（油气田开发工程专业论文）陇东油田主力油层剩余油分布规律研究及挖潜方向.pdf

英文摘要 s u b j e c t ：t h es t u d yo fe a s to fl o n go i lf i e l dm a i nl a y e r sd i s t r i b u t i v er e g u l a r i t i e s o f s u r p l u so i la n de x c a v a t ed i r e c t i o n s p e e i a l i t y ：o i la n dg a sf i e l de x p l o i t i o ne n g i n e e r i n g n i n a s m t r e u c ：t o r ：l s o n g y a h z n i q g i ( 8 s i g g n n a a t t u u r r e e l ；：! ! i j i ! i l ：l i ! ! 玉i) 2 旦始i 争i a b s t r a c t l o n g d o n go i lf i e l dh a v ed e v e l o p e df o r3 0y e a r s a se x p l o r a t i o ni na d v a n c e d ，t h es t o r a g e c a p a c i t yi sl e s sa n dl e s s a tm o m e n tm o s tf i e l d sa r ei nt h em e d i u ma n dh i g hc o n t a i n i n g w a t e r , t h er e l a t i o no fu n d e r g r o u n do i la n dw a t e rb e c o m ec o m p l i c a t e d ，t h ec o n d i t i o no fw e l lc a s i n g t u r nb a d ，t h eb u s h i n gb r o k e ni ss e v e r e ，t h ed i f f i c u l t yo f d e v e l o p m e n ti sm o r ea n dm o r e s oi ti s b a d l yi nn e e do fc a r r y i n go u tt h er e s e a r c ho fs u r p l u so i la n db r i n g i n gu par a yo fh o p ef o ro i l d e v e l o p m e n t t h ef o c a lp o i n to ft h i sa r t i c l ei st oc h o o s er e a lm e t h o df o rf i t t i n gt ol o n g d o n go i lf i e l d o nt h eb a s i co fr e c o g n i t i o ng e o l o g y ，f r o mi n t u i t i o nd e s c r i p t i o na n dd e t e r m i n i s t i ca p p r e c i a t i o n t or e s e r v o i rd e s c r i p t i o n ，a n dc o m b i n i n gt h em e t h o do fr e g i o nr e s e r v o i re n g i n e e r i n gt o c a l c u l a t e ，i n t e g r a t i n gt h ed y n a m i ca n ds t a t i cd e v e l o p m e n ta n dr e s e r v o i rn u m e r i c a ls i m u l a t i o n a n dt h ew e l l g r o u n de l e c t r i c i t yo fi m a g e r yt ov a l u a t e 、t r a c e 、d i a g n o s i s t h es u r p l u so i lo f m a i nl a y e r ( y 9 10 ) o fo i lf i e l d ，t h ea r t i c l es u m su pt h ee n r i c h m e n t l a wo fs u r p l u so i l ，a n d p r o v i d e st h em a i nd i r e c t i o nf o rd e p e n d a b l ec r o p f o r t h er e g i o no fs u r p l u so i lt ot a k ea c t i o nt o a d j u s ti nz h o n g y i q u a n dn a n y i q ua saw h o l ea n dc a r r yo u tl o c a le n c r y p t i n ga d j u s t m e n ti n c h e n 9 5 5 q ua n dn a n e r q ua n dz h o n g e r q ui n2 0 0 5 m e a n w h i l ep u t i n t oa l lc l a s s e so f m e a s u r ef o r19 5w e l l sa n dr e d i l lo ns i d e2 9w e l l s ，b u i l dy i e l d sf o r4 x10 4 t t oa s s u r et h e d e p e n d a b l ec r o pf o rm a i nr e s e r v o i r k e yw o r d s ： t h ef i n ed e s c r i p t i o no fr e s e r v o i r , t h ee n r i c h m e n tz o n eo fs u r p l u so i l ，m a i nl a y e r , e n c r y p t i n ga d j u s t m e n t 学位论文创新性声明 本人声明所呈交的学位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中所罗列的内容以外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安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做 了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名：二壅亚殓同期：之竺至差塑，臼 学位论文使用授权的说明 本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学 位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公 开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相 关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。 论文作者签名：盘拴 导师签名避日期：夕口口箩箩2 0 注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出( 含解密年限等) 。 第一章绪论 第一章绪论 低渗砂岩油减，无论是注水开发，还是边底水自然能量开发，地下油水运动规律是 不断变化的。研究发现，特别是低渗砂岩非均质油藏不同丌发阶段，注水驱油藏其注入 水波及程度、波及效果，驱替系统的适应性均受一定条件的制约；边底水驱油藏的底水 抬升高度，边水内缩的程度和范围，影响到剩余有效厚度和含油面积的变化。因此进行 剩余油分布规律研究、准确掌握地下油水运动及分布，确定油藏的稳产方向，选择有效 的进攻性措施，是提高油田开发效果的重要途径。 实践证明，特别是中高含水期老油田，只要弄清地下剩余油分布，采取相应的剩余 油稳产挖潜措施，即可实现油田稳产，因此，本研究就显得尤为重要。本文在过去大量 研究工作的基础上，继承总结前人的成功经验，运用多种研究方法，以研究油藏地质为 基础，从油水运动演变历史及动念反映来综合油藏平面及纵向上剩余油分布规律，为陇 东老油田的稳产挖潜方向提供参考。 1 1 国内外剩余油研究的发展水平 剩余油分布的研究目前在国内外形成了较成熟的技术，具有国际领先水平的有：油 田丌发地震、四维地震和高含水期精细地质建模在内的剩余油预测技术，多层砂岩高含 水油田油藏精细描述及剩余油分毋i 研究技术，地层沉积相研究技术。达到国内先进水平 的技术有：剩余油监测技术，采用方法包括钻密闭取芯检查井、水淹层测井、试油以及 中子寿命测注测方法、碳氧比能谱测井和井问监测方法以及过套管监测剩余油测井技 术；另外还有动态分析技术、数理统计技术、经济评价技术等。 1 2 剩余油研究的目的及意义 陇东油田要快速有效发展，一要继续抓好勘探工作，不断扩大油气资源。要正确 处理好新区勘探与老区勘探、勘探与开发的关系，以寻找优质储量为目标，依靠科技进 步把资源潜力挖掘出来。二要搞好开发工作，进一步加强地质研究，深化、细化对地下 的认识，搞好剩余油研究工作，挖掘老油田的潜力；要进一步加强对措施方案的研究与 论证；要以改善开发指标为总目标，制订合理的开发指标区间：要把储采平衡当做重要 工作来抓，尽最大努力弥补历史欠账。 而随着勘探丌发的不断深入，目前陇东油田发现的可供开发的优质储量越来越少， 依靠发现新油田增加可采储量的潜力明显变小。在此情况下，加大老油田的开发程度， 特别是加大整装大油田研究的精细程度，形成一套提高老油田采收率的技术和方法显得 尤为重要。而随着油藏注水开发，油、水在油层中的分布越来越复杂，研究和检查地下 西安石油大学硕十学位论文 油、水分布规律，确定剩余油分布特点，确定油藏的稳产方向，有针对性采取措施，才 能达到提高采收率，实现油用稳产，同时正确认识地下剩余油分布是中高含水期提高油 用开发水平的技术关键。 1 3 课题背景及本文工作的主要工作任务 该课题主要来源是油田生产发展的需要，陇东油田开发3 0 多年，目前大多数油田 处于中高含水期，地下油水关系复杂、井筒状况差、油水井套破严重，开发难度越来越 大，急需对剩余油进行详细研究，给油田的发展带来一线生机。 本课题的主要工作任务是通过研究分析陇东老油田存在的主要丌发问题，应用适合 陇东油罔的多种剩余油研究方法。如：取芯法、c o 测井资料分析法、数理统计分析法、 动念分析法、数值模拟技术、井地电位成像测量技术；同时针对陇东油田的开发特点， 从宏观和微观上，研究影响剩余油分靠的主要因素，搞清剩余油分布，总结出陇东油田 剩余油分布规律，绘制剩余油分布图( 见附图1 1 2 ) ，制定油田稳产的技术思路，提 出下步稳产的技术方向。进而应用加密调整、大修及侧钻技术提高油藏储量平面动用程 度，应用层系调整、分注及调剖技术提高储量的纵向动程度。本次研究力争部署调整、 侧钻、更新、扩边2 0 - 2 5 门，并提出油水井措施建议1 5 0 口左右。 第二章陇东油田的基本概况 第二章陇东油田的基本概况 陇东油田位于鄂尔多斯盆地，管理着马岭、樊家川、华池、元城、城壕、南梁、西 峰、五蛟、大板梁、镇北、演武、八珠、庆阳十三个油田，6 4 个开发区块，横跨陇东庆 阳市西峰区、庆城、华池、环县、镇原、合水、宁县“六县一区”的2 0 1 0 4k m 2 。目 前陇东地区总井数5 0 2 5 口，其中探井、评价井7 8 4 口。主要储油层位有直罗组、延安组 延4 + 5 、延5 、延7 、延8 、延9 、延1 0 以及三叠系延长组长1 、长2 、长3 、长4 + 5 、长 6 、长7 、长8 。侏罗系延安组及三叠系延长组长1 、长2 油藏受岩性构造双重控制， 三叠系延长组长3 、长4 + 5 、长6 、长7 、长8 等油藏受岩性和沉积相带控制。 陇东地区石油总资源量 + 1 0 8 t ，已探明+ 1 0 h ；剩余控制地质储量1 0 8 t ；剩余 预测地质储量+ 1 0 8 t ：推测石油资源量+ 1 0 8 t ；剩余潜在资源量+ 1 0 8 t 。可供储量升级 转化的剩余资源量多集中在长4 + 5 、长5 、长7 、长8 等低渗透深层中。 2 1 油田地质概况 在已投入开发的1 2 个老油田中，主要产油层为侏罗系延安组的延9 、延1 0 ，其次是 三迭系延长组及1 9 9 7 年开发动用的侏罗系直罗组油层。其成藏都是在陕甘宁盆地南部西 倾大单斜背景上，由古地貌控制或因沉积差异发育的低缓鼻状隆起，与岩性交化而形成 的含油圈闭。侏罗系储油层属河流一沼泽相沉积，以中细砂岩为主，多为低渗透、低粘度、 低饱和亲水性的构造岩性油藏。三迭系储油层属湖泊三角洲沉积，以细粉砂岩为主，多 为特低渗透、低粘度、高饱和压力的岩性油藏。按其油藏地质特征可划分为三类： 第一类是特低渗透岩性油藏：主要有马岭油罔南试区、华池油田华1 5 2 区、南梁油 田华6 4 区长4 + 5 油藏、南梁西区长3 油藏，占动用储量的2 1 9 。 第二类是低渗层状砂岩油藏：主要有马岭油田、樊家川油田、城壕油田及华池油田 悦2 2 区、华2 0 1 区、华7 8 区等，占动用储量的6 5 3 ； 第三类是构造边底水油减：主要有元城油田、马岭南区延4 + 5 油藏、直罗油藏、华 池油田华4 9 区，占动用储量的1 2 8 。 陇东老油田以延9 、延1 0 为主力油藏、油层埋深11 5 1 1 7 7 1i l l ，平均有效厚度7 3 m 。纵向上油层多，变化大，下好上差；平面上油砂体多，连片性差，分布不稳定。岩性 组合主要为正韵律，泥质胶结，以孔隙接触式为主。油层有效孔隙度1 3 6 1 8 ，空 气渗透率( 2 6 3 5 0 9 ) x1 0 1 = um ，含油饱和度5 5 6 5 ，属非均质性强的中低渗储 集层。原油性质比较好，地层原油粘度低2 3 3 9 m p a s 水文垂直分布带明显，地层水 西安石油人学硕士学位论文 自上而下为：n a 2 s 0 4 、n a h c 0 3 、c a c l 2 ，总矿化度1 7 7 0 0 1 1 7 8 0 0 m g l 。 至2 0 0 4 年底己开发的陇东老油f 日区块共有5 3 个，其中主力油臧( 延9 、延1 0 ) 5 1 个，共探明含油面积+ + k m 2 ，探明地质储量 4 1 0 4 t ，动用含油面积 + k m 2 ，动用 地质储量十+ + 1 0 4 t ，可采储量+ + + + 1 0 4 t ，动用地质储量、可采储量分别是陇东油区储 量的7 3 9 、8 2 2 。按油层性质和驱动类型可分三大类，即：厚层块状油藏、层状油 藏、边底水油藏。其中动用储量占老油田储量比例最大的是厚层块状油藏为3 0 0 ，具 体区块有1 0 个，储层物性最好的油减是边底水油藏，典型区块有4 个( 见表2 1 ) 。 表2 - 1陇东老油田区块地质基础数据表 探明动用 含油饱 区块 地质储地质储有效孔隙度 渗透率 油藏类型和度 个数面积面积可采储厚度 ( ) + 1 0 。3 u m 2 】 ( ) ( k m 2 )( + 1 0 4 t ) ( k m 2 )( + 1 0 4 0量p 1 0 4 t )( m ) 层状油藏67 5 97 4 96 4 01 6 57 8 56 4 3 块状油藏1 08 9 o7 8 27 1 3 1 5 7 6 7 86 2 4 边底水油藏 42 8 5 2 8 58 0 31 6 82 8 7 0 6 4 0 合计 2 01 9 3 41 8 1 67 0 91 6 21 1 4 86 3 3 2 2 开发状况 陇东老油阳于1 9 7 2 年马岭油田的全面注水开发为标志，至今已有3 3 年的开发历史。 大部分区块经过多年开采，已进入递减期，采出程度不高，都经历了开发试验、低含水 和中高含水三个开发阶段，在开发过程中根据地下油水运动变化，结合剩余油分布研究， 不断进行挖潜调整，使老油田一直保持较高采油速度，也取得了良好的开发效果。其中 马岭油田、元城油田、华4 9 区，经过整体调整后产量回升，取得了良好的效果。马岭油 于先后进行了4 次整体调整，产量由1 9 9 2 年年产油4 1 5 5x1 0 4 t 回升到1 9 9 4 年的 5 2 3 5 3 9 x 1 0 4 t 、9 8 年的5 8 1 0 4 t ，目前下跌到3 0 1 0 4 t ；元城油田元中区9 8 年进行调 整后，采油速度由1 1 7 提高到1 4 8 ( 见表2 2 ) ，华4 9 区通过9 8 年调整，年产油 4 7 0 8 5 1 0 4t 上升到7 2 2 7 1 0 4t ，采油速度( 1 4 7 ) 提高到2 2 4 。 表2 - 2 元中区9 8 年调整前后效果对比表 内容 调整前调整后 采油速度( ) 1 1 71 4 8 综合含水( ) 5 2 44 9 3 日产油水平( t ) 2 2 12 8 0 采出程度( ) 3 3 53 7 5 水驱地质储量( 1 0 4 t ) 8 3 61 0 8 4 第三章油田开发存在的主要问题 2 0 0 4 年底油井丌井9 2 4 口，日产液水平8 9 7 6 t ，同产油水平3 2 4 3 t ，综合含水6 4 ， 采出地质储量的2 7 6 1 ，高出9 ，采油速度o 7 8 ，e t 产油水平占全厂的4 6 o 。其 中开发水平高效益好的油藏是元城边底水油藏，产量比重大，占老油f ：开的3 5 9 ，采出 程度最高；层状油藏次之；厚层块状油藏储量比重大，采出程度低，但含水高，是剩余 油挖潜的难点和重点。 第三章油田开发存在的主要问题 3 1 油水井井筒状况日益变差，套破井增多，油田非正常递减加大。 3 1 1 套破井日益增多，直接影响油井正常产能的发挥，导致油田( 区块) 非正常递减加大。 从近五年新增套破井生产情况来看，陇东老区每年套破井造成的产量损失约 2 0 x1 0 3 t 左右，使年综合递减加大1 5 个百分点以上；第二年递减幅度在5 0 以上。2 0 0 4 年新增套破油井4 2 口，套破前r 产能2 0 3 t ，目前1 1 2 t ，f q 损失产能9 1 t ，恢复程度5 5 2 ， 预计全年产油4 5 1 0 3 t ，损失产能2 3 x1 0 s t ，导致递减增大约1 8 个百分点。一方面 储量井控程度下降，如目前马岭油田油井开井仅有3 5 0 口，而开发层位有2 3 个小层，2 6 0 余个小油砂体，井控程度仅有4 4 3 。井网密度由高峰期的7 4h k i n 2 ，下降到目前的 3 1e l k m 2 。另一方面降低了井网对储层的控制能力，造成了注采井网失控，平面注采结 构失衡，如中二区套破生产井l o 口，占全区井数的5 5 6 ，但产能仅1 2 t ，占全区产能 的4 0 。 西安石油大学硕士学位论文 3 1 2 井筒状况变差是制约陇东老油田稳产的主要原因之一。 井筒管串老化、井下落物、套管变形、井筒结垢等原因造成油水井不能进行正常措 施，导致水井不能有效注水，油井不能发挥正常潜力，影响油田( 区块) 整体开发效果， 威胁着老油用的稳产截止2 0 0 4 年底全厂发现井下落物井5 1 口。2 0 0 4 年提出的措施井有 2 4 口，由于井筒原因，不能实施或不能按方案要求实施措施。 3 2 分注现状满足不了目前油田剩余油挖潜的需要。 统计2 0 0 4 年卜1 2 月份调试1 8 6 井次、调试成功1 1 3 井次( 调试成功率6 0 7 ) ；调 试2 5 8 个层段，合格1 8 5 个层段( 分层调试合格率6 5 1 ) 。1 0 个层段超注、6 5 个层段 欠注。 偏心分注工艺：在目前斜井应用中存在遇阻、遇卡或投拔不上水咀现象较多，导 致调试成功率低，2 0 0 3 年仅为6 0 7 。 同心分注工艺：不能进行吸水剖面测试，无法监测分层吸水状况。 空心分注工艺：无法验证封隔器座封是否正常，缺少吸水剖面测试工具。 油套分注工艺：无法沈井，仅限于两层分注井，有效期短。 由于水井分注效果不理想，监测周期长、动态反应滞后，导致部分油藏潜力不能有 效发挥。如新城7 2 7 井由于管串漏失，延7 超注，对应油井含水上升，影响产能9 t 3 3 层内调剖技术缺乏，部分油藏水驱效率低。 陇东老区综合含水6 4 ，可采储量采出程度5 8 6 。随采出程度的提高，剩余油集中 于层内低孔低渗区，单纯依靠调整井网、完善层系等措施，进一步提高水驱效果的余地 减小、难度增大。而调整层内水驱剖面措施仅在部分井点实验，缺乏成型的技术，造成 部分油藏水驱效果难以有效改善。如樊中区、北三区等。探索特殊储层( 北三区、樊中 区延9 等) 、高采出程度油藏( 如中二区、南二区、城壕区、玄马区等) 层内调剖技术措 施，是改善油藏开发效果、实现高含水阶段控水稳油亟待解决的问题。 3 。4 剩余油分布零星及部分小油砂体，注采井网完善难度大。 受注采井网与油层物性影响，剩余油分布与物性差、控制程度低的井区。而陇东老 区由2 9 3 个油砂体组成，剩余油在空间展布更加复杂。特别是分布在油藏边部的潜力区， 并网完善难度大，如城壕区、中三区( 延6 、延7 、延8 ) 以及中一区的部分油藏。陇东 老区小油砂体数量多( 2 2 0 个、占砂体总数的7 5 1 ) 、油层薄、难以形成完善的注采井 网，开发过程表现为稳产期短、含水上升快、递减大。如中一区7 8 井区延7 、延1 0 4 油 第三章油田开发存在的主要问题 藏含油面积在1 o k m 2 以下，注水沿砂体轴向推进速度快，油井见效后含水上升快。受水 线切割，剩余油分散；且砂体面积小、井网完善难度大。 表3 - 1陇东老区分油田含油面积4 2 o k r a 2 油藏生产数据统计表 砂体 用目前产量 采油速度采h 科度 序号主要层位 储量 数 日产液日产油含水 ( )( ) ( 1 0 * t ) 儿珠3y 4 _ 5 61 ( )8 03 91 8d 7 】47 9 城壕2 1直罗k2 延67 89 3 2 7 6 0 02 3 02 3 i2 14 6 = 板粱蜓1 0 i5 03 5 7 43 05 37 0 8 樊家川延81 0 1 3 43 67 59o1 88 1 9 k3i t2 延 毕池2 37 7 88 6 52 j 6 6 481 ( 1 8 4 + 567 891 0 延1 0 18 ”。”延6 延7 延 马岭l 洲2 6 7 92 2 4 l6 8 60 8 41 36 2 8 延9 直罗、延4 + 5 南粱8延7 89 1 6 9： 93 23 4505 934 5 演武延4 + 567 2 7 05 23 8206 4 3 7 元城2延4 + 5 延1 03 65 7 88 2 6 镇北 3 延89 2 7 62 3l l4 】7l6 8 合训2 2 0 4 8 0 l4 0 1 71 3 0 96 23 3 5 中高含水期底水油藏含水上升快，剩余油挖潜难度大。 元城油田边底水油藏( 元东、元中、元西区) 长期保持了高速、高效开发，目前处 于中含水阶段，理论预测含水上升率在4 0 左右，2 0 0 4 年实际4 9 ，年产油由2 0 0 3 年 的2 6 2 1 0 1 ti2 2 7 1 0 4 t 。导致年递减达到1 0 o 。2 0 0 5 年含水上升率按照理论值计 算，将影响产能9 0 t 左右。 图3 - 1 元城边底水油藏采出程度与含水上升率关系曲线 西安石油大学硕士学位论文 第四章陇东油田剩余油分布规律研究 剩余油分布主要受沉积相、储层特征、注采井网和油罔开发方式等多种因素共同制 约。陇东老油田储集层为河流相沉积，油层非均质性强，平面上形成了局部高渗区和低 渗区，高渗区和高渗层分布连片动用状况较好，在油田稳产中起到了主导作用；而占比 例较大，分布零散的低渗区和低渗层动用状况较差，形成剩余油富集区。纵向上受沉积 韵律、层间差异等因素控制，水洗程度不均。随着水驱程度不断加深，储层物性、孔隙 结构、孔隙矿物组分均发生了变化，从而使油水分布更加复杂。 4 1 剩余油研究方法 4 1 1 应用数值模拟技术研究剩余油 在油田开发中后期，剩余油主要富集于分隔体中，它是调整和挖潜的首要对象，而 研究分隔性的首要问题是在剖面上将其划分出来，对相应储集体进行细分流动单元，并 尽可能描述出最小一级的分隔体。在精细描述的基础上可以进行定性的剩余油分析，也是 进一步进行地质建模及数值模的基础。 数值模拟方法是利用测并相分析方法，通过流体力学方程应用计算机及计算数学的 求解，重新认识储层沉积相，按沉积相分析结果，结合油藏地质学、油藏工程学、热力学、 化学来重现油罔开发的全部实际过程，指导剩余油分布认识，达到搞清油藏剩余油分布， 总结剩余油分布规律，进而通过由不同措施组成的多种方案进行优化来解决油藏有效挖 掘剩余油的实际问题“。在本课题研究期问，通过与北京石油大学、西安石油大学及 有关单位协作，对中一区、南一区、南二区、元中区、里3 7 区、悦2 9 区开展了油藏描 述及剩余油模拟研究，通过流动单元划分及历史拟合成功后，对细分的多个小层叠合剩 余油饱和度图，总结分析剩余油分布规律。 图4 - 1油藏描述分析基础对比图 第四章陇尔油田剩余油分布规律研究 实例分析1 ：中一区油藏描述与数值模拟研究剩余油，是2 0 0 4 年与北京石油大学合 作的研究项目，研究过程制定了研究技术思路、技术指标，通过油藏精细描述建立模型， 历史拟和模拟研究剩余油，最后提出合理的调整方案，达到了研究目的。 a 技术思路： 图4 - 2中一区油藏描述与数值模拟技术思路图解 b 研究的技术指标。微构造研究，表现出幅度5 m ，构造面积o 3 k m 2 的圈闭；测 井解释能分辨出o 5 m 的储层及隔夹层；精细油藏描述的基本单元是单砂层；数值模拟纵向 上模拟层细分到含油单砂层，平面上重点井区网格步长最小达到2 5 m 。 c ，油藏描述阶段取得的新认识。重新界定了延l o 油层组与富县油层组，两个 油层组由于地层划分困难，7 9 年至今一直将两个油层组地层统一按照延1 0 油层组对待， 因此在开发过程存在部分井组注采不对应韵矛盾。原来认为：延l o 油层组最多划分到 1 8 个小层，并且有时可能把延长组砂体，也划分到延1 0 油层组内。 图4 3马岭油田中一区中8 一一中8 9 井油藏剖面 9 西安石油大学硕十学位论文 表4 - 1 富县组与延1 0 油层组地层特征异同点 e 油藏模拟研究剩余油。建立油藏模型是决定历史拟合和动念预测成败的关 键。油藏模型的建立，就是将实际油藏数值化，即用数据把全部影响油藏开发动态的油 减特征描述出来。该项工作主要包括：模拟区域的确定、平面网格及模拟层的划分、地 质模型的建立、油藏模型初始化以及流体和岩石物性参数的确定。 首先是模拟区域的确定：本次模拟区域是油田中一区y 6 y 1 0 及富县油藏，模拟区 域面积1 0 8 5k m 2 , 油水井总数4 5 0 口，纵向上y 6 1 顶界面到f7 底界面。 其次是平面网格及模拟层的划分：本次数值模拟平面网格及模拟层的划分遵循以下 原则：网格为笛卡尔坐标系下的等距网格；尽量适应井的位置，保证两口井之间至少有 三个空网格；保证精细油藏数值模拟的需要，纵向上平均每3 m 取一个模拟层；满足模拟 精度的前提下，需要考虑模拟软件承受能力及项目经济效益，由于中一区油藏模拟面积 很大，模型网络过细将直接导致模型运行陷于瘫痪，由于建模时平面井间参数是采用沉 积相控制的井点k r i n g 插值方法，而纵向上测井曲线可精细到每0 1 2 5 m 一个取样点，因 此，平面井间参数不确定性较强，平面上网格划分过细意义不大，综合各方面因素，在 经过多次试运行情况下，决定平面网络步长为5 0 m ；网格方向尽量与主流线方向一致。 根据以上原则，中一区平面上划分为1 0 4 1 6 0 网格系统，网格步长a x = y = 5 0 m ， 网格方向近似n e 4 5 0 , 与主流线一致，网格系统及相应井位分布。 由于实际油层在地质上可能划分成很多小层，在模拟中一般将实际油层的许多小层 按一定原则合并成较少的模拟层。其合并原则为：既要满足研究问题的需要，又要反映 油藏实际特征；适应该区块地质沉积条件的差异的变化；适应分层开采、分层措施、分 o 第四章陇东油田剩余油分布规律研究 层测试的要求。根据以上合并原则，为适应精细模拟的需要及其流动单元之间夹层的变 化，并考虑到计算机内存和模拟时间的限制，纵向上尽量做到每3 m 取一个模拟层，主 力层位适当加密，由此纵向上将y 6 1 f4 7 油藏划分为1 1 1 个模拟层，其中6 个砂层组( y 6 、 y 7 、y 8 、y 9 、y 1 0 、富县) ，从上到下依次划分为1 5 、1 1 、1 l 、2 0 、2 5 、2 9 个模拟层， 2 8 个流动单元所对应的模拟层为：1 流动单元对应1 2 模拟层，2 流动单元对应3 4 模拟层，3 流动单元对应5 8 模拟层，4 流动单元对应9 1 0 模拟层，5 流动单元对应 1 1 1 2 模拟层，6 流动单元对应1 3 1 5 模拟层，7 流动单元对应1 7 一1 8 模拟层，8 流动 单元对应1 9 2 1 模拟层，9 流动单元对应2 2 - - 2 4 模拟层，1 0 流动单元对应2 5 - - 2 6 模拟 层，1 1 流动单元对应2 8 - - 2 9 模拟层，1 2 流动单元对应3 0 一3 3 模拟层，1 3 流动单元对 应3 4 3 5 模拟层，1 4 流动单元对应3 6 3 7 模拟层，1 5 流动单元对应3 9 4 4 模拟层， 1 6 流动单元对应4 5 - - 5 0 模拟层，1 7 流动单元对应5 1 - - 5 7 模拟层，1 8 流动单元对应5 9 - - 6 7 模拟层，1 9 流动单元对应6 8 - - 7 3 模拟层，2 0 流动单元对应7 4 7 8 模拟层，2 l 流 动单元对应7 9 8 2 模拟层，2 2 流动单元对应8 3 模拟层，2 3 流动单元对应8 4 8 7 模拟 层，2 4 流动单元对应8 8 9 0 模拟层，2 5 流动单元对应9 1 - - 9 7 模拟层，2 6 流动单元对 应9 8 一1 0 2 模拟层，2 7 流动单元对应1 0 3 1 0 6 模拟层，2 8 流动单元对应1 0 7 1 1 1 模拟 层( 表4 2 ) 。中一区油减网格系统为1 0 4 1 6 0 1 1 1 ，总网格数为1 8 4 7 0 4 0 个( 图4 4 ) 。 图4 4 中一区三维网格分布图 第三是地质模型的建立：建立地质模型的建立是在综合地质、地震、化探、钻井、 测井、测试、试采等资料的基础上，充分利用这些资料所包含的构造、属性信息，通过 三维地质建模软件建立油藏地质模型。再将三维建模软件生成的三维数据体进行网络粗 西安石油大学硕+ 学位论文 化和属性粗化后，直接导入e c l i p s e ，形成模拟网格参数场，本次地质模型的建立采用 g o c a d 随机建模软件。三维定量的地质模型应包括构造模型、砂体骨架模型、物性模 型和油气水分布模型。 构造模型：三维构造模型是地质体的离散化，用于定量表征构造和分层特征。一般 用各网格块的顶深和地层厚度数据体来体现，它表征顶面构造几何形态的高低起伏及各 网格块间的空间相对关系。 砂体骨架模型：砂体骨架模型是以数据体的形式来表征地质体中的储层结构，即砂 体的几何形态、连续程度和配置关系。砂体骨架模型主要由砂层厚度和净砂岩厚度两类 数据体组成。砂层厚度一般情况下即是模拟层厚度；而净砂岩厚度则表征各网格块渗透 层的大小，本模型中采用净毛比( 净砂岩厚度与砂岩厚度之比) 来表征净砂岩厚度大小 ( 图4 5 ) 图4 - 5 中一井区第4 模拟层( y 6 1 小层) 净毛比分 物性模型：三维非均质物性模型是以数据体的形式反映储层内孔隙度、渗透率等 物性参数场的空间分布特征。孔隙度和渗透率表征了油藏的储集能力和渗流能力，因此， 物性模型是地质模型中的重点。 油气水分布模型：油气水分布模型是以数据体的形式定量表征地质体中油气水的空 间分布，具体来说，就是要给出每个网格块的含油、气、水饱和度。对于满足纵向平衡 分异的整装油藏，将通过定义油藏参考点压力、油水界面深度、气水界面深度和油水、 油气毛管压力以及油藏温度、溶解气与深度的关系等，通过纵向平衡分异离散，生成各 网格块的含水饱和度、含油饱和度、自由气饱和度、溶解气饱和度、网格压力、温度等 参数，中一区油藏是多种河流相共同作用的构造岩性油藏，由于岩性封隔和流体 第四章陇东油田剩余油分布规律研究 分异，储层纵横向形成多个独立的水动力系统，不能简单按照整装油减纵向平衡分异来 定义油藏初始流体参数，按钻井、测井、试油、试井等所取得的流体参数直接赋值，才 能准确描述油藏初始流体参数场。中一区油气水分布模型是根据测井电阻率曲线由 g o c a d 建模软件构造含水饱和度分布模型并综合试油试采资料进一步修正。 流体及岩石的物性参数：本次模拟中采用的流体及岩石物性参数见表4 2 。 表4 - - 2 中一区流体及岩石物性参数 水的密度 1 0 7g c m 。 油的密度o 8 4g c r n l 水的压缩系数 5 0 3 x 1 0 41 m p a 油的压缩系数 1 1 2 1 0 。41 m p a 岩石的压缩系数7 3 5 x 1 0 41 m p a 油的体积系数( p i ) 1 1 2 4 油的粘度( p i ) 2 4m p a s 溶解油气比( s i l l 3 s m 。) 4 8 1 水的体积系数1 0 8 水的粘度 o 3 3m p a s 油藏饱和压力 1 5 2 - 4 8 5 m p a 油藏模型初始化：油藏模型初始化是指给模拟区域各网格块赋上地层压力、饱和压 力、温度和饱和度初值。模拟器利用其重力毛管压力平衡条件的功能，根据用户输入的 平衡数据表( 参考压力、参考深度、油水界面深度) 及饱和度数据表，自动将油藏初始 化。 f 生产动态拟合：历史拟合是模拟研究中十分重要的环节，基本上是一个证实模 型的过程，通过模拟油藏过去的表现，将其与历史数据相比较，当发现差异，就要调整 输入参数，改善拟合效果，重复往返，最终通过协调动静态数据建立在一定程度上代表 油藏真实行为的框架结构。历史拟合过程中的参数调整决不是一个简单的数学问题，只 有在熟练掌握油藏工程机理的基础上，弄清油藏丌发地质和生产动态特征，分析建立的 模拟模型在多大程度上反映油藏实际，研究各输入参数可信度和敏感性，确定参数可调 范围，根据合理不确定性原则调整模型参数，才能建立有效的预测模型，为分析和预测 油藏开发动态特征奠定坚实的基础。中一区延安组及富县油藏由于其本身地质特征和开 发动态特征的复杂性，使得历史拟合较一般油藏具有更大的工作量和技术难度。 首先进行模型参数可调范围的确定：历史拟合过程中，由于模型参数数量多，可调的自由度 很大，而实际油藏动态数据的种类和数量有限，不足以唯一确定油藏模拟模型参数。为 了避免或减少修改参数的随意性，在历史拟合丌始时，必须确定模型参数的可调范围， 使模型参数的修改在合理的、可接受的范围内，这是历史拟合的原则。确定参数一般不 允许修改，或只允许少量修改，不定的参数则允许修改，或较大范围内修改。初始地质 西安石油大学硕士学位论文 模型一般都是在综合分析油藏地质特征的基础上建立起来的，主要以静态资料为基础， 一般来说，静态资料越多，建立起来的初始地质模型也就更符合油藏实际，可靠程度也 就会越高。本次地质模型的建立充分利用中一区4 5 0 口井的各种地质信息资料，因此总 的来说，建立的地质模型是比较可靠的。但这仅仅是数值模拟的初始地质模型，数值模 拟还要通过生产史的拟合对模型参数进行部分调整，使地质模型更加完善，更加符合油 藏实际。一般情况下，渗透率模型、流体分布模型、相对渗透率曲线、岩石与流体压缩系 数除渗透率可靠程度较差，可进行较大幅度的修改外，其它参数可进行适当调整；油气 的p v t 数据，视为确定参数，在拟合过程中不作修改。 其次确定拟合范围和时间：2 0 0 4 年“月份油井开井6 5 口，井口日产液水平5 6 1 t ， 井口日产油水平1 4 1 t ，综合含水7 4 8 ，平均动液面1 0 8 3 m ，水井开井3 2 口，开注水 9 6 4 m 3 ，平均单井日注水3 0 m 3 ，月注采比1 5 8 ，累计注采比1 3 6 ，累计产油5 3 5 - 3 1 5 4 1 0 4 t ，累计产水6 8 4 6 1 9 l 1 0 4 m 3 ，地质储量采油速度0 2 6 ，地质储量采出程度2 7 ，3 l ， 可采储量采油速度0 6 8 ，可采储量采出程度7 0 3 4 ，剩余可采储量采油速度1 8 6 ， 综合递减1 5 0 ，自然递减2 2 4 。中一区内共有采油井2 8 9 口，注水井1 0 3 口，其中 中一区未下套管井1 3 口，累计套破油水井1 3 6 口( 油井1 0 6 口，水井3 0 口) ，本次采用 2 8 9 口采油井的生产动态进行历史拟合，拟合时问从1 9 7 1 年5 月到2 0 0 4 年8 月。 第三步是拟合工作制度及拟合指标：本次拟合采取的工作制度是定油量和最小井底 流压，拟合指标包括储量、采油量、含水率和压力。 第四步是历史拟合及结果分析：储量拟合一首先对模拟区域内的储量进行拟合。 在拟合储量时，拟调参数主要有油层厚度、孔隙度和含油饱和度。模型中的饱和度模型 是根据测井电阻率曲线建模所得，应根据油田生产动态作进一步修正，主要是修正油藏 边部无井控制区域含水饱和度，同时拟合过程中，对地层有效厚度和孔隙度也做了适当 调整。中一区延安组延6 至富县油藏地质储量为1 9 3 1x1 0 4 t ，数值模拟计算储量为 1 9 8 1 8 6 3 万吨，绝对误差5 0 8 6 1 0 4 t ，相对误差为2 5 7 ，拟和储量增加在延8 一廷l o 油层组，主要原因是：近几年延8 一延1 0 油层组滚动扩边效果较好，储量增加幅度较大， 因此与复算储量相比误差较大。( 表4 3 、表4 - 4 ) 。 表4 3中一区油层组储量与拟合储量对比表 地质储量拟合储最误差拟合精度 层位 ( 1 0 1 t )( 1 0 t )( 1 0 4 t )( ) y 68 0 0 07 9 2 90 7 l- o 9 0 y 75 3 0 05 0 4 8 2 5 2- 4 9 9 y 81 7 1 0 01 9 2 4 82 l _ 4 8 1 1 1 6 y 93 5 8 o o 3 7 2 6 41 4 6 43 9 3 y 1 01 1 0 4 o o1 1 8 2 0 07 8 o o6 ，6 0 富县 1 6 5 0 01 0 4 9 86 0 0 2- 5 7 1 8 总和1 9 3 1 0 01 9 8 1 8 65 0 8 6 2 5 7 1 4 第四章 陇东油田剩余油分布规律研究 表4 4 中一区小层拟合储量对比表 小层号小层储量小层号小层储量小层号 小层储量小层号小层储量 模拟层号 1 0 4 t模拟层号1 0 4 t模拟层号1 0 4 t模拟层号1 0 4 t l 2 5 7 2 2 0 8 1 6 4 1 7 44 7 8 4 1 7 0 2 5 45 62 8 11 6 6 6 1 9 88 72 4 8 3 1 6 8 5 4 7 22 7 7 0 3 0 9 5 9 72 82 3 9 0 9 7 9 7 2 85 71 9 8 8 4 4 0 7 3f 2 1 0 9 5 2 6 0 4 5 5 y 6 l5 3 4 2 5 1 7 7 6 l2 95 5 9 5 3 7 1 5 3 7y 9 31 9 9 2 5 2 4 7 9 8 81 6 1 1 7 5 5 0 4 31 4 3 0 3 7 5 2 5 ly 8 17 9 8 6 3 5 1 2 6 55 9 3 2 4 5 0 9 7 1 9 18 91 9 7 6 6 0 6 6 8 8 41 0 8 8 7 6 3 5 6 63 0 9 9 3 8 4 9 8 1 9 6 0 4 6 2 5 1 5 6 6 0 89 01 9 8 6 4 1 4 5 2 8 y 6 22 5 ，1 9 1 3 8 8 1 73 l 1 4 2 7 6 4 8 1 0 4 6 l 5 3 9 9 6 7 7 3 5 7 f 3 5 5 7 4 7 7 6 2 5 6 52 1 6 9 5 3 3 7 9 3 21 6 7 1 8 4 4 5 46 25 7 6 6 3 7 7 4 9 89 l1 0 1 3 4 7 6 8 63 0 6 0 5 3 4 7 4 83 3 1 3 9 9 3 6 0 3 1 86 36 2 5 3 0 1 9 4 4 19 21 1 6 3 8 6 3 6 8 7 3 5 8 1 0 7 9 2 3 2 1 8 25 4 9 2 7 0 2 7 86 46 4 4 5 3 5 5 7 2 79 30 9 4 8 0 9 1 2 8 l2 2 8 3 1 1 9 9 63 42 6 6 i 4 1 7 4 9 l6 56 i 2 8 3 4 2 8 1 59 4 i 1 1 8 0 9 3 7 6