（石油与天然气工程专业论文）生物灰岩油藏酸压工艺研究和应用.pdf

生物灰岩油藏酸压工艺研究和应用 乐小明( 石油与天然气工程) 指导教师：樊灵( 副教授) 王史文( 高级工程师) 摘要 研究了薄层生物灰岩条件下，稠化酸的酸岩反应动力学方程，酸液 类型、反应温度、酸液浓度、酸液流速等对酸岩反应速度的影响；确定 了稠化酸的流变性本构方程，浓度、温度、剪切、添加剂对酸液流变佳 的影响及作用机理。研究了酸压过程中以及储层反应条件下，稠化酸的 流变性变化，反应与流变性的相互影响关系。流变性的研究为新型稠化 剂的研制、稠化酸的现场应用提供了理论依据和途径，为酸压设计提供 了可靠的参数，设计了模拟地层条件下的稠化酸酸蚀裂缝导流能力实验， 研究了稠化酸的裂缝导流能力和滤失性，形成了稠化酸酸压与常规酸闭 合酸化的配套工艺技术，为酸压技术在薄层生物灰岩开发改造和油水井 增产增注提供了理论依据和实施保障。研究的稠化酸酸压工艺技术；在 国内应用于生物灰岩酸压施工，取得了显著的经济和社会效益。 关键词：薄层生物灰岩，稠化酸，酸压，酸流变性，酸岩反应 t h e s t u d y a n d a p p l i c a t i o no na c i df r a c t u r i n g i n b i a o l o g i cc a r b o n a t er e s e r v o i r l e x i a o m i n g ( e n g i n e e r i n g o fo i l & g a s ) d i r e c t e db ya s s o c i a t ep r o f e s s o rf a nl i n ga n ds e n i o re n g i n e e rw a n gs h i w e n a b s t r a c t i tw a sp r o v e dt ob et h ef i r s tt i m ei nt h ed o m e s t i ca n dt h ea b r o a dt o d e t e r m i n e ，i nt h i nf o r m a t i o no fb i a o l o g i er o c k ，t h ed y n a m i cr e a c t i o ne q u a t i o n o fg e l l e da c i d r o c k t h ee f f e c tp a r a m e t e r ss u c ha st h ea c i dt y p e ，t e m p e r a t u r e ， c o n c e n t r a t i o n ，f l o wv e l o c i t yo na c i d r o c kr e a c t i o nr a t eh a db e e nr e s e a r c h e d i tw a se s t a b l i s h e dt h ew a yf o rs t u d y i n gt h ea c i d - r o c kr e a c t i o ni nb i a o l o g i c r o c k t h ef l o w - m o d e lo fg e l l e da c i dh a db e e ns t r u c t u r e d a n dt h ee f f e c t so n r h e o l o g i c a lp r o p e r t i e so fg e l l e da c i ds u c ha sc o n c e n t r a t i o no fg e l l i n ga g e n t s a n da c i d , t e m p e r a t u r e ，s h e a rr a t e ，a n ds h e a rh i s t o r yh a db e e na n a l y z e d t h e r h e o l o g i c a lp r o p e r t i e sa n dr e l a t i o n s h i pb e t w e e n t h er e a c t i o no fa c i d 。r o c ka n d a c i dt h e o l o g i c a lp r o p e r t yo fg e l l e da c i dd u r i n gt h ep r o c e s so fa c i d f r a c t u r i n g h a db e e ns t u d i e d t h ee x p e r i m e n t a lt e c h n i q u eo fs i m u l a t i n gg e l l e da c i d e t c h e df r a c t u r ec o n d u c t i v i t y , a tt h er e s e r v o i rc o n d i t i o n s ，h a d b e e n e s t a b l i s h e d a n dt h ea c i de t c h e df r a c t u r ec o n d u c t i v i t ya n dt h ea c i dl o s so f g e l l e da c i dh a db e e ns t u d i e d ，i th a db e e nf o r m e dan e ws i t ea p p l i c a t i o n t e c h n i q u eo fg e l l e da c i df r a c t u r ea n dc o n v e n t i o nc l o s e da c i d i z i n g t h i ss t u d y p r o v i d e st h et h e o r ya n dg u a r a n t e ef o ra c i d f r a c t u r i n g i nt h el o w - p r e s s u r e b i a o l o g i cc a r b o n a t er e s e r v o i r s i th a dr a i s e dt h eo u t p u ta n d 叫e c tv o l u m eo f t h ew e l l s t h eg e l l e da c i df r a c t u r i n gt e c h n i q u eh a db e e nu s e di nh a j i a no i l ；“ f i e l d si nh o m e s u c c e s s f u l l y , h i g hp r o d u c t i o na n de c o n o m i c a lb e n e f i t sh a d b e e ng m n e d 1 q y w o r d s ：b i o l o g i cc a r b o n a t er c 辩r v o i r g e l l e da c i d - f r a c t u r i n g ，r h e o l o g i c a l p r o p e r t i e s ，t h er e a c t i o no f a c i dw i t hr o c k 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师的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 国石油大学或其他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我论文中作了明确的说明并表 示了谢意。 2 0 0 6 年r 月乡9 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和部分内容，可以采用影印、缩印和其他复制手 段保存论文。 学生签名：例 翩签名：螫墨 2 0 0 6 年5 目；8b 2 0 0 6 年歹月弓j 日 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第i 章前言 1 1 研究的意义 第1 章前言 石油和天然气是工业的“血液和氧气”，是国民经济发展中难以替 代的能源主体和基础工业原料，也是体现国防能力的重要筹码，因此， 在国民经济中具有非常重要的战略地位。随着近年我国国民经济的持续、 快速发展，对原油的需求量不断增长，自1 9 9 3 年我国成为石油净进口国 以来，石油进口量以每年1 0 0 0 万吨的速度增长，2 0 0 5 年我国进口总量达 到1 3 亿吨，已成为石油进口第二大国。长期大量进口石油不仅给国家造 成了沉重的经济负担，而且影响国家能源安全。为了满足国民经济快速 发展、提高人民生活以及国防安全对原油的需求，必须加大石油天然气 的勘探和开发。在我国的石油天然气储量中，低渗透储量占了未动用储 量的6 0 左右。因此，高效开发低渗透未动用储量对中国石油工业的持续 发展具有重要意义。低渗透油气藏的开发常常必须通过增产改造措施才 能取得经济开发价值，油气藏改造技术的发展是高效经济开发低渗透油 气藏的重要保障。我国目前石油天然气的勘探开发形势非常严峻，在每 年探明的石油地质储量中，低渗透油气藏储量所占的比例越来越大。据 有关资料报道，从2 0 0 0 年开始，中石化就在石油天然气勘探方面进行了 一系列的巨资投入：2 0 0 0 年投入1 6 0 亿元进行勘探，2 0 0 1 年1 7 0 亿元，2 0 0 2 年7 0 亿元，2 0 0 3 年1 8 0 亿元，2 0 0 4 年2 1 2 3 4 亿元。中石化股份公司探明地 质储量中，低渗、特低渗透油藏地质储量大约为2 5 亿吨，已开发动用了 1 0 2 亿吨地质储量。在原油开采方面，低渗透油藏产量所占的比例也在 逐年增加，对于致密气藏，均表现出气藏埋藏深、渗透率低、单井产量 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 低以及经济效益不理想等问题，如何经济、高效动用这些低渗、特低渗透 油藏和致密气藏储量，如何提高单井产量和开发效益，是股份公司当前 急需解决的主要技术问题。 一般情况下致密低渗油气藏依靠天然能量往往不能获得工业油气产 量，通常都是借助于压裂酸化增产措施，才能够获得工业油气流，并实 现经济高效地开发。因此，需要发展低渗透油气藏的改造技术，需要提 高压裂酸化技术。提高低渗透油田的开发效益。酸化压裂工艺技术是低 渗透储层开发和增产增注的重要措施之一，并且目前已发展成为低渗透 储层辅助勘探的重要手段。酸压不仅是提高单井产量的强化措施，而且 是改造整个低渗透油气藏，提高低渗透油气藏产量与采收率的开发战略 措施。 酸压是在高于地层岩石破裂压力下，用酸液在地层中压开地层，创 造新裂缝或延伸地层原有裂缝，将酸液挤入地层的一种工艺，在地层中 酸液与地层裂缝壁面发生反应，从而形成一条高导流能力的油气通道。 酸压的最终目的，就是创造足够长的高导流能力的酸蚀裂缝，增大油井 泄油面积，提高油气井产量，提高注水井注入量，维持地层能量。 酸化液是酸化压裂技术的主要组成部分，酸压工作液的优劣又直接 影响到最终的酸压效果。稠化酸是在酸液中添加一种耐酸的高分子稠化 剂所形成的酸液体系，稠化酸是性能优良的重要酸液体系，它由于有较 高的粘度，具有自身特殊的流变性能，因此它具有延缓酸岩反应速度、 降低酸液滤失、降低管道摩阻、携带酸不溶物及残渣减少二次伤害等优 良性能。在油田得到了广泛的应用，但对其性能的研究，尚不能满足现 场酸压应用的需要。 酸压过程包括酸用稠化剂在酸中的分散、增粘过程：酸液在井筒的 2 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 高剪切和在地层裂缝中的低剪切过程：酸压过程中稠化酸经历的热流变 过程：酸与地层岩石的反应过程：酸液在地层的渗滤过程：以及稠化酸的 水化、降粘、返排过程等。因此，酸压过程为典型的流变反应动力学过 程，它包含了三传一反一一化学工程方法论的基本理论，是化学工程方 法论在石油开采工程中的应用范例。油气开发工程是化学工程工作者可 以涉足的重要领域之一。 研究稠化酸流变性、酸岩反应动力学及其与酸蚀裂缝导流能力和酸 液滤失性之间的关系，对提高酸压工艺水平和施工效果十分重要。评价 酸压技术水平和效果的二个重要指标是酸蚀裂缝的有效作用距离和长期 导流能力。而有效酸蚀作用距离和长期导流能力受许多因素的影响和控 制。其中不同类型酸液和不同特性岩石之间的反应动力学特征是研究酸 蚀裂缝刻蚀量、刻蚀形态、导流能力、作用距离的基础。酸岩反应与酸 液的流动状态及酸液和前置液的流变性有密切的关系，流变性不同， r 离子的传质扩散系数不同，酸液的有效作用距离不同，当然最终的酸化 效果也不一样。而且酸液流变性不同也会直接影响酸液在裂缝岩石中的 滤失，这种滤失既影响酸液的有效作用距离也影响岩石孔隙的有效渗透 性。 因此，研究稠化酸酸岩之间的反应动力学特征、流体的流变性和滤 失性对认识酸蚀裂缝的刻蚀形态和有效作用距离十分必要：通过研究，要 得到准确描述现场条件下稠化酸流变性的流体本构方程和反应动力学方 程，为酸压施工设计提供准确的流变参数和动力学参数，提高酸压效果， 同时有助于深化对稠化酸酸压反应机制的认识和酸压优化设计水平的提 高，对促进低渗透油气藏的勘探和高效开发起着十分重要的理论指导作 用，具有很大的现实意义。 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 胜利油田现河采油厂河8 6 、1 4 1 等断块均属于典型的低孔低渗低压 生物灰岩油藏，开发难度大，这也是目前国内外难动用储量的研究难点。 要动用这两个断块的储量必须突破常规观念，开发新技术，应用新技术 进行现场试验，形成适合此类油藏的增产增效配套开发技术。 河1 4 1 3 井沙一3 系生物灰岩储层，2 0 0 2 年酸化时酸液采用氢氟酸、 硼酸和醋酸等，这些酸适用于砂岩和泥岩储层酸化，而对于生物灰岩储 层，氢氟酸与生物灰岩反应产生沉淀，导致不可恢复的二次伤害，酸化 效果不理想。2 0 0 4 年施工井河8 1 6 也是生物灰岩储层，为了解决河1 4 1 、 河8 6 、河8 l 等块低渗透储层的油水井酸化酸压增产增注等技术难题， 为勘探开发同类油藏提供工艺支持并提高此类油藏开发效果，有必要进 行生物灰岩酸压工艺的研究。 1 2 研究的内容 根据油气田勘探开发生产实际，结合工程技术应用需要，将工程硕 士论文题目定为“生物灰岩油藏酸压工艺研究和应用”，确定了研究的 目标是：对稠化酸体系的性能作用机理进行系统的研究，包括液体表征模 型和反应机理模型，研究流变性与反应动力学的关系，研究稠化酸的现 场酸压工艺，为酸压设计提供可靠的参数，在生物灰岩油藏的改造开发 中推广应用。 在研究中通过文献检索，查阅了国内外有关的酸液及其反应性能研 究报道，包括其应用情况，并进行了综合分析。文章综述了国内外酸液 体系发展及酸岩反应、流变性的研究现状，提出了将来的发展趋势和要 解决的几个方面的问题。进行了大量的室内实验研究与分析，研究了稠 化酸在生物灰岩条件下的酸与岩石的反应动力学方程，研究了酸岩反应 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 后岩石表面形态，并对其影响因素进行分析：研究提出了稠化酸的流变性 本构方程，对其影响因素进行分析，研究了酸压过程中以及储层条件下， 稠化酸的流变性变化，反应与流变性的相互影响关系。建立了模拟地层 条件下的稠化酸酸蚀裂缝导流能力实验技术，研究了稠化酸的裂缝导流 能力和滤失性，形成了稠化酸酸压+ 常规酸闭合酸化的配套工艺技术。具 体开展本项目三类室内实验研究，岩性、物性收集测试分析( 河1 4 0 、 河1 4 1 、河8 6 - 1 4 ) ，筛选各类添加剂，提供优化后的酸压酸液配 方；对该配方配制的酸液进行防腐性能、防膨性能、破乳性能、 缓速性能、助排性能等测试及酸液滤失控制实验：对地层伤害机理 研究，酸压工艺模拟试验研究，注入排量与酸蚀裂缝参数的关系 及与裂缝导流能力的关系，不同体系组合对裂缝导流能力的影 响，将本研究所测定的反应、流变、导流能力，酸滤失、摩阻等重要参 数应用于现场的酸压设计。为现场酸压工艺提供配方、酸量、酸液段 塞、关井时间及排量、压力等各项施工重要参数，应用于现场的酸压设 计的稠化酸酸压工艺技术，在胜利油区郝家油田河8 6 等块得到了成功的 应用，取得了显著的经济效益和社会效益。 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章河8 6 、河1 4 1 断块地质特征 第2 章河8 6 、河1 4 1 断块地质特征 河8 6 、河1 4 1 断块位于济阳坳陷东营凹陷的中央隆起带西段，北以河 4 大断裂为界与河4 块、河1 0 4 块相接，东至河2 断块，南到河6 0 断层， 西南邻河1 3 5 断块，西与河8 7 断块相连。 2 1 区域地质概况 2 1 1 概况 河8 6 、河1 4 1 断块发育的沙一3 1 生物灰岩储层为本次研究的目的 层，含油面积约2 1 k m 2 ，地质储量6 2 1x1 0 4t ( 见图2 - 1 ) 。 图2 - 1 河8 6 河1 4 1 断块地理位置图 6 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章河8 6 、河1 4 1 断块地质特征 断块共完钻各类井1 1 2 口，试采沙一3 油藏的井共4 3 口，其中取 心井4 口，对沙一3 1 砂体取心进尺共计3 7 4 4 m ，岩心长3 5 m ，油砂长 1 3 4 1 m ，平均收获率9 3 5 。 目前，油藏共开油井2 l 口，日产液水平2 5 3 t d ，日产油水平9 1 t d ， 平均单井日产油4 3 t d ，综合含水6 4 。采油速度0 5 3 ，累计采油4 9 8 1 0 4 t ，采出程度8 0 1 。 2 1 2 地层对比与划分嘲 2 1 2 1 砂体划分与对比 本区沙一段3 砂组自上而下划分为3 个砂体，其中3 1 砂体是沙一段 3 砂层组的主力含油砂体，亦是本文研究的目的层。经过对全区1 2 0 多口 井的反复对比，沙一段3 砂体上下均有厚度2 m 6 m 的稳定的泥岩隔层分 布，成为3 1 砂体地层对比的良好标志。3 1 砂体厚度l m 6 m ，层内夹层厚 度较小且平面上不连续。 2 1 2 2 构造研究 从河8 6 断块沙一3 1 储层的总体构造形态为由北东向南西倾没的单 斜构造，局部存在“小沟”和“小脊”。油层顶面埋深1 8 4 0 m 2 1 9 0 m ，倾角 5 度。构造北部被河4 大断层遮挡，断层倾向北西向，落差2 0 0 m 4 0 0 m 。 南部被河1 3 5 断层切割，断层走向近东西向，断层向南倾，落差2 0 m 左 右。 2 1 3 储层特征 2 1 31 岩石学特征 据岩石薄片鉴定，河8 6 块沙一3 1 砂体的岩性为管状藻白云岩、含灰 质细管状藻白云岩、藻灰岩、粒屑隐晶灰岩、粒屑自云岩和细砂岩等构 7 中垦互迪奎争i 坐菱) 工程硕士学位论文第z 章河8 6 、河1 4 1 断块地质特征 成的以生物灰岩为主的岩性组合。其结构以隐晶结构为主，另外还有微 晶、显微晶、粗晶一巨晶结构。分选良好，颗粒呈次棱角状，胶结较致 密，反映该储层岩石的结构成熟度较高。样品的全岩矿物x 衍射分析， 粘土矿物占8 1 3 ，石英3 l l ，方解石5 2 3 ，白云石5 4 8 4 ， 表明此类岩性以白云石和方解石矿物为主。粘土矿物中伊蒙间层3 6 5 0 ，伊利石1 8 4 0 ，高岭石9 2 5 ，绿泥石5 1 3 ，伊蒙间层 比2 0 3 0 。砂岩以细、粉砂岩为主，胶结物以灰质为主，灰岩以泥质 胶结为主。 2 1 。3 2 岩石相带划分 以岩心分析化验资料为基础，岩电对照为依据，将沙一3 1 砂体岩性 划分为藻白云岩类、粒屑白云岩类和白云岩类三种类型。 藻白云岩类： 由管状藻白云岩、粒屑一藻白云岩、砂屑藻白云岩、灰质藻白云岩 和泥质藻白云岩等组成。岩石成份以白云石为主，方解石含量1 5 左右， 细管状藻含量大于2 0 ；生物碎片1 0 ，颗粒1 0 。藻自云岩孔隙为藻溶 孔、基溶孔、铸模孔和品问孔。藻自云岩类在测井曲线上显示为低声波 时差、高电阻率、高骨架电阻，自然电位呈“钟型”或“箱状”。 粒属自云岩类： 由鲕粒白云岩、砾屑自云岩、含砂质粉屑一管状藻自云岩和砂岩组 成。岩石成份以白云石为主，砾屑有鲕粒云岩砾屑、鲕状一生物云岩砾屑、 粉砂一生物砾屑。管状藻含量小于5 0 ，且分布分散。砾屑间有鲕、螺及 介形虫，含量1 0 4 0 ，胶结物为方解石。岩石孔隙为藻溶孔、粒问孔 和晶间孔。粒屑白云岩类在测井曲线上显示为低声波时差、高电阻率、 高骨架电阻，自然电位呈复合韵律或“钟状”，微电极曲线呈“指状”。 r 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章河8 6 、河1 4 1 断块地质特征 白云岩类： 浅灰色含灰质砾屑白云岩、灰质含砂质生物白云岩及隐晶自云岩。 砾屑结构，显微晶一隐晶白云岩占7 0 ，细粉砂碎屑占1 0 ，方解石3 0 ， 螺、介形虫碎片占1 0 ，完整者体腔内充填隐晶自云质碎屑及生物碎片 等。 隐晶自云岩在测井衄线显示为微电极曲线呈1 个2 个“指尖状”， 自然电位为复合三角形，声波时差值较前两者小。 2 1 3 3 岩石相带展布 藻自云岩主要分布在河8 6 块西部河8 6 一l 河1 4 0 河8 6 - 8 井一带， 占本区面积的2 5 ，粒屑白云岩分布在河8 6 断块西南部，占全区面积的 2 5 ，隐晶白云岩分布在本区东部和西部的河8 6 3 河8 6 - 3 7 井一带， 占全区面积5 0 。 2 i 4 沉积相特征及沉积微相划分 2 i 4 1 沉积相特征 从沙一3 1 砂体厚度等值图( 图2 - 2 ) 上可以看出，砂体总体呈席状 展布，厚度中心在河8 6 断块西部河8 6 3 河8 6 3 7 井南北两侧。层内 所见到的层理有斜层理、交错层理及水平层理，表明砂体沉积具有中 弱的水动力条件。从古生物标志看，岩心样品中多见介形虫、螺和藻化 石。螺以狭口螺、恒河螺及高盘螺组成，介形虫以广北介属和西营介属 为主，反映为浅水环境下生存的生物化石组合。因此，本区沙一3 1 砂体 是在水动荡强度中弱的浅湖半深湖环境下形成的一套生物碳酸盐岩 沉积。 9 生垦互垫丕堂! 些查! 王猩亟主堂壁坌塞第2 章河8 6 、河1 4 1 断块地质特征 图2 - 2 郝家油田河8 6 断块沙一3 1 砂体储层等厚图 2 1 4 2 沉积微相特征及划分 在综合岩石学特征、古生物标志、沉积结构和构造、测井相、演示 相及砂体展布等沉积特征的基础上，参考湖相碳酸岩盐沉积模式，将本 区沙一3 1 砂体分为湖相沉积的钙粒浅滩微相、藻潍微相和半深湖微相( 图 2 3 ) 。 1 0 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章河8 6 、河1 4 1 断块地质特征 图2 3 河8 6 河1 4 1 断块区沉积微相分布图 各微相的沉积特征可分为钙粒浅滩、藻滩、半深湖三类微相。 钙粒浅滩微相： 钙粒浅滩微相与滨湖相毗邻，分布于湖盆斜坡地带和水下隆起顶部， 为湖浪最活跃的地带。钙粒浅滩微相各种盆屑丰富，有高能鲕、复鲕、 溶蚀花边鲕及各种碳酸岩盐砾屑，经常被洗选得十分良好。典型的演示 类型有鲕粒云岩、生物云岩、砾屑云岩及团粒岩等。其产状以薄层居多， 岩性变化大，往往在十余米范围内有数十次的岩性交变，说明颗粒白云 岩是湖泊相对稳定的，又有频繁波动的条件下形成的沉积。钙粒浅滩微 相砂体厚度一般较小，为4 m 6 m ，是本区的有利储集相带。 钙粒浅滩微相在自然电位测井曲线上显示为1 个2 个“钟型”曲线 组成的复合韵律，微电极曲线呈“指状”，声波时差值较高。 藻滩微相： 1 1 生垦互迪盔堂! 堡壅! 王猩硕士学位论文第2 章河8 6 、河1 4 1 断块地质特征 藻滩微相分布于钙粒浅滩微相向湖心一侧的浅水区，其岩性以具有 管状藻结构为特征区别于其他相带，最大沉积厚度6 5 m ：藻白云岩经常 覆于螺云岩之上，其岩序有定的规律，自下而上为砾屑云岩螺云岩 鲕粒云岩- 团粒云岩- 管状藻云岩。这种沉积顺序表明水动力条件逐渐减 弱，水深加大，里正韵律变化。在剖面上分布于浅湖相沉积的中部，钙 粒浅滩微相沉积的下部。为沙一3 砂体最有利的储集相带。 藻潍微相在自然电位测井曲线主呈“钟状”或“箱状”，声波时差值 较钙粒浅滩微相高。 半深湖微相： 岩性以浅灰色灰质自云岩、粒屑白云岩、泥晶白云岩为主，是位子 浅湖亚相中水体较深靠近深湖区域的部位。储层厚度一般小于2 m ，自然 电位测井曲线低平靠近基线，电阻率曲线呈“手指状”或“尖刀状”。 2 1 5 沉积相带展布 藻滩微相分布在河8 6 - i 河8 6 河1 4 0 河8 6 8 井一带，占本区面积的 2 5 ，钙粒浅滩微相分布在区块的南部，占全区面积的2 5 ，半深湖微 相分布在河8 6 3 河8 6 3 7 井一带和区块的东部，占全区面积的5 0 。 2 1 6 储层物性 储层物性以藻滩微相最好，孔隙度为2 l ，渗透率为2 0 xi 0 - 3i im 2 1 5 0 1 0 。um 2 左右，其次为钙粒浅滩微相，孔隙度为1 6 ，渗透率为 1 0 1 0 。3i lm 2 8 0 1 0 。3um 2 ，半深湖微相的储层物性最差。表明本区 沙一3 1 砂体属低渗透储层，油藏类型为构造岩性油藏。原始地层压力 2 0 4 2 m p a ，压力系数0 9 7 。 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章河8 6 、河1 4 1 断块地质特征 2 1 7 流体性质 地面脱气原油密度平均为0 8 7 1 5 9 c m 3 ，原油粘度2 0m p a s 4 0 m p a s 。地下原油密度为o 7 s e o g c m 3 ，原油粘度2 7 6 m p a s 。地层水矿 化度1 6 9 3 2 9 l 2 8 6 2 3 9 l ，氯离子含量为9 9 1 5 9 l 1 6 6 9 9 9 l ，水型为 c a c l 2 。 2 2 剩余油分布规律研究及潜力区预测 2 2 1 剩余油分布规律 河8 6 断块剩余油主要受沉积微相和注采井网程度影响。可采储量 5 8 1 0 4 t ，累计采油4 4 x 1 0 4 t ，剩余可采储量1 4 x1 0 4 t 。 从沉积微相发育状况看，藻滩微相物性最好，储层厚度大，储油丰 度最大；钙粒浅滩微相物性次之，储层厚度次之，储量丰度也次之；半 深湖微相物性最差，储层厚度最薄，储量丰度也最小。 从水淹状况看，北部、中部、中南部水淹程度高，东部、西南部水 淹程度差，几乎无水淹。主要原因是：北部、中部井点基本位于藻滩微 相，虽然注采井网不完善，井距偏大，但由于渗透性较好，注水井水驱 效率高，水淹较严重：东南部井点基本位于钙粒浅滩微相。注采井网较 完善，并且靠边水较近水淹程度也较严重：东部和西南部的井点基本位 于半深湖微相，储层物性差，注水井注水困难，采油井采出困难，几乎 无水淹，储量动用程度差。 2 2 2 潜力区预测 综合分析沉积微相特点、储量丰度及水淹状况，断块区剩余油的分 布有3 个潜力较大的井区： 1 3 主鱼互迪盔堂! 堡奎! 王捏鲰堂焦谂支第2 章河8 6 、河1 4 1 断块地质特征 ( 1 ) 位于北部的河8 6 1 河1 4 0 井区。该区虽然采出程度较高，但由 于地处藻滩微相，含油性好，储量大，剩余储量较大，这部分储量主要 分布于井问滞留区： ( 2 ) 是位于西南部的河8 6 7 井区和东部的河1 4 2 河1 4 3 井区，该区地 处藻滩微相，由于井距较大，对储量的控制程度较差，动用程度也较差， 所以剩余储量较大； ( 3 ) 是位于南部的郝5 井区。该区地处钙粒浅滩微相，但由于注采井 数较少，储量控制程度差，剩余储量较丰富。 总之，断块区剩余油分布大部分集中于藻滩微相储集层，由于该储 集层物性最好，因此，剩余潜力也易于挖掘。 2 3 本章小结 河8 6 、河1 4 1 断块发育的沙一3 1 生物灰岩储层为本次研究的目的层， 含油面积约2 1 k m 2 ，地质储量6 2 1 x 1 0 4t 。河8 6 断块沙一3 1 储层顶面 总体构造形态为由北东向南西倾没的单斜构造，砂体分为湖相沉积的钙 粒浅滩微相、藻滩微相和半深湖微相，储层物性以藻滩微相最好，孔隙 度为2 1 ，渗透率为2 0 1 0 - 3 pm 2 1 5 0 x 1 0 。3 um 2 左右，其次为钙粒 浅滩微相，孔隙度为1 6 ，渗透率为l o x l 0 3 i im 2 8 0 1 0 0 i im 2 ，半 深湖微相的储层物性最差。藻滩微相剩余储量最大，主要分布于井问滞 留区：钙粒浅滩微相剩余储量位于南部的郝5 井区。挖掘剩余潜力的方 向有两个：( 1 ) 是在并间滞留区及注采井数较少的潜力区打加密井，缩小 注采井距，进行井网优化，提高储量控制及动用程度；( 2 ) 是采用有效的 工艺措施，如酸压等进行油层改造，提高注水井的水驱油效率，增大采 油井的出油剖面。 1 4 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章河8 6 断块开发生产概况 第3 章河8 6 断块开发生产概况 河8 6 断块位于郝家油田东部，与河4 断块连接，西南部为河1 3 5 断 块，东与现河庄油田的河1 0 4 断块连接，西部是河8 7 断块。含油面积 9 4 k m 2 ，石油地质储量3 0 7 1 0 t ，标定采收率1 8 2 ，可采储量5 5 1 0 4 t 。 3 1 河8 6 断块开发历史 河8 6 断块自1 9 8 6 年河8 6 井钻遇沙一段生物灰岩并进行试采，8 6 年投入整体开发至今，可划分为天然能量开发、注水开发、井网瘫痪低 速开发三个阶段。由于早期地质认识的不足，导致开发初期钻井成功率 低，注水开发期水驱效果差等不利局面，下面分阶段对开发效果进行评 价。 3 1 1 开发阶段 3 1 1 1 天然能量开发阶段 断块自8 6 年开始，按5 0 0 m x5 0 0 m 井距投入正式开发，到8 7 年底， 共完钻油井2 9 口，投产油井1 7 口，油井开井1 4 口，区块日产能力达到 2 8 9 t d ，采油速度达到2 2 ，阶段累油6 6 1 0 4 t 。但由于油藏边水能 量弱，油井递减较大，其阶段开发特征如下： ( 1 ) 初期产能高，但单井差异较大 由于受到平面相变的影响，造成油井产能相差较大。在完钻的2 9 口 井中，钻遇藻滩微相的油井1 2 口，初期单井日产4 0 t d ，平均每米采油 指数为2 0 0 5 t ( m p a m - d ) ，钻遇钙粒浅滩微相的油井1 0 口，初期单井 日产1 5 t d ，平均采油指数为1 1 5 2 4 t ( m p a n l d ) ，钻遇滩问泥坪微相的 油井7i ：1 ，初期单井产量小于2 t d ，平均采油指数为0 0 1 5 2t ( m p a m d ) 。 1 5 皇垦互迪本学( 坐苤) 工程硕士学位论文第3 章河8 6 断块开发生产概况 ( 2 ) 压力下降快，产量递减大 由于受到断层及边部岩性尖灭带的封闭作用，造成边水能量较差， 油井投产后压力大幅度下降，产量快速递减。区块藻滩相带初期单井日 产达4 0 t d ，8 7 年1 2 月后日产降至1 4 5 t d ，区域地层压力由8 6 年7 月的2 0 4 m p a 下降到8 7 年1 2 月的1 7 1 m p a ，地层压降3 3 m p a ，平均单 井弹性产率为2 1 8 2 t m p a ，单井自然递减达3 3 5 5 ，递减为指数递减规 律：w o = 一1 7 4 0 9 4 l o g ( x ) + 5 9 9 9 8 8 。钙粒浅滩相带单井日产1 5 t d ，到 8 7 年1 2 月日产降至5 t d ，地层压力由8 6 年1 0 月的1 9 9 1 m p a 下降到 8 7 年1 2 月的1 5 6 7 m p a ，地层压降4 2 4 m p a ，平均单井弹性产率为 8 2 2 t m p a 。单井自然递减达5 3 4 ，递减规律为：w o = 一7 3 2 5 8 1x l o g ( x ) + 1 9 9 0 7 8 ，而滩问泥坪微相没有生产能力。 3 1 1 2 注水开发阶段 为补充地层能量，改善开发效果，断块自1 9 8 8 年1 月开始按不规则 井网进行转注，到8 8 年1 2 月，陆续转注油井1 1 口，日注水平达到5 6 3 m ， 注采比1 7 3 ，但是在油井转注时由于对砂体的地质认识不清，没有按照 沉积微相的变化布置注采井网，而且在转注时为了不影响区块产量，多 选择物性差，产能低的油井，从而造成注水开发后有利的藻滩相带单向 水驱，而滩间相带水井注水困难，临区油并不见效的恶果。区块油井开 井由阶段初的1 7 口下降到9 口，日产油水平1 5 9 t d 下降到3 6 t d ，采 油速度由1 8 下降到0 4 ，地层压力由1 6 2 7m p a 下降到1 5 3 6m p a ， 阶段累油2 7 2 x1 0 4 t ，采出程度1 1 ，含水由5 0 9 5 上升到7 1 2 ，含 水率3 7 。 ( 1 ) 注采井网评价 在转注的l l 口油井中，处于澡滩相带的有6 口井对应油井9 口且有 1 6 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章河8 6 断块开发生产概况 3 口井处于相带边缘岩性过渡带。有2 个井组基本为单向注水，注采对 应率6 0 9 6 ；处于钙粒浅滩相带的水井5 口，对应油井5 口，注采对应率 4 2 。处于滩间泥坪微相的水井3 口，与周围油井基本不连通。1 l 口水 井总计与1 4 口油井对应，注采对应率仅为5 1 8 ，因此注采井网极不完 善。 ( 2 ) 启动压力吸水指数 处于不同相带的水井，其启动压力与吸水指数有较大差异，处于藻 滩相带的水井吸水性较好。钙粒浅滩相带次之，泥坪相带最差。由于水 质及水井所处相带的不同，后期启动压力及吸水指数也有较大变化，分 相带评述如下： 藻滩相带：初期启动压力4 m p a 6 m p a 之间，吸水指数1 5m 3 ( d m p a ) 2 5 m 3 ( d m p a ) ，随着地层能量的补充，启动压力由8 9 年3 月的5 0m p a 上升到9 0 年9 月的9 o m p a ，吸水指数由2 5m 3 ( d m p a ) 下降到1 3m 3 ( d m p a ) ，从注水指示曲线分析曲线截距变大，曲线斜率增大，说明了 油层污染和井底憋压是引起水井吸水性变差的因素。 钙粒浅滩相带：启动压力大于5 0m p a ，吸水指数在1 0 一( d m p a ) 2 0m 3 ( d m p a ) 。在连续的几年中启动压力逐渐上升，吸水指数未变，从 注水指示曲线上分析截距变大，斜率基本未变。说明井底憋压是引起启 动压力上升的主要因素。 滩间泥坪相带：该相带的水井在常压条件下不吸水，主要是由于储 层物性差所致。由于注采对应程度差，水井近井地带憋压启动压力升高， 加之水质较差，部分井油层污染，致使区块从9 2 年开始，注采比逐步下 降到0 1 4 。 ( 3 ) 注水开发效果 1 7 生旦互迪盔堂! 望壅! 王猩亟土学位论文第3 章河8 6 断块开发生产概况 由于微相分布对注采对应情况的影响，致使区块注水开发后，平面 见效不匀衡，且部分区域由于单向水驱，造成油井水窜严重，使总体开 发效果欠佳。统计7 个注采井组，见效井组有3 个井组( 河8 6 1 、河8 6 9 、 河8 6 一1 8 并组) 见效后地层压力由1 4 6 5 m p a 上升到1 6 8 m p a ，日产液量 由1 3 2t d 上升到2 2 0 t d ，日产油由4 9 5t d 上升到7 6 t d ，含水由 6 2 5 上升到6 5 2 。 3 1 1 3 井网瘫痪低速开发阶段 由于注水开发效果差，注水井因不吸水停注，与之对应的油井供液 不足关井。1 7 口油井中仅开井6 口，开井率仅为3 5 6 。这个阶段采液 量明显下降，日油水平最低时仅l o t d ，采油速度o 3 ，地层压力维持 在1 3 m p a 。该阶段累积采油7 5 x 1 0 4 t 。截止2 0 0 1 年1 1 月，该单元投产 油井1 8 口，开井81 ：3 ，日液水平1 2 6 t d ，日油水平4 7 t d ，综合含水 6 2 7 ，平均动液面1 6 2 8 m ，采出可储量的7 7 ，剩余可采储量1 2 x1 0 4 t 。 水井9 口，开井0 ，月注水平o ，月注水0 ，累积注水5 4 2 2 x 1 0 钳，累 积注采比0 4 9 ，地下亏空6 5 4 x1 0 w 。 3 1 2 目前存在主要问题 3 1 2 1 停产停注井多，井网瘫痪，储量失控 目前断块共有油井1 7 口，开井5 口，关井1 2 口，所关井因油层水 淹高含水关井5 口，因低产低能关井7 口，造成储量失控8 0 x 1 0 4 t ，报 废井1 0 口。水井9 口，全部停注，其中因不吸水关井4 口，因地面工程、 工农关系等其它原因关井5 口。 3 1 2 2 井网井距过大，储量动用程度低 河8 6 沙一3 含油面积9 4 k i n 2 ，原井网井距为5 0 0 r e x5 0 0 m 。根据后期 1 8 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章河8 6 断块开发生产概况 钻井及投产情况分析，油层实际有效动用半径仅1 0 0 2 0 0 m 左右，如河 8 6 - 6 井区，河8 6 - 6 井8 8 年1 0 月投产，初期日产液5 6 t ，日产油4 1 t ， 含水2 6 ，到9 9 年5 月该井日产液1 6 3 t d ，日产油0 2 t d ，含水9 8 7 ， 累产油1 7 2 0 7 t ，而距该井东南部位1 0 0 米处的河8 6 5 2 井，在2 0 0 0 年9 月上返该层生产时，日产液1 4 t ，日产油4 8 t ，含水6 5 5 ：河8 6 6 井 西北部3 0 0 米井距的河8 6 5 3 井，油层基数处于未动用状态，2 0 0 1 年1 月补孔生产，日产油1 4 ，含水只有1 5 。可见，原方案井网明显过大， 其实际有效动用储量只有1 2 9 7 x1 0 4 t ，储量动用程度为4 2 2 。 3 2 河8 1 一斜6 井生产情况 河8 1 一斜6 井于2 0 0 2 年1 1 月2 9 日在没有采取任何增产措施的情 况下，直接排液投产。 3 2 1 河8 1 一斜6 井的基本数据 表3 1河8 1 一斜6 井的基本数据表 井号 河8 1 - a 4 目t6完井方式射孔完井 井别 生产井油层套管 n 8 0 7 7 2 r a m 完钻垂深( m ) 2 7 5 0套补距( m )3 9 完钻斜深( m ) 3 2 0 6 5 0目前人工井底( m )2 3 4 8 0 完井日期 2 0 0 2 1 0 2 6目的层位沙一段3 层 固井质量合格油层深度( m ) 1 9 9 8 1 2 0 0 2 4 油层上下有否水层 下部可能水层 油层厚度( m ) 4 3 3 2 2 射孔及试油 2 0 0 2 年1 1 月2 4 日在沙一3 1 层射孔，射孔液采用脱油地层水。 1 9 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章河8 6 断块开发生产概况 表3 2沙一3 1 层射孔数据 序层位井段厚度枪型孔密赶懿f 实发射率油气 号( m )( m )( 孔m )射( 孔)( )显示 l沙一1 9 9 8 1 4 01 0 2 枪1 2 4 8 4 8 1 0 0 无 3 12 0 0 2 1 射孔后即准备试油，通过抽油机试油，5 m i n 排出液体0 4 5 m 3 ，其中 油0 0 2 一，水0 4 3m 3 ，试抽蹩压5 o m p a ，稳压5 m i n 不降，整个射孔 试油作业完成，合格交井。 3 2 3 投产情况 河8 卜斜6 井投产后产量递减很快，初期日产液量最高1 2 m 3 ，初期 日产油最高4 5 一，一个月后日产液量2 5 m 3 ，日产油1 6 m 3 ，生产曲线见 图3 一l 。 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章河8 6 断块开发生产概况 3 l6 l9 11 2 l1 5 l 1 8 1 生产时问( d ) 图3 1 河8 1 - 斜6 井生产曲线 3 3 河8 1 一斜6 等井产量低原因分析 1 0 9 8 7 6 一 o 5 咖 是 4 r r , 3 2 1 0 3 3 1 河8 1 一斜6 井产量降低原因分析 从图3 1 可见，河8 卜斜6 井初始产量( 油和水) 就比较低，后期 只有少量的水产出，说明地层渗透率和地层流体能量都很低，油层含有 一定的水层，但不会是较大的水层，同时可能还存在含油饱和度低的问 题。所以，必须设法提高储层渗透率和能量，才能获得较高产液量。 3 3 2 邻井增产改造措施对比分析 3 3 2 1 河1 4 1 - 3 井酸化解堵 河1 4 1 - 3 井在层位沙一3 ( 生物灰岩) ，测井解释为油水同层。射孔 井段2 0 1 8 4 m 2 0 2 0 5 m ，2 1 m 1 层，采用西安增效弹1 0 2 枪8 9 增效弹， 1 3 孔m ，射后2 4 h 静压测试为1 8 2 3 m p a ，温度8 2 。渗透率1 8 5 3 2 l 6 5 4 3 2 l 0 一。删诺e | 中国石油大学( 华