相应注水控温措施在保持油层温度条件下开发。 前人曾应用非均质模型进行了水驱油实验研究高凝油油藏不同压 差下水驱油的特征，当提高注入压力，注入水沿高渗透带迅速突进， 形成水流通道；而低渗透层带注入水波及状况较差，当提高模型的驱 替压差，增大注水压力梯度时，则可观察到水淹层带中、较大孔隙中 原未被驱动的部分油滴或油段被重新驱动。同时，注入水也进入部分 小孔道所包围的滞油区，将油驱出，水驱波及体积增大，驱油效率提 高。模型的最终采收率随驱替压差的增加而提高，而无水采收率不会 因此而降低。 1 3 本文研究的主要内容 1 3 1 油藏研究 通过现场和室内实验对王家岗油田主要油减特征进行研究，主要 4 中国7 i 油人学( 华东) 硕十论文第1 章前言 包括：流体物性实验研究、温压系统实验研究、岩石物性研究以及储 层敏感性研究等，并对该区块原油储量进行计算与评价。 1 3 2 油藏开发方案优化研究 ( 1 ) 通过对现场测井资料、录井资料、射孔资料、试油资料、试 采资料等油田开发基础数据进行分析，提出开发层系划分方案，并应 用油藏数值模拟技术对各种进行方案进行对比分析和优化。 ( 2 ) 通过现场资料及试油试采资料分析，提出该油藏丌发方式方 案，并利用数值模拟技术和经济评价方法对各种开发方式进行对比分 析和优化。 ( 3 ) 通过油藏数值模拟技术，确定注采井网，并对井网井距井数 进行优化。 1 3 3 适应- | 生采油工艺研究 ( 1 ) 对各种适应性采油工艺进行现场试验，例如微生物吞吐技术、 酸化解堵技术以及电加热井筒举升工艺等。 ( 2 ) 通过实验对高凝油清蜡防蜡工艺进行研究，对防蜡剂和清蜡 剂进行优选以及防蜡剂、清蜡剂配伍性进行试验研究。 1 3 4 压裂改造工艺研究 ( 1 ) 建立注液过程中及停泵后井简温度分布模型，并给出求 解方法。 ( 2 ) 通过试验研究优选压裂液，并针对压裂液造成的冷伤害 进行实验研究，并对压裂液对地层造成的伤害和压裂效果进行评 价。 5 中国_ i 油人学( 华东) 硕士论文第1 章前言 1 4 小结 由于胜利油区没有规模开发该类高凝油藏先例，因此需要深入认 识该地区高凝油藏的富集规律、开发规律，并配套适应性开采技术， 建立、形成该类油藏针对性较强高效开发模式，提高高凝油藏开发决 策水平，实现该地区高凝油藏的全面动用，并为同类油藏的高效开发 提供理论依据和实践经验。 6 中国石油人学( 华东) 硕十论文第2 章油藏研究 2 1 储层特征 第2 章油藏研究 ( 1 ) 地层 王家岗油田自上而下钻遇第四系平原组、上第三系明化镇组、馆 陶组、下第三系东营组、沙一段、沙二段、沙三段、沙四段，孔店组 及石炭一二叠系地层，缺失沙三下、孔二段、孔三段地层。其中孔一 段地层为本区主要的开发目的层。 孔一段地层向南超覆变薄，与下伏中生界地层之间呈角度不整合 接触关系，与上覆沙四段地层之间属平行不整合关系接触。由南向北 地层逐渐变厚。 根据本区孔店组地层的岩性组合及电性特征，进一步将孔店组地 层分为3 个亚段，1 1 个砂层组，4 7 个小层。其中孔一上亚段包括4 个砂层组、2 3 个小层：孔一中亚段包括3 个砂层组、1 2 个小层：孔一 下亚段包括4 个砂层组、1 2 个小层。 ( 2 ) 构造 王1 3 l 地区位于由八面河断层和石村大断层所夹持的丁家屋子断 阶带上，整体呈倒“八”字形的鼻状构造。孔店组地层整体上向西北 倾，倾角8 1 5 度，构造形态呈现出南北陡、中间缓，南北构造简单、 中间构造复杂的特点。其中东南部为鼻状构造的顶部，主要表现为单 斜形态，向北以一条北东一南西走向的沟槽与中部分开。中部断层相 对发育且较为复杂，断层基本上呈近东西向展布，断层与构造线相配 合，形成一系列小型断鼻构造，目前丁家屋子地区在孔店组的油气突 破多集中在这一地区：而工区西北部地层较陡，地层被一系列北东 南西向和近东西向的北掉正断层所切割，形成一个典型的断阶带。纵 向上，浅层构造复杂，深层较为简单。 7 中国打油大学( 华东) 硕士论文第2 章油藏研究 其中王1 3 1 断层东西向延伸5 k m ，落差4 0 6 0 m ，南倾主断层倾角 4 2 0 ；王1 3 2 断层东西向延伸3 k m ，落差3 0 5 0 m ，南倾主断层倾角3 4 。； 王1 3 3 断层东西向延伸3 5 k m ，南倾主断层倾角3 9 0 ；王1 4 0 断层东西 向延伸1 5 k m ，落差1 0 3 0 m ，南倾主断层倾角5 2 0 。 ( 3 ) 岩性 储层岩性以粉砂岩、细砂岩等为主，夹灰质砂岩、砂质泥岩。平 面上储层分布比较稳定，但局部地区有一定的变化。单层厚度1 5 m ， 最大可达1 5 m 。孔一段岩石的成分成熟度及结构成熟度均较低。孔一 段岩石成分中石英含量在4 2 2 4 8 5 ，平均4 4 9 ，长石含量在 3 2 3 3 3 9 ，平均3 3 3 ，岩屑含量在1 7 6 2 5 5 ，平均2 1 8 。 矿物颗粒磨圆度较差，多为次棱角状，分选中等。岩石胶结致密，颗 粒间以碳酸盐与泥质混合胶结为主，胶结类型为孔隙式和孔隙一接触 式，岩石类型为细粒岩屑长石砂岩。 ( 4 ) 储层发育特征 从完钻的钻井资料分析，孔一上亚段平均单井地层厚度3 6 3 2 m ， 平均单井砂层厚度5 0 7 m ，砂地比为0 1 4 ；孔一中亚段平均单井地层 厚度1 7 4 2 m ，平均单井砂层厚度4 5 4 m ，砂地比为0 2 6 ；孔一下亚 段平均单井地层厚度2 0 2 8 m ，平均单井砂层厚度5 4 7 m ，砂地比为 0 2 7 ：孔一段平均单井地层厚度7 4 0 2 m ，平均单井砂层厚度1 5 0 8 m ， 平均砂地比o 2 。从孔一上亚段到孔一下亚段，砂地比具有逐渐增大的 趋势。 ( 5 ) 储层物性特征 本区孔一段储层埋藏深，压实作用强，储层物性较差。孔一上、 中、下三个亚段的孔隙度值相差不大，孔一上亚段7 6 块样品分析孔隙 度为1 8 5 ，孔一中亚段3 5 块样品分析孔隙度为1 7 o ，孔一下亚段 6 3 块样品分析孔隙度为1 8 1 ，孔一段共分析孑l 隙度样品1 7 4 块，平 均1 8 o 。 王1 3 1 井区渗透率由上到下具有减小的趋势，孔一上亚段6 1 块样 品分析渗透率为1 3 0 1 0 。帅2 ，孔一中亚段3 5 块样品分析渗透率为 8 中国7 i 油人学( 华东) 硕十论文第2 章油藏研究 7 0x1 0 3 p i n 2 ，孔一下亚段6 2 块样品分析渗透率为4 1x1 0 4 啪2 。 碳酸盐含量由上到下也是逐渐减小，孔一上亚段2 2 块样品分析碳 酸箍含量为1 1 9 ，孔一中亚段1 1 块样品分析碳酸盐含量为1 1 7 ， 孔一下亚段1 9 块样品分析碳酸盐含量为7 。 从泥质含量看，孔一上亚段和孔一下亚段基本一致，分别为5 5 0 和5 5 2 ，孔一中亚段较小，为3 3 7 。 从粒度中值看，三个亚段相差的较大，从上向下粒度中值逐渐增 大，孔一上亚段为o 0 8 5 m m ，孔一中亚段为0 1 1 9 m m ，孔一下亚段为 0 1 5 5 m m 。 一 从分选性来看，三个亚段相差不大，孔一上亚段分选系数为1 5 2 ， 孔一中亚段分选系数为1 5 0 ，孔一下亚段分选系数为1 7 5 。 ( 4 ) 储层微观特征 孔店组储层为小孔隙、小孔喉、均质程度差、分选连通性一般， 属低渗透储集层类型。 ( 5 ) 储层润湿性 根据王1 0 0 井孔店组岩石润湿性分析，分析样品7 块，全部亲水， 平均吸水6 0 5 ，只有2 块样品吸少量油。 2 2 油藏特征研究 2 2 1 流体物性 原油物性包括原油粘度、密度、凝固点、析蜡点等。对流体的物 性随深度变化而变化的研究，可以更好的针对不同深度及层位的原油 划分开发层系，采取不同的开发措施，以便经济高效的丌发油气田。 ( 1 ) 原油粘度 利用实验数据，绘制了油藏条件下原油粘度与油藏深度的关系图， 如图2 1 和图2 2 所示。 9 中国f 舳人学( 华东) 硕十论文第2 章油藏研究 图2 1 千家岗油田孔店组油藏5 0 c 条件下原油粘度与埋深关系 幽2 2 手家岗油田孔店组油藏8 0 条件f 原油粘度与坤深天系 由以上两图，总体来看，原油粘度随深度的增加而降低。因为 1 0 中国石油大学( 华东) 硕十论文第2 章油藏研究 随着深度的增加，原油中溶解的气体增加，降低了原油的粘度。而且 由于存在着地温梯度，原油的温度也随深度的增加而增大，且该油藏 属高含蜡油，原油粘度对温度的敏感性较大，从而进一步降低了油的 粘度。但是某一深度的原油，由于其所处的层位不同，致使粘度与总 体趋势有所偏离。 ( 2 ) 原油密度 利用实验数据，绘制了油藏条件下原油密度随油藏深度的变化趋 势，如图2 3 所示。 图2 3 王家岗油田孔店组原油密度与油藏深度的关系 有上图可以看出，原油的密度随油藏深度的增加总体上呈降低的 趋势。主要因为当地层压力低于饱和压力时，随着深度的增加，原油 中溶解的气体量增多，其增加程度大于由于深度增加造成的原油体积 缩小造成的密度的增加，从而总体看来，原油密度随深度的增加而降 低。但由于深度增加的同时，所选取的原油的层位不同，因而只可以 绘制地层原油密度随深度变化的趋势图。 中国f i 油人学( 华东) 硕十论文第2 章油藏研究 ( 3 ) 凝固点 利用实验数据，绘制了地面原油凝固点随油藏深度的变化趋势，如图 2 - 4 所示。 图2 4 王家岗油田孔店组油藏原油凝崮点与埋深关系图 从图中可以看到，原油凝固点总体上随油臧的深度的增加有呈增 大的趋势，这主要是由于随着深度的增加，原油中含有的蜡的量增加， 因而，凝固点总体上有所增加，但由于层位可能不同，原油中蜡增加 的量不同，造成凝固点增加的幅度也不同，有的甚至会有所减少。 ( 4 ) 析蜡点 依据王家岗油田王斜1 3 1 井孔店组油藏取样进行的析蜡温度测 定，结果如表2 1 所示。 1 2 中国t 瑚大学( 华东) 硕十论文第2 章油藏研究 表2 1 斜1 3 1 井孔店组油藏析蜡温度测定数据表 t t a u p a t t a u p a t t a u p a l 6 980 3 1 15 0 50 8 43 8 51 8 8 3 6 9 60 3 1 25 0 30 8 8 53 82 ，0 7 6 8 40 3 1 65 0 20 8 9 83 7 62 1 1 9 6 8 20 3 24 960 9 2 63 6 92 ，2 3 6 7 5 0 3 1 8 4 9 1 0 9 7 3 72 4 1 3 6 7 1 0 3 1 44 8 91 0 13 6 52 5 3 8 6 6 70 3 1 84 8 81 0 2 53 62 6 6 3 6 5 80 3 1 84 8 51 0 3 43 5 72 8 0 2 6 5 2o 3 2 l4 8 21 0 8 53 553 0 4 4 6 4 60 3 2 64 7 71 0 6 53 483 3 2 2 6 380 3 2 84 6 61 0 83 4 93 5 3 6 2 60 3 44 5 81 1 8 2 3 4 43 6 8 6 20 3 4 34 5 71 1 2 33 4 33 9 9 5 6 0 9o 3 5 4 5 3 1 1 5 63 4 34 1 9 6 0 10 3 5 74 51 1 0 43 4 14 3 5 3 5 9 30 3 5 9 4 4 71 1 5 33 3 7 4 5 4 3 5 8 30 3 7 l4 4 51 2 1 43 3 64 6 0 7 5 7 70 3 7 54 4 11 2 7 93 3 64 9 9 5 5 7 2 0 3 9 14 3 7 1 2 3 13 3 15 1 5 9 5 6 70 3 9 64 3 41 2 3 53 2 95 7 8 8 5 6 10 4 1 74 3 21 2 63 2 960 9 8 5 5 70 4 2 14 3 11 2 6 63 2 26 5 0 6 5 5 0 4 3 94 2 61 3 4 53 2 4 7 1 5 8 5 4 60 4 5 94 21 3 9 73 1 97 7 0 7 5 4 20 4 6 74 1 71 4 0 33 1 6 8 4 7 l 5 3 40 5 0 5 4 l2 1 4 5 93 1 69 3 9 3 5 30 5 3 64 l1 4 9 43 1 11 0 ，5 4 5 2 50 5 54 0 6i 5 4 33 1 21 1 4 5 5 1 8 0 6 l4 0 11 6 2 5 3 0 61 2 7 8 5 1 50 6 53 9 51 6 63 0 71 4 5 5 1 2o 6 83 9 51 7 0 l3 01 6 4 3 5 l 0 7 13 9 31 8 0 9 2 9 81 7 4 2 5 0 90 7 6 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章油藏研究 如下图所示，根据实验结果求得孔店组油藏析蜡温度为5 5 ，表 现出孔店组油藏析蜡温度高的特征。 图2 - 5 油藏析腊温度测定| 墨| 2 2 2 温压系统 根据现场资料获取油藏压力和油藏深度一组数据，如下表2 2 所 示。 表2 - 2 油藏压力和油藏深度数据表 油藏深度( m )油藏压力( m p a )油藏深度( m )油藏压力( m p a ) 1 8 0 3 6 51 73 52 0 8 1 _ 92 0 ，o l 1 8 5 5 9 51 7 8 32 1 6 982 2 2 8 2 1 2 12 1 4 42 1 8 7 5 51 9 8 4 2 0 8 6 8 52 1 9 32 2 4 6 3 52 3 0 4 2 1 6 2 6 52 l2 4 8 1 5 52 5 2 6 2 2 0 7 0 52 1 5 23 0 7 8 42 9 3 2 1 8 8 1 2 1 8 7 6 1 9 2 5 5 1 7 2 2 将油藏深度和油藏压力在同一坐标系内分别作为横、纵坐标坐标 1 4 中国石油人学( 华东) 硕十论文第2 章油藏研究 进行描点并进行线性回归，如下图所示。 油冀深度p l l 05 0 01 0 0 01 5 0 02 0 0 02 5 3 0 0 03 5 0 0 图2 - 6 油藏深度和油藏压力同门关系 回归所得压力一深度计算关系式如下： p = 9 8 x 1 0 3 h + 0 0 1 2 3( 2 1 ) r = 0 9 5 5 4 根据现场资料获取油藏温度和油藏深度一组数据，如下表2 3 示。 表2 - 3 油藏温度和油藏深度数据表 油藏深度( m )油藏温度( )油藏深度( m )油藏温度( ) 1 7 5 0 7 92 1 6 9 81 l o 1 7 7 8 99 22 1 7 2 4 81 0 4 1 8 2 7 2 39 22 1 7 2 81 0 4 1 8 4 9 8 79 6 2 1 8 7 59 6 1 9 1 3 7 68 6 2 2 1 8 4 71 1 4 1 9 4 4 89 9 2 4 4 6 1 61 1 6 2 0 4 7 8 3 1 0 8 2 5 4 6 5 3 1 2 l 2 1 0 0 7 8 1 0 4 2 9 1 6 8 3 1 3 0 1 5 o 0 伸 仔 ：已 d，r出麻曩 中国石油大学( 华东) 硕十论文第2 章油藏研究 将油藏深度和油藏温度在同一坐标系内分别作为横、纵坐标坐标 进行描点并进行线性回归，如下图所示。 o 油藏温度 5 0 01 0 0 0 1 5 0 02 0 0 02 5 0 03 0 0 0 3 5 0 0 | 璺i2 7 油藏深度和油藏温度同! j 1 关系 回归所得压力一深度计算关系式如下： z = 3 9 x 1 0 。2 日+ 2 0 1 0 7( 2 2 ) r = 0 9 1 0 4 2 2 3 岩石物性 依据王家岗油阳孔店组油藏室内试验测得的岩石压缩系数测试报 告，确定了岩石压缩系数与地层压力关系曲线如图2 8 。 1 6 o 己 帅 柏 e世瞵群属 中国石油大学( 华东) 硕+ 论文第2 章油藏研究 t 罡 ， b 一 彝 髅 骤 出 旧 狮 1 8 0 c ，= 9 00 1 6 e o o b 3 9 p i 基三兰三一 o51 01 52 02 53 03 5 地层压力m p a 图2 8 王家岗油田孔店组岩石压缩系数与地层压力亓】门关系 从上图中可以看出，岩石的压缩系数随着地层压力的增加而呈指 数降低，这是因为随着地层压力的增加，岩石的可压缩性降低，从而 使压缩系数逐渐降低。 将王家岗油田孔店组油藏室内试验测得的油水相对渗透率曲线和 毛管压力曲线资料进行归一化处理，得到王家岗油田孔店组油藏平均 油水相对渗透率曲线和毛管压力曲线，如图2 9 。 1 7 己 o 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章油藏研究 飞 毛 一 甜 鲴 搀 较 杠 i 。= 蠹o 0 9 0 9 驴k , , r 一7 r = o 9 7 4 8 7 7 o5 01 1 2 2 5 03 0 0 空气渗透率1 0 - 3 时 图2 - 9 王家岗油田孔店组有效渗透率与空气渗透率的关系 从上图中可以看出，该岩石的有效渗透率随空气渗透率的增加而呈 指数增大。 垒 苦 上 o1 2 01 0 0 饱 o 00 4 00 2 0 、 一。 一 0410 s - 小数 图2 一1 0 王家岗油田孔店组归一化毛管力曲线 1 8 趵 的 o 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章油藏研究 由图中可以看出，含水饱和度随油水两相毛管力的增大而呈降低的 趋势。当毛管压力较小时，随着毛管压力的增加，含水饱和度下降很 快，相应的含油饱和度上升的很快，因为此时油开始进入岩石孔隙中， 有驱替水的能力强：当毛管力逐渐增大时，含水饱和度降低速度减小， 此时孔隙中油的含量趋近最大值，含水饱和度下降比较少。 图2 1 l 王家岗油田孔店组归一化油水相对渗透率曲线 由图中可以看出，油相的相对渗透率随含水饱和度的增加而降低， 水相的相对渗透率随含水饱和度的增加而增大。当含水饱和度为0 4 左右时，油相的相对渗透率为1 水相相对渗透率为o ，此时的含水饱 和度为束缚水饱和度，而当含水饱和度为0 7 4 左右时，油相的相对渗 透率为o ，此时油不流动，为残余油。 2 3 敏感性研究 ( 1 ) 速敏 假设流体与地层无任何物理化学作用，由于流速增加而引起渗透率 1 9 中国f i 油人学( 华东) 硕十论文第2 章油藏研究 下降造成地层损害的现象称为速敏。不同的岩石中的微粒，对速度增 加的反应程度不同，有的反应甚微，称此岩石对速度不敏感。反之， 有的岩石，当流体流速增大时，保险处渗透率明显下降。 14 0 1 2 0 1 0 0 ；8 0 卫 6 0 4 0 2 0 0 0 q ( m l m i n ) 45 6 图2 1 2 速敏曲线图 上图速敏曲线中，有的曲线随着流体流速的增加表现出渗透率上升， 也有的曲线表现出随着流动速度的增加其渗透率变化不明显，还有一 条随流速的增大而降低。 ( 2 ) 盐敏 对于存在水敏性的地层，需进一步进行盐敏评价实验。因为实 验发现，随着含盐量的下降，粘土矿物晶层扩张增大，膨胀增加，底 层渗透率不断下降。盐敏评价实验的目的就是了解地层岩心在地层水 含矿化度不断下降的临界矿化度( 或称临界盐度) 。 中国秆油人学( 华东) 硕十论文第2 章油藏研究 8 0 0 0 07 0 0 0 05 0 0 0 05 0 0 0 04 0 0 0 03 0 0 0 02 0 0 0 0l o o o oo 盐度( m g 1 ) 图2 1 3 盐敏曲线图 图中，有两条曲线，当盐度下降到一定程度后，其渗透率会发生明 显的下降，这是由于流体的盐度达到了临界盐度，造成岩心渗透率下 降。 ( 3 ) 水敏 水敏是指当与地层不配伍的外来流体进入地层后，引起岩石中流 体矿物变化，粘土矿物出现絮凝、收缩、分散、流失、运移、沉降和 堵塞等过程，并最终使岩石渗透率下降的现象。 表2 _ 41 0 0 井岩心水敏实验结果 岩心取样升段 k w k o5 wk + w水敏水敏 编号 ( m )1 0 3 p m 2l o 。3um 21 0 。3 m 2指数 程度 4 5 31 7 9 4 6 0 1 8 0 2 9 06 7 26 5 52 2 30 6 6 8 中等 5 9 31 8 5 4 5 0 1 8 6 0 6 07 4 47 4 03 8 30 4 8 5 中等 9 1 3 2 1 7 3 5 0 2 1 8 0 ，5 0 5 1 55 3 74 5 1 o 1 2 4 弱 9 5 32 1 7 3 5 0 2 1 8 0 5 02 5 52 5 22 3 30 0 8 6 弱 9 9 32l8 0 5 0 2 1 8 8 4 01 9 01 9 01 1 6 0 3 8 9中曹 1 0 5 22 1 9 6 5 0 2 2 0 4 8 07 7 37 6 l6 4 20 1 7 9 弱 ( 4 ) 碱敏 2 l 啷咖姒觚螂慨砉龛砉言m帏 一女一z 中国_ i 油大学( 华东) 硕十论文第2 章油藏研究 表2 - 5 王1 0 0 井岩心碱敏实验结果 岩心取样井段 不同p h 值的渗透率值( 1 0 。3 um 2 ) 碱敏 编号( m )p h 7 0p h 8 5p h l 0p h l 3 5指数 4 5 _ 41 7 9 46 0 1 8 0 2 9 01 0 39 9 69 86 9 7 9 o 0 5 5 9 - 41 8 5 45 0 1 8 6 06 06 3 86 4 56 4 66 1 9o 0 2 9 1 42 1 7 3 5 0 2 1 8 0 5 06 7 o6 7 o6 3 96 5 40 0 2 9 5 - 42 1 7 35 0 2 1 8 05 01 9 11 8 91 8 81 8 40 0 3 9 9 - 42 1 8 0 5 0 2 1 8 8 ，4 01 0 31 0 41 0 6i 0 5， 1 0 5 - 42 1 9 65 0 2 2 0 4 8 0 7 5 18 0 48 0 88 0 6| ( 5 ) 酸敏 不同的地层应有不同的酸液配方，配方不合适或措施不当，不 但不会改善地层状况，反而会使地层受到伤害，影响措施效果。酸敏 性评价实验的目的在于了解拟用于酸化的酸液是否会对地层产生伤害 及伤害的程度，仪表优选酸液配方，寻求更为有效的酸化处理方法。 表2 - 6 王1 0 0 井岩心酸敏实验结果 岩心取样井段渗透率(0 3u m 2 )酸敏指数 结论 编号 ( m ) 酸化前酸化后 ( ) 4 5 11 7 9 4 6 0 1 8 0 2 9 06 9 28 2 3- o 1 9 非酸敏 5 9 11 8 5 4 5 0 1 8 6 0 6 05 9 07 6 6 o 3 0 扑酸敏 9 1 12 1 7 3 5 0 2 1 8 0 5 07 9 58 9 9旬1 3 非酸敏 9 9 - 22 1 8 0 5 0 2 1 8 8 4 0 0 3 9 40 5 5 4- 0 4 1 非酸敏 1 0 5 12 1 9 65 0 2 2 0 4 8 09 4 89 4 5o 0 0 3 非酸敏 由实验结果可以看出，孔一段油层无速敏、无酸敏、无碱敏，水 敏弱到中等，盐敏f 临界矿化度不高于2 0 0 0 0 m g l 。 ( 6 ) 冷敏 王家岗油罔孔店组油藏油层温度与原油析蜡温度、凝固点温度的 温差超过5 0 ，均在2 0 以上，与我国类似高凝油油藏相比，原油含 蜡量不高。注冷水后一般会在井底5 6 7 5 m 半径范围内形成降温带， 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章油藏研究 在不同注入倍数等条件下温降值一般 3 0 c 。王家岗油阳孔店组油藏 埋藏较深，油藏中深平均2 5 0 0 m 左右，油藏温度在1 1 3 左右，如在 井口注冷水，注入水在井筒中低速率流动时与井简和地层存在热交换， 为了验证注水井注冷水对油藏造成冷伤害程度，利用热交换公式计算 了王1 3 1 井在单井最大注水量为6 0 m 3 d ，不同井口注入水温度o c 、 2 0 、4 0 、6 0 和8 0 条件下注水井井温随深度变化曲线。 图2 1 4 王1 3 1 块注水井井温与深度关系曲线 从图上可以看出，不同井口温度的注入水在油藏顶深2 1 5 0 m 左右 温度基本在5 5 以上，高于析蜡温度；到油藏中深2 5 0 0 m 左右时基 本在7 0 以上，到油藏底界2 8 5 0 m 左右时全部在8 0 以上。因此， 从计算的注水井井温曲线上来看，王家岗油田孔店组油藏属冷敏程度 弱的高凝油油藏，在一般注入条件下注地面温度水丌发不易在油层中 造成蜡沉积，适合常规注冷水开发。 2 4 储量计算与评价 王1 3 1 井区分层位、分小层计算储量。4 个断块共计算了4 1 个小 层的储量，其中王1 3 1 断块2 1 个小层，王1 3 2 断块7 个小层，王1 3 3 中国f i 油人学( 华东) 硕十论文第2 章油藏研究 断块9 个小层，王1 4 0 断块4 个小层。 ( 1 ) 储量参数 钻遇油水界面的依据油水界面确定，未钻遇油水界面的按油底外 推一个含油高度圈定。王1 3 1 断块叠合含油面积为2 3 9 k i n 2 ，王1 3 2 断块叠合含油面积为0 6 4 k m 2 ，王1 3 3 断块叠和含油面积为0 6 1 k i n 2 ， 王1 4 0 断块叠合含油面积为o 4 2 k m 2 。 根据王1 3 1 井孔店组分析资料，孔隙度1 9 2 ，原油密度 0 8 4 4 5 9 c m 3 ，含油饱和度6 0 ，体积系数1 1 1 1 ，单储系数为8 8 1 0 4 t k m 2 m 。 ( 2 ) 储量计算 采用容积法计算储量。 容积法计算储量表示为： n = 1 0 0 a h 西( 1 - s 州) p 。b o i( 2 3 ) 式中n _ 一原油地质储量，1 0 4t ： a 一含油面积，k m 2 ： h 一平均有效厚度，m ； 审平均有效空隙度，小数； s 州一油层平均原始含水饱和度，小数； p i 平均地面原油密度，t m 3 ： b 。一原始的原油体积系数。 共计算4 1 个计算单元的储量，合计计算含油面积4 0 6 k i n 2 ，将数 据代入以上公式得到石油地质储量2 9 1 9 1 0 4 t 。 表2 7 王1 3 1 地区孔店组储量计算表 单元名称面积 厚度储革 _ 千1 3 i2 3 9 8 11 6 9 7 干1 3 2 o6 4 5 22 95 下1 3 30 6 l1 477 87 于1 1 00 4 2 3 8l4 合计4 0 6 2 9 1 9 ( 3 ) 储量评价 中国石油大学( 华东) 硕十论文第2 章油藏研究 王1 3 1 断块叠合含油面积最大，储量也最大，占4 个断块总储量 的5 8 1 。其次是王1 3 3 断块，储量占4 个断块总储量的2 7 。王1 3 2 断块和王1 4 0 断块储量均较小，王1 3 2 断块储量只占4 个断块总储量 的1 0 1 ，王1 3 2 断块储量只占4 个断块总储量的4 8 。 储量大部分都集中在e k l 下，占总储量的8 4 。大于2 0 x 1 0 4 t 的 小层数只有5 个，占全部小层数的1 2 2 ，占总储量的3 4 ，因此王 1 3 1 地区储量相对集中。 2 5 小结 ( 1 ) 王家岗油田地质情况复杂，储层非均质严重，属于岩性断块 低渗、常压、高凝、低产能油藏。油藏原油物理性质差异较大，地层 流体流动特征复杂。在开发上表现出储层能量衰减快，油井投产后供 液严重不足，储层采收率低等一系列突出问题： ( 2 ) 该区块孔店组油藏速度敏感性很弱，基本无速敏现象；储层 上部地层具有中等偏强的水敏性，临界矿化度为1 2 0 0 0 p p m ；储层遇 酸渗透率略有上升基本不存在酸敏性伤害：随着p h 值的升高，渗 透率下降不明显，该储层没有碱敏性： ( 3 ) 储量相对集中。 中国f i 油人学( 华东) 硕十论文第3 章油藏开发方案优化设计 第3 章油藏开发方案优化研究 3 1 开发层系优化 3 1 1 开发层系划分与组合原则 根据国内外油田开发实践经验和研究分析，开发层系的划分与组 合有以下几点基本原则”1 ： 一套开发层系中的油减类型、油水分布、压力系统和流体性质 等特征应基本一致。 一套开发层系中油层沉积条件应该大体相同。油层渗透率差异 不应过大，同一开发层系中层间渗透率级差( 最高渗透率与最低渗透 率比值) 不宜超过5 1 0 倍。 一套开发层系中油层不能太多，井段不能太长。根据目前的分 层调整控制技术状况，一套层系中主力油层一般2 3 个左右，一口井 中油层总数一般6 9 个左右。 一套丌发层系中要有一定的油层厚度( 一般1 5 m 左右) 、油井 生产能力和单并控制储量，以保证达到较好的经济效益；其具体界限 要根据各个油田的油层埋藏深度等地下、地面条件，用经济评价的方 法确定。 不同开发层系之间要有比较稳定的泥岩隔层：隔层厚度一般不 小于3 m 。 对低渗透油阳而言，虽然油层层数较多，分布井段较长，但总的 有效厚度小，单位面积储量少，油井产量低。非均质性往往也很严重， 但渗透率绝对差值较小，在开采过程中，流动压力都比较低，层问干 扰相对较轻”1 。另外低渗透油田单位厚度油层采油指数小，需要有足 够的厚度才能保证油井经济产量要求，因而组成层系开采的油层厚度 也需要大一些。如果油层非均质严重，层间矛盾突出，在油层厚度、 中国7 珊大学( 华尔) 硕十论文第3 章油藏开发方案优化设计 储量和经济条件允许的情况下，也应适当划分层系丌采：假如油层厚 度、储量和经济条件不允许划分更多的层系开采，在原油性质较好时， 则可用一套合理的井网密度，逐步上返开采。 3 1 2 开发层系优化 ( 1 ) 王1 3 1 块 开发层段划分分析 王1 3 1 块目前有2 口完钻井王斜1 3 1 和斜1 3 1 1 井，均为大斜度 定向井。孔店组1 2 个主力目标层中，孔店上下砂层组各有6 个。孔店 上下砂层组含油井段长6 6 0 m 左右，从目前工艺水平而言不具备大斜 度定向井一套井网大段合采的基础，因此，一套井网大段合采不具备 可操作性。从开发上来说，为避免含油井段过长，多层合采层问干扰 严重，应该分层段开采。 1 2 个目标层地质储量合计有1 2 9 8 1 0 4 t ，其中孔店上砂层组6 个 油层叠和厚度5 5 m ，地质储量仅1 7 o 1 0 a t ，占总储量的1 3 1 ：孔店 下砂层组6 个油层叠和厚度1 5 5 m ，地质储量1 1 2 8 x 1 0 4 t ，占总储量的 8 6 9 。孔店上砂层组地质储量极小，绝大部分地质储量集中在下砂 层组( 表3 1 ) ，下砂层组是主力产能建设层段。 孔店上下砂层组1 2 个目标层目前有相关层位进行了试油，其中孑l 店上2 油砂层2 2 4 5 2 2 2 4 7 5 m 层段1 层2 3 m 试油泵抽折算日产1 6 t d ， 含水o 0 5 ，5 0 测得原油粘度2 9 9 m p a s 孔店上4 油砂层 2 4 6 7 3 2 4 9 5 8 m 层段3 层7 6 m 试油测试仪折算日产o 8 8 t d ，5 0 测 得原油粘度1 4 6 m p a s ：孔店下4 油砂层3 0 6 2 8 3 0 9 4 o m 层段3 层 1 3 7 m 压裂措施后试油泵抽折算同产5 4 5 t d ，不含水，8 0 测得原油 粘度3 8 1 m p a s 。试油表现出孔店上砂层组试油自然产能较高，组试油 中国f i 油人学( 华东) 硕十论文第3 章油藏开发方案优化设计 表3 1 手家岗油田千1 3 1 块孔店组目标层储量计算表 层位 储量占地质储 含油有效厚单储地质孔隙 砂层组量占总 度 渗透率 面积度 1 0 4 t k 储量 储量百储量1 0 0 u m 2 k m 2m1o t 分数百分数 e k l 上2 2 03 309882 61 5 52 o02 0 75 0 0 e k l 03 9o 78 ，82 61 5 o2 o 02 0 63 4 1 上3 1 e k 0 l i1 o8 _ sl058 o7 o 1 9 84 2 0 e k e3 4 上 e k i r4 5 05 1 18 8492 9 03 8 0 1 8 2 2 3 2 e k i i ：4 5 04 4098 83 31 97260 l b 22 52 e k l o3 2 0 988261 5 02 00 1 7 31 59 上4 6 小计 o7 5 75 5ssj 7 0j 0 0 0】3 】o j 9 i3j7 e k l 05 4 5 1 2s 85 75 o4 4 0 1 7 3 1 51 6 t 2 ， e