（油气田开发工程专业论文）高邮（GY）凹陷中低渗油藏开发政策研究.pdf

t h e p o l i c yr e s e a r c ho fd e v e l o p i n g t h el o w - m e d i u m p e r m e a b i l i t yr e s e r v o i r si ng ys a g p o s t g r a d u a t e ：l i ur e n q i a n gs u p e r v i s o r ：j i a n gr u i z h o n g s p e c i a l i t y ：o i la n d g a s f i e l dd e v e l o p m e n t e n g i n e e r i n g s c h o o l ：p e t r o l e u mu n i v e r s i t y i ng y s a g ，t h em a i n l yd e p o s i t i o n a le n v i r o n m e n t so ft h el o w - m e d i u mp e r m e a b i l i t y r e s e r v o i r sa r ef l u v i a lf a c ea n df r o n t a ld e l t aa n dt h e r ea r es t r o n gi n t e r l a y e r , p l a n ea n d i n - l a i rh e t e r o g e n e i t yi nt h er e s e r v o i r s b o t hn a t u r a le n e r g ya n de l a s t i cr o t eo fr e c o v e r y f r o mt h er e s e r v o i r sa r el o wa n dv i o l a t ei n t e r l a y e ra n dp l a n ei n t e r f e r e n c e sa p p e a r e dd u r i n g w a t e r f l o o d i n g i ti sd i f f i c u l tf o rt h ep r e s s u r eb u i l d u po ft h er e s e r v o i r st ou pt ot h ei d e a l v a l u ea n d ，t h ep r e s s u r ec o u l d n tk e e ps t a b l ee v e nt h o u g hi tr e a c h e dt h ev a l u e ，i ng e n e r a l ， t h ee f f e c to f d e v e l o p i n gt h er 髑e r v o i r si sn o tg o o da n dw a t e r f l o o dc a n tc o n t r o le f f i c i e n t l y s oi ti sn o ta ne a s y j o bt os t a b i l i z et h eo f f - t a k ep o t e n t i a l i nt h el i g h to ft h em a j o rp r o b l e m sa p p e a r i n gd u r i n gd e v e l o p i n gt h el o w - m e d i u m p e r m e a b i l i t yr e s e r v o i r si nt h es a ga n dt h eo r d i n a r ym e t h o do fd e v e l o p i n gr e s e r v o i r s ，w e h a v ed o n et h er e s e a r c hw o r ks u c ha ss t r u c t u r e ，r e , s e r v o i t , f l u i dp r o p e r t y , d e v e l o p m e n t p e r f o r m a n c e , d e v e l o p m e n tp o l i c yb ym e a n so fe x p e r i m e n t si nl a b o r a t o r y , r e s e r v o i r o n g i n r i n ga n d a c t u a lm a t e r i a lo nt h es p o t ， m a i nc o n c l u s i o n sa r e f o l l o w i n g ： m a n yp r o b l e m s w h i c h a p p e a r e dd u r i n gd e v e l o p i n g t l i e1 0 w - m e d i u m p e r m e a b i l i t yr e s e r v o i r si ng ys a ga r eo n eh a n dr e l a t et ot h eg e o l o g i cr e s e r v o i r c o n d i t i o na n dt h eo t h e rh a n dr e l a t et ot h ed e v e l o p m e n tp o l i c y e s p e c i a l l y , w e o v e r d i dt op u r s u et h eo p ti m u mr e c o v e r yp a t t e r n ，w h i c hl e dt of ls e r i e so f p r o b l e m s a tf i r s t ，w ec a na d o p tt h eb a s i cw e l lp a t t e r nw h i c hi s1 2 1 6 w e l l i b n 2 ， i nt h en e x tp e r i o d w ec a ui n f i l ld r i l l i n gt oi m p r o v ew a t e r f l o o d a c c o r d i n gt ot h ed e v e l o p i n gp e r f o r m a n c e ：t ot h er e s e r v o i rt y p ev ，t h e b a s i cw e llp a t t e r nt ob ea d o p t e di s2 5 w e l l k m 2i nt h ep o s i t i o nw h o s e r e s e r v ea b u n d a n c ei sm o s tr i c h ，t h e n ，w ee a um a k er o l li n ga d j u s ts t e p b ys t e po nt h eb a s i so ft h ec h a n g eo fe e 0 1 o s l i ca n dt e c h n i c a ls i t u a t i o n t w op r i n c i p l e sw es h o u l ds t i c kt ow h i l el a y e rs y s t e m sa r ea s s e m b l e d d u r i n gd e v e l o p i n gt h el o w m e d i u mp e r m e a b i l i 够r e s e r v o i r si ng ys a g a sf o l l o w s ： f i r s t l y , p e r m e a b i l i t y c o n t r a s ts h o u l d b ec o n t r o l l e dw i t h i n 8 ；s e c o n d l y , t h e m i c k n e s st ob ep e r f o r a t e ds h o u l dh cl e s s1 8 m ep r o p e r t i e so fb e t s r o g e n e i v y i n 诹e 托s e w o l 糟a n dt h em a t c h i n ga b i l i t y o fp r o d u c t i o nt e c h n i q u es h o u l db ec o n s i d e r e dw h e naf l o o dp a t t e r ni s a r r a n g e d 。w a t e r f l o o d i n gp r o g r a ms h o u l db ea d o p t e da se a r l ya sp o s s i b l e i nt h ep r o c e s so fr e s e r v o i rd e v e l o p m e n t i nt h em e a n t i m e t h ef l o o d p a t t e r mi n j e c t i o n t o p r o d u c i n g w e l 1 r a t i o ，o b j e c t i v e i n t e r v a li n w h i c hw a t e ri s i n j e c t e d i nv a r i o u s w a t e r f l o o d i n g d i r e c t i o n sa n d i n j e c t i o nt op r o d u c t i o nr a t i os h o u l db ea d j u s t e dw i t hd e v e l o p m e n t p e r i o d s k e yw o r d s ：t h el o w - m e d i u mp e r m e a b i l 酊r e s e r v o i r s ；w e l lp a t t e r n ；l a y e r s y s t e m s ；i n j e c t i o n t o p r o d u c i n g w e l lr a t i o 独创性声明 y 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 志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：强丝蜜钿1 年1 1 月日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解石油大学有关保留、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、缩印或其它复制手段保 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 如，j 年l i 月、j 日 舢5 年7 月? 日 也油人学( 毕东) 硕上论文 第1 章前苦 第1 章前言 中低渗油藏是一个相对的概念，世界各国的划分标准和界限因不 同国家、不同时期的资源状况和经济技术条件不同而各异，变化范围较 大。我国根据低渗透油田的渗流特征和开采特征，将储层渗透率低于 5 0 1 0 。3um 2 的油藏算作低渗油藏。同时根据储层特征和生产实际，又 将低渗油藏进一步细分为三类“： 第一类为一般低渗油藏，油层平均渗透率在5 0 x 1 0 。l am 2 1 0 1 1 0 3um 2 之间。这类油层接近正常油层，油井一般能够达到工业油流 标准，但产量低，需采取增产措施，提高生产能力后才能取得较好的开 发效果和经济效益。 第二类为特低渗油藏，油层平均渗透率在1 0 1 0 。u 一1 1 x 1 0 0 1 tm 2 之间。这类油层与正常油层有明显差别，一般束缚水饱和度较 高，必须采取较大型的压裂改造和其它相应措施后，才能投入有效开发。 如长庆安塞油田、大庆榆树林油田、吉林新民油田等。 第三类为超低渗油藏，油层平均渗透率在l 1 0 。3um l 一0 1 1 0 3 um 2 之间。这类油层非常致密，束缚水饱和度很高，基本没有自然产能， 一般不具备工业开发价值。 结合江苏油田实际储层特征及生产状况，将渗透率5 0 x1 0 4 l am z 1 0 0 x1 0 。um 2 之间划分为中等偏低渗油藏。这类油层虽然平均渗透 率高于5 0 1 0 刁ui n 2 ，但由于储层强烈的平面及纵向非均质性，有相当 部分油层渗透率在5 0 1 0 4 m 2 以下，其开发特征更多的类似于低渗油 藏。 1 1 研究对象 低渗油田广泛分布于全国各个油区。截止2 0 0 0 年底，我国已探明 油大学( 华东) 硕士论文 第l 章前言 低渗油田石油地质储量5 2 1 4 1 0 8 t ，占全部探明石油地质储量的2 6 1 。己动用低渗油田石油地质储量2 6 6 6 1 0 8 t ，占全部已动用石油地 质储量的2 5 5 。“。 g y 凹陷在二十多年的勘探和开发过程中，已经发现并开发了2 1 个油用，油用主要分布在凹陷深凹带周边及北斜坡，至2 0 0 2 年底累计 探明石油地 质储量 1 2 0 1 8 1 0 4 t ，累计动 用石油地质 储量1 0 9 6 8 1 0 4 t ，其中 低渗及中低 渗开发单元 1 9 个，累计 表1 - 1g y 凹陷中低渗油藏分类表 储层性质分类 构造分类 低渗中低渗 码头庄e 1 分、赤岸e l f i 整装断块码头庄e 1 6 、陈堡e l 及e i f 2 3 真武f d 2 3 ”5 、曹庄 真武e , d i 、曹庄岛d l 、富f _ a d 2 1 + 2 + 3 + 4 + 5 、富民e 2 d 2 3 州、徐 民e 2 d l 、徐家庄e 2 d l 、联家庄e 2 d 2 3 + “、联盟庄 复杂断块 盟庄e 2 d l 、黄珏e 2 d i 、沙e 2 d 2 1 ”+ 3 “”、马家嘴e 2 d 1 及 埝e i 及e 1 分e 2 d 2 1 + 2 + 3 + 4 、黄珏 e 2 d 2 1 + 2 + 3 “”、沙埝l z , f 3 动用储量5 4 0 2 1 0 4 t ，占凹陷累计动用石油地质储量的4 9 3 。 从已发现的储量来看，中低渗储量主要分布在阜宁组和戴南组中下 部，按照构造及储层分类见表( 表1 - 1 ) 。 1 2 研究目的及意义 g y 凹陷自1 9 7 5 年发现第一个油田起，一直到1 9 9 5 年前后投入开 发的储量主要以i 、i i 类优质储量为主，其间虽然也探明并投入动用了 一部分中低渗储量，但储量及产量规模小、开发水平低、未得到充分重 视，总体上这部分中低渗油藏处于低速、低效开发状态。 1 9 9 5 年后，一方面随着勘探思路的拓宽。探明及投入动用的中低 “油人学l 华东) 坝士论文第l 章前苦 渗储量规模不断上升，截止2 0 0 2 年底，中低渗油藏动用储量占全凹陷 动用储量的4 9 3 ，可采储量占全凹陷可采储量的3 2 9 ，日产油水 平占全凹陷日产油水平的3 6 2 ；另一方面由于优质储量采出程度的 不断提高，油田保持稳产对尽快实现层间接替提出了更为紧迫的要求， 截至2 0 0 2 年底，中高渗油藏综合含水达到8 1 4 、动用储量采出程度 达到2 3 7 3 ，而中低渗油藏综合含水为3 4 2 、动用储量采出程度仅 为9 3 7 。 所以，对于g y 凹陷，中低渗油藏不仅已成为其重要的组成部分， 而且是其重要的潜力军，能否开发好这部分储量对于保持g y 凹陷油田 总体稳产至关重要。 从g y 凹陷中低渗油藏开发现状来看，一方面与“七五”、“八五” 期间相比，中低渗油藏开发水平已得到较大提高，主要体现在：在合理 选择注采井距方面有所进展、一定程度上重视了非主力层的潜力、压裂 在中低渗油藏开发中的作用得到进一步提高、进一步加强了中低渗油藏 的储层保护工作、注采配套程度有所提高，地层压力水平扭转了下降的 趋势等：但另一方面中低渗油藏开发中仍暴露出了大量的问题，油藏总 体开发效果有待进一步改善，主要问题包括：渗透率各向异性严重，微 裂缝发育，平面矛盾明显：开发井段长，层间矛盾突出，细分层注水开 发难度大：注采井数比低，注水井注入压力高，地层能量恢复缓慢；见 水后无因次采液指数下降明显，油藏稳产难度大等。 因此，进一步掌握中低渗油藏开发规律、改善其开发效果具有重要 的现实意义。 1 3 国内外研究现状 近年来，随着中低渗储量所占比例的不断增加，中低渗油藏的合理 臼油大学( 华东) 硕士论文 第1 章前言 丌发已成为油藏开发研究及实践的重点之一，并已取得了显著的成果， 主要包括： 1 3 1 精细研究地应力场及裂缝分布规律 地应力场及裂缝分布规律研究具有重要意义，它在注采井网设计、 钻井过程中井壁的稳定性、地层破裂压力的预测、油层改造措旌中裂缝 方位及几何尺寸的预测、油水井套管的应力损坏分析等方面具有重要作 用。 地应力场及裂缝分布规律主要包括以下内容：裂缝成因、裂缝体系 及其分布，裂缝参数，裂缝延展性，现今应力场状态及其对裂缝开启性 与封闭性的影响，储层裂缝特征及评价。 主要研究手段是：利用地震资料研究储层裂缝形成的构造背景，应 用区域露头地质调查资料，利用岩芯资料、通过古地磁恢复研究裂缝特 征。利用测井资料计算分层应力剖面，采用现场测试技术研究地应力分 布，应用应力应变理论、采用数值模拟技术研究应力场状态和裂缝 发育分布规律。 1 3 2 合理部署开发井网 中低渗油藏储层非均质性严重，天然裂缝和人工裂缝加剧了储层的 非均质性，开发井网是否 适应这种地质条件，将对 开发效果产生重大影响。 研究开发井网的合理部 署，就是要研究开发井网 与储层非均质性、特别是 与裂缝分布的匹配关系， 矾t e 图卜1 裂缝方向与井网的匹配效果 l 也 “ “ n 百曩2善 油人学( 华东) 烦上论文第1 章前； 以及合理的井网密度，从而减缓含水上升，提高波及系数，提高采收率。 井网方式与裂缝的匹配。 理论研究及矿场实践表明，井网部署与裂缝延展方向是否匹配，影 响开发效果”。当注采主流线最大限度的与裂缝延展方向避开时，水 驱控制程度增加；反之，水驱控制程度减小( 图卜1 ) 。 目前一般认为矩形井网对储层裂缝分布的适应性较好，是值得推荐 的布井方式“、“”。 合理井网密度。 科学合理的井网密度应既能使储量损失小、采收率高、采油速度较 高，又能取得较好的经济效益。对于低渗透油田而言，井网密度是关系 开发成功与否的关键问题。 低渗透油田注采压差主要 消耗在注采井底附近，注采井 问的有效驱替压差小。渤南油 田资料计算的注采压差剖面表 明( 图卜2 ) ，8 0 的注采压差 消耗在注采井底3 0 m 范围内， 注采井间的驱替压差仅占注采 压差的2 0 。”。因此，低渗 透油田注采井距不宜过大。 i 图l _ 2 留西井问压力剖面 低渗透油田由于受导压能力弱和非达西流特性的影响。其井距对产 量影响较高渗透油田大。以华北油区留路油田留1 7 块为例。”，注水井 地层压力为4 3 7 m p a ，与之相距3 0 0 m 的采油井地层压力只有1 6 2 m p a ， 注采井间压力消耗达2 7 5 m p a 。在两井间加密采油井l 口，注采井距缩 短到1 5 0 m ，新采油井的地层压力为3 2 7 m p a ，注采井间压力消耗为 地屠罐力毛 右油大学( 华东) 硕士论文第l 章前言 1 1 m p a 。调整后油井产能及注水井的吸水能力大幅度增加，单井日产油 由4 9 t d 上升到8 6 t d ，单井日注由1 7 岔d 上升到5 4 m i d 。 井距的大小还受到经济因素的制约，胜利油区计算的经济极限井网 密度为7 - 8 w e l l k m 2 ，大于该值，则经济效益差。 因此，低渗透油田开发应适当采用较小的井距，但应考虑经济效益， 选取适当的井网密度。 1 3 3 优化开发方式，提高采收率 低渗透油田、尤其是异常高压低渗透油田开发方式一般采取初期利 用天然能量开采，在压力下降到一定程度后，选择适当时机人工补充能 量开发。补充能量开发一般采取注水方式，在保证水质的前提下，高压 注水。根据油藏特点还可采用周期注水的方式改善开发效果。另外，低 渗油减国外普遍采用注气开发。 充分利用天然能量。 低渗透油田尤其是高压低渗透油田初期压力高、注水困难，充分利 用天然能量开采，在获得较高的一次采收率的同时，还可以延长无水采 油期，改善开发效果“”。国内外低渗透油田开发通常采取充分利用天 然能量的方式开发，取得了好效果( 表1 - 2 ) 。 表1 - 2 国内外部分油田一次采收率情况统计表 原始地层压力注水时 油田名埋深( m ) ( m p a ) 地层压力( m p a )采出程度( ) 多林纳麦尼利特 2 4 0 03 22 31 8 4 马西深层 3 9 4 45 6 83 8 88 4 中原文东 3 4 5 05 9 93 3 54 9 奈斯库勒3 4 7 8 5 9 1 33 9 38 1 4 牛2 5 c3 2 5 05 52 64 9 多林纳维果德3 0 0 0 3 l _ 42 0 51 2 渤南五区 3 2 5 03 3 52 7 60 8 7 6 。油大学( 华东) 顾论文 第l 章前高 周期注水 周期注水提高水驱波及系数和采收率的机理主要是利用周期性地 提高和降低注水压力的方法增加油层系统的弹性能量，在油层内产生不 稳定压降，从而在不同渗透率区间产生相应的液体不稳定交流渗流。矿 场实践表明“，非均质性严重的低渗透油田进行周期注水，可以比 常规注水提高水驱波及系数1 0 一2 5 ，采收率提高3 4 。 注入烃类混相驱 在高压下使注入的天然气与油层中的油发生混相形成混相带，随着 注入压力的继续，混相前缘不断向前驱动，从而把油采出来。实践证实 该方法提高采收率效果良好。 澳大利亚的缔拉瓦拉油田油藏埋深3 0 0 0 多米，储层渗透率在lx 1 0 4 pm 乙1 5 x 1 0 0 | lm z 之间，其中4 0 的储层渗透率低于5 1 0 3 u m 2 ，储层非均质性严重，连续性差。该油田1 9 8 2 年开始实施高压注气 混相驱油试验，1 9 8 4 年在全油田范围内进行高压注气采油，测算采收 率比水驱采收率提高2 0 “、。 美国布里杰湖油田是一个深层低渗透油田，油层深度4 6 8 0 m ，原始 地层压力5 1 m p a ，储层平均渗透率为7 9 x1 0 - 3 i lm 2 。该油田由于注水压 力高和水驱采收率低，以及缺乏水源，因此于1 9 7 0 年开始进行高压注 气，同注气量在1 8 1 0 4 m 3 d 4 3 1 0 m j d 之间，注入压力2 7m p a 一 一3 3 6m p a 。1 9 7 0 年底注气见效，产油量由注气前的4 6 1 m 3 d 上升到 5 0 9 m 3 d 。测算采收率为4 3 4 ，比水驱采收率提高1 7 4 “。 注c o ： 高压下将c o 。注入油层溶解于原油中，使原油粘度降低、体积膨胀、 流动性变好，形成混相，降低界面张力，大幅度提高原油采收率。 注c 0 ：一般要求为：油层深度6 1 0 4 0 0 0 m ，地层倾角小，地层压力 山油人学( 华东) 硕士论文第1 章前苦 为1 4 i m p a 以上，原油性质好。 美国的低渗透油田东北帕迪斯林格油田，油层深度2 4 6 0 3 0 6 0 m ， 渗透率为o 9 1 0 3 um l 8 9 1 0 3 um z o 该油田1 9 5 3 年投入开发，1 9 6 0 年开始注水开发。由于含水上升，产量迅速递减。1 9 8 0 年开始实施注 c o ：改善开发效果。注c o ，后原油产量大幅度增加，预计注c 如可使油田 开发延长1 3 年，提高采收率1 1 叭“”1 。 1 3 4 应用油层保护技术，防止油层伤害 国外极其重视低渗透油田的油层保护工作，在完井作业时，采用的 压井液和固井水泥比水的密度还低，甚至采用混氮气柴油作完井液，以 保护油层的自然产能。 国内胜利油区结合实际情况。“1 ，自1 9 9 1 年开始进行中深层低渗透 砂岩油藏油层伤害机理和油层保护技术的研究，发展并建立了微观机理 研究与宏观模拟实验相结合、物模实验与专家系统判别相结合、室内研 究与矿场实施相结合的研究路线与配套研究技术。 主要工作路线为： 在实验室利用试验方法对引起地层伤害的原因进行评价，并建立 了相容性流体体系的标准。 对油藏进行油层物理和岩石矿物学特征研究，研制能够定量描述 油层伤害的预测工具。 针对不同类型油藏掌握水岩反应及酸岩反应机理，并研制专门软 件用于注水、酸化增产和解除油层污染的设计。 形成了控制和解除地层伤害的施工工艺技术。 微观机理研究主要借助电子扫描电镜、电子探针、x 衍射、岩石c t 层析系统等先进仪器设备以及常规手段对岩石矿物组成、分布形态、孔 隙结构特征等进行综合分析研究。主要研究低渗透砂岩储层敏感性矿物 石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前高 以及潜在的伤害因素。 宏观模拟实验主要通过引进和自行研制的大型岩芯流动实验流程， 在模拟地层温度压力条件下，对低渗透油田开发的各个环节的作业过程 和入井液进行评价筛选实验，探索油层伤害的机理、规律，研究解除和 预防措施。 为了对胜利油区低渗透油藏的保护技术进行系统研究，专门建立了 大型的油气层保护数据库，该数据库包括5 9 个数据文件库，包括地质 基础分析化验参数；钻、试、采入井液及其现场测试和实旆参数；油气 层保护管理参数。 在此基础上，建立了油层保护计算机专家系统，该系统由神经网络 预测、探井预测、水岩反应机理三方面组成，通过该专家系统，可以借 助钻井岩屑分析资料和录井资料对油藏有关油层伤害机理和油层保护 研究的各种参数( 比如敏感性、粘土矿物、孔隙度、渗透率等2 9 个参 数) 进行专家预测和分析，为油藏开发设计提供依据，解决了探井无岩 芯分析资料、开发井分析周期长、分析费用高的难题。 利用上述综合研究技术，对桩1 2 0 块、史深i 0 0 块、车西、大芦湖、 渤南、滨南等十几个油田区块进行油层保护技术综合研究攻关，在现场 实施过程中取得了重大突破，获得了明显的经济效益。 如孤北地区以前采用高密度、对油层伤害大的络铁盐泥浆完钻探井 3 8 口，只有1 0 口井经过酸化压裂才获得低产工业油流，而其它井虽然 口口见到良好的油气显示，但达不到工业产能。1 9 9 7 年在该地区采取 低密度的正电胶泥浆和屏蔽暂堵技术，实施后，孤北1 0 5 试油产量达到 6 4 2 t d ，孤北3 4 1 试油产量达到4 0 t d 。 1 3 5 采取整体压裂改造 低渗油藏总体优化压裂技术是8 0 年代中后期压裂工艺的新发展， 油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 它是把油藏总体作为一个设计单元来考虑，而不是以单井为设计单元， 优化设计的压裂裂缝的缝长、缝宽、支撑剂渗透率以及裂缝方位。 目前，低渗油藏整体优化压裂技术己发展成为一种比较成熟的压裂 工艺技术，既可以压出1 0 0 0 m 的长缝，也可压出旌工液量仅1 9m i 的小缝， 并实现了压裂液无残渣。该技术在国内外油田得到普遍推广。 鄯善油田应用整体压裂技术”“删，优化设计压裂裂缝，裂缝水平 扩展和垂直延伸得到了有效控制。平均支撑半缝长模拟为7 3 6 m ，实际 试井分析为6 5 6 m ，比较一致。平均裂缝导流能力4 2 6ui l l z c m ，裂缝 高度与油层厚度之比为1 3 3 1 6 9 。压裂8 4 口井，平均单井日产油量 增加1 1 2 t d ，采油指数增加2 0 5 倍。 胜利油区大5 2 块为一个深层低渗油藏啪，应用整体压裂技术，设 计裂缝缝长9 7 1 5 8 m ，实际缝长9 5 1 4 9 m ，平均裂缝导流能力模拟设计 为2 7 1um 2 c i n ，实际平均裂缝导流能力为2 8 um 2 c m ，单井平均日产油 量由1 8 t d 增加到1 6 3 t d ，比采油指数增加7 5 倍。 1 3 6 应用水平井技术，提高油井产量及采收率 低渗油藏钻水平井一般具有两个优势：低渗油藏地层压力损耗普 遍较大，而水平井需要的生产压差明显低于直井，在相同压差下，水平 井产量可以达到直井的3 一1 0 倍；低渗油藏普遍发育微裂缝，而裂缝 的存在有利于增加储层导流能力，增加水平井的生产能力“。 比如胜利油区牛庄油田辛1 5 4 块，储层渗透率仅2 9 2 1 0 “un 1 2 ，辛 1 5 4 平2 井水平段长3 5 0 m ，投产后日产油4 2 8 t d ，是周围直井产量的 5 6 倍。 胜利油区纯化油田纯6 2 块，油层平均厚度仅1 3 m 、储层渗透率仅 1 7 2 1 0 。3 u1 1 1 2 ，纯7 0 平l 井水平段长5 0 0 m ，投产后日产油1 2 7 t d ， 是周围直井产量的3 6 倍”。 l o 石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前； 哈得4 油田h d l 1 h 井”，水平段4 个靶点，钻穿两个油层( 层厚 分别为1 m 、2 m ) ，储层渗透率5 0 1 0 4 i j i i i 2 ，投产后自喷日产油1 6 9 t d 。 匈牙利a l g y o 油田1 9 9 7 年在a p 1 3 油藏利用老井实施侧钻水平井 1 5 口，水平段长4 0 0 m 左右，钻穿了多个生产层，取得了良好效果。与 相邻直井相比，水平井平均日产油7 3 0 3 d ，直井平均日产油为1 3 7 m d ，产量提高了5 3 倍。水平井生产压差仅为直井的4 0 ，采油指数 是直井的t 1 7 倍。从经济角度来看，投资回收期3 年，利润指数1 7 1 。 可见，水平井在该油藏应用取得了巨大成功。“1 。 1 4 本论文研究思路及主要工作 本论文的研究思路及主要工作包括： 从构造、沉积、储层、流体、敏感性、温度压力系统等方面分类 研究了g y 凹陷中低渗油藏的地质特征。分析研究g y 凹陷中低渗油藏 一般丌采特征及存在的主要问题。从井网密度与水驱控制程度、采收 率关系以及加密并的经济界限、经济效益角度分析提出了g y 凹陷中低 渗油减经济技术合理的井网密度。根据现层系组合形式及其层间矛盾 的程度，结合室内实验，提出了g y 凹陷中低渗油藏开发层系组合的技 术界限。从中低渗油藏无因次采液指数变化特征以及注采比变化规律 角度出发，结合实际矿场单井注入能力现状，研究提出了g y 凹陷中低 渗油藏合理的注采井数比。根据室内实验及现场资料，分析提出了 g y 凹陷中低渗油藏合理注水时机。在上述研究基础上，结合油田开 发实际，提出了下步g y 凹陷中低渗油藏总体的开发调整思路并针对 部分主力油藏的状况提出了具体的调整意见。 鱼迪盘堂l 垡壅2 亟上盈窑 笙2 童立y 必碴主i 匮攫迪煎丝厦挂堑 第2 章g y 凹陷中低渗油藏地质特征 2 1 具有多种样式的油气田构造 分析g y 凹陷1 9 个中低渗油藏的构造特征，可分为三种类型( 图2 - 1 ) ： 紧靠大断层断鼻型构造 真武、 黄珏、曹庄、 联盟庄、陈 堡及徐家庄 构造属此类 型。该类构 造分布在高 邮凹陷深凹 带周边大断 图2 - 1g y 凹陷油田分布图 层下降盘， 由于临近深凹、紧贴大断层，所以具有良好的油气运移和富集条件，因 此该类构造含油井段长，含油层多。 在大断层活动过程中，在构造内部，派生多条羽状断层，将构造分割 成多个断块，羽状断层具有密封性，每个断块具有相对独立的流体压力 系统。该类构造丽积6 0 - 1 6 9 k d ，平均l o 7k m 2 ，内部断块圈闭面积 0 0 9 1 7 5k m ，平均0 4k 疗。 断裂背斜构造 富民构造属于此类类型。该构造是在古长轴背斜的基础上发育起来 的，经吴堡和三垛运动的改造，形成断背形态，使构造分割成多个断块。 该构造构造面积2 0 k i n 2 ，内部断块圈闭面积0 1 2 一o 9 k m 2 ，平均0 2 9 k i n 2 。 巫池厶堂( 坐丕2 亟垃塞筮2 重q y 坐i 堕虫低洼趟蕉地厦挂堑 斜坡型断鼻和断块构造 沙埝、码头庄、赤岸构造属此类型。该类构造是在凹陷的斜坡背景上 由断层切割而形成的断鼻和断块构造。构造比较简单完整。 该类构造构造面积2 1 1 3 2 k m 2 ，平均5 2 k m 2 ，内部断块圈闭面积 1 5 - 2 9 k m 2 ，平均2 o k 皿2 。 2 2 储层物性与地质层位及沉积类型关系密切 由于构造和气候条件的多旋回性，凹陷内中低渗油藏储层物性与地质 层位及沉积类型的关系密切【5 1 1 川】。 e ，f 储层 e 。f 。沉积早期，由于地壳运动相对剧烈，使盆地抬升，四周陆屑供给 增加，盆地内以河流相和泛滥平原相沉积为主；el f 沉积中、晚期地壳有 所下降，湖区面积由东向西扩展，小型三角洲和湖相沉积开始发育。 e f j 油藏分布于凹陷的沙埝、码头庄、赤岸、陈堡油田。储层沉积类 型以河流相、三角洲为主，并以砂、泥岩互层形式出现。储层物性较差， 储层平均孔隙度1 4 6 一1 8 7 ，平均渗透率1 2 3 7 0 5 x1 0 一l am 2 。 e f 。储层 e 沉积时期，基本继承了盆地东倾格架，地壳运动减弱，湖盆水体 面积扩大，地形高差小，陆屑供应大大减少。储层沉积类型以滨浅湖滩 坝相为主，并以薄层砂、泥岩互层形式出现。由于水体平静、生物繁盛， 在e , f 。2 砂层组中广泛发育了一套生物灰岩、鲕粒灰岩储层，厚度一般在 1 6 m 。 e f 2 油藏分布于凹陷的沙埝、码头庄、赤岸油田。砂岩储层平均孔隙 度1 7 1 - - 2 4 6 ，平均渗透率6 1 - 1 9 2 1 0 。3 t am 2 。 e 。 储层 直迪厶堂! 生橐2 亟迨塞笙2 童鱼￥凹隧生堡蓬池匿地厦赞，延 e f 。沉积时期，地壳运动逐步加剧，水体下降，周围地形高差加大， 陆屑供给增加，湖盆内广泛发育三角洲砂体。 e 。f 3 油藏主要分布于凹陷的沙埝、陈堡油田。储层沉积类型以三角洲 前缘相水下分流河道砂和前缘席状砂为主，砂体以薄层砂、泥岩互层形 式出现。储层平均孔隙度2 1 9 - - 2 7 1 ，储层平均渗透率5 6 6 - 1 7 0 x 1 0 _ 3 um 2 。 e 。d 。储层 吴堡运动后，苏北盆地解体成多个凹、凸相间的凹陷和凸起，e 。d 油 藏主要分布于g y 凹陷深凹带周边的油田中。 e 2 d 沉积初期，g y 凹陷受盆地整体抬升的影响，汇水面积很小，至 e 。d 沉积中、后期，盆地持续下降，气候湿润，湖泊水面扩大，凹陷深凹 带周边沉积了一套较稳定的薄层砂岩。深凹带南侧砂岩沉积类型以近岸 浊积扇为主，而北侧沉积类型以滑塌浊积扇为主。储层平均孔隙度1 3 6 - - 2 1 ，平均渗透率l o 一6 2 5 x 1 0 4 um 2 。 e 。d 。中下部储层 e 2 d 。沉积时，湖水逐渐消退，气候逐渐转干热，但沉积体系还是继承 了e 2 d 的沉积体系，即深凹带南侧砂岩沉积类型以近岸浊积扇为主，北侧 以滑塌浊积扇为主。储层平均孔隙度1 5 - - 2 5 9 ，平均渗透率5 8 1 3 4 9 x1 0 - 3 l ai l l 2 。 根据各类储层物性分布状况分析认为e 。f 储层以中低低渗储层为 主，e 。d ，及e 2 d ：中下部储层以低渗储层为主。 2 3 储层非均质性严重 2 3 1e ：d ，及e ：d 2 中下部储层 孔隙结构 4 互迪盍堂( 垡丕2 亟土监塞篮2 童鱼y 凹略主低擅地整丝压挂堑 g y 凹陷深凹带e 2 d 及e 2 d 。中下部储层，绝大部分进入了晚成岩a 亚 期至b 亚期，原生孔隙大部分已经损失，孔隙类型以次生孔隙为主。储 层物性变差，以中低孔低渗储层为主，孔隙结构的非均质强“”、”。 据铸体薄片和压汞分析，孔隙直径多在2 0 - 1 0 0um ，而平均喉道均值 半径为2 2 0 5 pm ，平均喉道中值半径1 3 6 7 um ，平均分选系数2 9 7 ，平 均变异系数0 4 3 5 。主要属于中一小孔、细喉一特细喉孔隙类型。( 表2 1 ) 表2 - 1e 2 d i 及e 2 d 2 中下部储层平均孔隙结构参数表 喉道均值喉道中值 区块孔隙度渗透率 半径半径 分选系数变异系数 单位 1 0 m 2 u mum 真武 1 8 54 6 12 1 2 51 3 72 9 10 4 2 2 曹庄 1 4 84 0 72 0 3 81 2 82 8 7o 4 0l 富民1 4 96 52 3 6 51 5 12 9 50 4 3 6 徐家庄 1 5 16 2 72 5 51 6 82 7 90 4 2 联盟庄1 4 64 5 81 9 81 2 1 43 1 20 4 5 8 黄珏 1 7 25 7 22 1 71 1 53 1 80 4 7 2 平均1 5 95 2 92 2 0 51 3 6 72 9 70 4 3 5 层内非均质性 浊积扇中的主体沉积沟道微相的粒度韵律一般是正韵律或多个次级 正韵律 的叠加， 但由于 粒度与 渗透率 的相关 性并不 翱电位 羹 乜 皇 誊畦t电 ；m ， 曩 m 多 k 由 墨 二 、 扮 焉二厂过 l 、 ：= 广 图2 - 2 曹3 5 井层内非均质剖面图 完全一致，导致渗透率的韵律复杂化。从韵律剖面可以看出( 图2 - 2 ) ： 最高渗透率位置一般位于砂层中上部，而使渗透率剖面呈现小大一 1 5 血地杰坐i 垡塞2 丝：匕诠塞簋2 重立y 凹醚生低凌迪藏地厦挂堑 一小的韵律特征。根据统计，渗透率层内非均质系数多在0 4 6 1 5 0 ，平 均0 8 7 ，主要属于不均质类型。 平面非均质性 砂体的平面非均质性主要受控于沟道砂体与沟道问砂体和前缘砂体 的展布格局。如果沟道砂体与沟道问砂体和前缘砂体都比较发育，那么 砂体能在平面 上连片分布， 砂体的平面非 均质性减弱， 反之，则增强。 从典型砂体的 微相分布图 ( 图2 - 2 ) 来 看：沟道呈带 状，沟道和沟 图2 _ 3 真武油田e 2 d i 典型砂体微相分布图 道间在平面上相间分布，由于砂体分布呈带状分布，造成渗透率大小也 呈带状的分布特征1 3 。”】。 层间非均质性 浊积扇砂体的储层层间非均质性主要受控于二个因素，即重力流沉积 事件的周期性和沟道摆动的随机性。因此，在纵向上沟道微相和沟道问 的交替出现造成了层间非均质性 1 0 。1 。3 1 7 1 。 2 3 2e l f 储层 孔隙结构 根据成岩作用研究，e 。f 储层大部分已进入晚成岩a 亚期阶段，孔隙 类型为次生孔隙和原生孔隙组成的混合孔隙，储层物性较差，孑l 隙结构 6 互迪盘堂f 垡峦2 通迨塞 蓥2 童g 芏些隧主低浚地藏地匝数缸 较复杂，非均质性强“”“”3 。 据资料统计，e ，f 储层具有中小孔、细喉极细喉特征。孔隙直径 多在2 0 一7 0 u m ，平均喉道均值半径2 0 2 um ，平均喉道中值半径1 4 5 p m ，平均分选系数2 5 4 ， 表2 2 平均变异系数0 3 2 ( 表2 2 ) 。 e - f 储层平均孔隙结构参数表 层 孔隙 渗透率 喉道均喉道中 分选系 区块度值半径值半径变异系数 位数 l o o 帅2umum 崔6e i f 21 7 73 51 4 3 60 7 9 8 52 8 3o 3 7 崔6e i f l1 5 61 70 9 70 2 73 1 70 4 l 高6b f 1 7 44 0 81 5 50 9 1 32 4 10 3 l 高6e l f i1 6 46 41 9 51 12 4 70 3 5 庄2e i f 21 8 24 6 41 5 50 9 2 42 3 5o 3 庄2b f l1 7 46 52 21 2 62 0 40 2 1 4 范1e i f 22 1 81 8 l2 9 3 74 4 6 22 5 8 50 1 7 9 南湖邑f 32 6 91 2 3 72 0 61 1 42 6 30 2 9 5 南湖e j f 22 4 61 9 3 7 3 1 41 4 32 6 40 3 1 8 杨家坝e l f 2 1 93 52 4 5 82 0 62 4 2 3o 2 9 杨家坝b f l1 8 2 l1 9 4l - 6 22 3 90 4 5 平均1 9 47 4 8 2 0 21 4 52 5 40 3 2 层内非均质性 角洲平 原分流 河道砂 体、三角 洲前缘 水下分 流河道 一 鬻 镰蕾畦托 售矗电位 直 磐性电t i 柚珥博而 赛 盘曩 c 耐 埔印 置r 抽一 警 童 蓍7 骨 主； 直 ! 兰 甚：7 再 兰 ：芏堂7 过 蛐* 一 f一 图2 - 4 杨2 0 井层内非均质剖面图 盘迪盘堂! 垡塞2 亟论兰堑2 童g