超薄层普通稠油油藏高效滚动开发实践与认识.doc

超薄层普通稠油油藏高效滚动开发实践与认识费永涛 王克杰 崔连训 曲玉线 贾玉培 江谋勇（中国石化股份公司河南油田分公司石油勘探开发研究院）摘要：本文以河南井楼油田八区53层这一典型的超薄层普通稠油油藏为例，介绍了其地质特征及滚动开发历程，总结出了高效滚动开发的一些行之有效的做法，主要包括：精细地层对比、砂体展布与沉积微相再认识、按油砂体潜力进行分级滚动开发、闲置井试采与滚动部署相结合、依据油砂体形态调整注采井网、周期注水控制水窜等，同时对这些做法的开发效果做出了相应的分析与评价，其高效滚动开发经验对类似油田有借鉴作用。主题词：超薄层 普通稠油 油藏砂体展布 滚动开发 效果 认识井楼油田八区位于南襄盆地泌阳凹陷西部高庄南一前杜楼鼻状构造，主力油层为下第三系核桃园组三段53层，含油面积7.7km2，石油地质储量200104t 。油层有效厚度平均仅1.4m，70时脱气原油粘度为21.7183.14 mPa.s，属于典型的超薄层普通稠油油藏。该区自1985年发现后的10余年间，由于53层油层分布受砂体及构造双重控制，且油层厚度薄，油砂体展布认识难度大，加之油水粘度比大，常规注水开发水窜严重，一直处于零散动用状态，年采油速度一直徘徊在0.3%左右。通过近几年的精细地质研究，搞清了该区砂体展布特点，实现了扩边增储、提速上产的双重目的，取得了很好的滚动开发效果，为同类油藏的滚动开发提供了可借鉴的经验。1 油藏地质特征井楼油田八区53油层分布区位于南襄盆地泌阳凹陷西部属高庄南一前杜楼鼻状构造，地层倾角11，倾向东南，区内发育三条断层，其中号两条边界大断层为向北西倾斜北东走向的正断层，号断层为油层边界的主控断层，最大落差345m，向西至井楼油田中部尖灭；号断层为向北倾斜近东西走向的正断层，倾角70-80，落差约80m。储层岩石主要以棕褐色、褐色细砂岩及粉砂岩为主，矿物成分以石英为主，长石次之。油层胶结方式以泥质胶结和孔隙胶结为主。园度次尖，分选中等，风化程度中等。储层孔隙度16.51-36.67%，平均25.8%，渗透率0.066-7.935m2，平均1.339m2。原油分析结果表明，53层具有“三高两低” 的特点，即地面原油密度高，粘度高，胶质沥青含量高和含蜡低、含硫及凝固点低。地面原油密度0.8956-0.9314g/cm3，70时地面脱气原油粘度21.7183.14mPa.s，胶质沥青含量14.8136.39%，含蜡10.9832.14%，含硫0.030.22%，凝固点-527。53层饱和压力3.38MPa，原始油气比12.7 m3/t。体积系数和压缩系数分别为1.026 m3/ m3和7.610-4/MPa。53层平均油层有效厚度仅1.4米，属典型的超薄层普通稠油油藏。油层埋藏深度在240890 m之间，含油高度达650 m。原始油层压力在2.028.15MP之间，平均5.09MPa。原始油层温度在29.1648.9之间，平均39.08。依据油砂体展布特征，结合构造及剥蚀作用，按控制因素分类，井楼油田53层共有两种油藏类型，即岩性上倾尖灭油藏（南部砂体向北尖灭形成岩性上倾尖灭油藏，东部砂体向西尖灭也形成岩性上倾尖灭油藏）和断层+岩性油藏（北部砂体受号边界断层控制，形成断层+岩性油藏）。2滚动开发历程自1985年泌110井钻遇53层发现井楼油田八区，滚动开发历经四个阶段：2.1 详谈评价阶段（1985年1987年）这一阶段主要围绕井楼油田八区中西部泌110井周缘部署了13口详探井，试油4口，控制53层含油面积2.1km2，控制石油地质储量52104t 。2.2 试采评价阶段（1988年1993年）该阶段钻井4口，试油3口，落实53层含油面积2.0km2，落实石油地质储量53104t 。但因油层厚度薄，为避免开发的盲目性，编制了53层初步开发方案，投入试采井7口，注水井3口，其中5口生产井在投产不到一年时间内相继关井，仅2口井维持正常生产，初步开发方案未能实现。此阶段基本落实了油层产能，但因油砂体认识程度低，试采井数少，主要依靠天然能量弹性降压开采，平均单井初期产量7t/d，但递减快，年递减率达30%以上，全区年产油量仅0.2104t 0.4104t。2.3 一次滚动开发阶段（1994年1999年）该阶段利用三维地震资料对构造重新解释后，与钻井地质资料分析对比，基本落实了53层的构造特征，同时在对砂体展布认识的基础上部署了18口滚动评价井，试油6口，53层新增含油面积4.7km2，新增石油地质储量129104t，至此53层含油面积6.7km2，石油地质储量182104t。此阶段主要取得了两方面的成果，一是落实了该区的构造特征，而是储量增长幅度大。为形成规模化开发，1997年以砂体认识较为落实的三个井区为开发单元，编制了53层滚动开发方案，方案设计采油井15口，注水井5口，实施后年产油量较前一阶段有所增长，达到0.5104t，但采油速度仍较低（采油速度为0.27%）。此阶段因砂体认识程度较低，部署的滚动评价井有近一半未达到评价目的。虽然实现了注水，但注水井数少，注采连通差，部分注水井成为无效注水井，全区水驱储量控制程度不足30%。同时由于油水粘度比大，注水井水窜严重，对油井生产影响较大，被迫关停部分注水井。全区大部分区域仍以天然能量弹性降压开采为主，产能较低，滚动开发方案实施效果不理想。2.4 二次滚动开发阶段（2000年后）在对上一阶段滚动评价工作总结分析后，2000年重点以单砂体为研究对象，对53层进行了地层精细对比和沉积微相研究，搞清了储层平面展布特征及纵向叠置关系，利用的4口闲置井试采取得突破，单井平均日产油量8t/d，部署的4口滚动评价井全部钻遇目的油层，平均单井钻遇53层有效厚度2.2m，进一步验证了储层展布规律研究结果，实现了扩边增储，新增含油面积1.0km2，新增石油地质储量18104t，将53层含油面积扩大到7.7km2，石油地质储量增至200104t。在此基础上，2001年又通过对油砂体潜力进行分级筛选后，依据砂体连通和纵向叠置关系对注采系统进行完善，编制了井楼油田53层综合调整开发方案，部署了8口开发井，采油井转注4口，至此该块整体投入注水开发。同时，考虑到油水粘度比大，为有效控制注水开发过程中的指进水窜，在注水2001年方案实施后，2002年全区年产油量首次突破1104t，达到1.15104t，2003年年产油量又突破2104t，达到2.06104t，采油速度达到1.03%，二次滚动开发井楼油田八区这类超薄层普通稠油油藏取得了显著的效果。3高效滚动开发的具体做法3.1 地震地质资料相结合落实构造和油藏类型井楼油田八区详探和试采评价阶段，主要利用的是二维地震资料解释结果，资料精度低，加之钻井井数少，认为53层分布区内主要受砂体控制，形成的是单一的岩性上倾尖灭油藏。1995年，在前期评价的基础上，在该地区进行了三维地震资料的采集工作，重新对53层分布区内的构造解释后，利用钻井地质资料对比分析，搞清了该区的构造特征，落实对油气有控制作用的断层断层3条。进一步对油藏类型分析研究后，也从过去单一受砂体控制形成的岩性上倾尖灭油藏，改变为受砂体和构造控制的断层+岩性油藏，这一认识结果也为后期的开发调整提供了可靠的地质依据。3.2 逐步细化砂体研究对象，通过地层精细对比和沉积微相研究砂体展布特征井楼油田八区一次滚动开发阶段，以小层为研究对象分析比对，认为53层储层是由南向北、自下而上的I、共三套沉积体系组成，并依照认识结果，1994-1997年共部署18口滚动评价井，试油6口，新增53层含油面积4.7km2，新增石油地质储量129104t，使53层含油面积增至6.7km2，石油地质储量增至182104t。虽然储量增长幅度较大，但1996-1997年间在号砂体西部、号砂体东部、号砂体中部部署的4口滚动评价井中，除1口井钻遇53层砂层厚度2.4m、有效厚度0.4m的油层，其余3口井53层全部为干层。这一结果说明，以小层为对象研究砂体展布特征，已不适应这类超薄层油藏滚动开发，其带来的直接后果是，注水开发区域仅局限在砂体认识较为落实的三个井区，注水开发规模小，水驱控制程度低。因此，研究超薄层油藏砂体展布特征，必须进一步细化研究对象，深入到小层内进行精细对比和沉积微相分析。2000年后的二次滚动开发阶段，在总结上一阶段砂体认识结果基础上，将单砂体作为研究对象，分析表明该区53层存在4个砂体、3个物源，共由南部砂体、东部砂体、北部砂体（分东西两个分支）三套沉积体系形成。平面上，南部砂体发育在井楼南部，属南部物源方向扇三角洲前缘沉积，呈扇状展布，向北在该区中北部逐渐尖灭，是该区的主要含油砂体；东部砂体发育在井楼东部，属东部物源方向扇三角洲沉积，呈扇状展布，向西在该区中部尖灭；北部砂体发育在井楼北部，属古城三角洲分流河道沉积，物源方向自北向南，分两支呈W形展布，单一分支呈舌状推进。南部砂体与东部砂体在中部交汇，东部砂体与北部砂体（东分支）在该区东北部交汇。剖面上，南部砂体处于沉积序列底部，东部砂体和北部砂体与南部砂体交汇时分别重叠于南部砂体之上。根据新的认识结果，对长期闲置的4口老井重新投产后，初期平均单井日产纯油8t/d，到2003年底4口井累计产油6252t，验证了砂体展布特征认识结果。3.3 油砂体潜力分级筛选有利滚动开发区域通过对井楼油田八区53层不同砂体储层特征及动态资料的分析，认为超薄层普通稠油油藏注水开发过程中，影响较大的地质因素主要是油层有效厚度（he）和渗透率（k），进一步确定以油层有效厚度（he）和渗透率（k）这两项指标为主，由优到劣分级筛选出类油砂体潜力区，即类：he 1.0m，k 1.0m2；类： he 1.0m，k 0.71.0m2；类：he1.0m，k0.7m2；类：he1.0m，k1.0m2；类：he1.0m，k0.7m2。其中，、类潜力区所处区域，油层有效厚度（he）大，物性好，是滚动开发较为有利的区域，也是进一步挖潜、提高储量动用程度的主攻区域。依照这一筛选结果，20022003年在、类潜力区部署的4口滚动评价井全部钻遇53层，有效厚度平均2.2m（全区平均有效厚度1.4 m），4口井投产后，初期平均单井日产纯油10t/d，到2003年底4口井累计产油7468t。同时，还扩大了53层含油面积1.0km2，增加储量18104t，取得了较好的滚动评价效果。3.4 依据砂体展布特征和油砂体潜力筛选结果完善注采系统在落实砂体展布特征基础上，重点把储层物性好、油层厚度大的I、类油砂体潜力区作为主要调整区域，在原井网基础上以增加注水井点为主，提高注采井数比，增加水驱储量控制程度。采用300米井距不规则三角形井网，根据油层潜力分布及砂体叠置关系，部署8口开发井。南部砂体I类油层潜力区东南部、东部砂体类油层潜力区东部，通过滚动勘探开发方式，逐步扩大动用储量并完善注采系统。为提高储量动用程度，在I、类潜力区内，对闲置井、故障井恢复生产，利用已报废的蒸汽吞吐井下返生产53层，增加产能。同时，对停注井恢复注水，并适当转注部分老井增加地层能量。通过这些工作，水驱储量控制程度增至83%，闲置井、故障井、报废井利用率达到94%以上，2002年全区年产油量达到1.15104t，2003年更是达到2.06104t，采油速度提高到1.03%，井楼油田八区53层注采系统完善取得了显著的效果。3.5 实施周期注水，有效控制水窜本区53层油水粘度比大，常规注水开发过程中的不可避免地出现水窜现象，其结果导致注入水无效循环，降低了注水效果。特别是南部砂体水窜尤为严重，现有注水井与采油井之间已形成水窜通道。数值模拟研究结果显示，在日注水强度为10m3/（m*d）条件下，注水井采取注35天停注25天，注水波及体积最大，油井生产含水上升幅度最小，产量可保持相对稳定。实际应用后，效果非常理想，不仅使部分井区含水上升过快的状况得到缓解，还提高了注入水的利用效率，累计增油0.78104t，累计节水2.07104m3。4 滚动开发效果综合评价4.1 滚动增储幅度大一次滚动开发阶段（1994年1999年）53层新增含油面积4.7km2，新增石油地质储量129104t，二次滚动开发阶段（2000年后）53层新增含油面积1.0km2，新增石油地质储量18104t，两阶段共增加含油面积5.7km2，增加石油地质储量147104t，年平均增加储量14104t。4.2 滚动开发产能上升快从一次滚动开发初期至今，井楼油田八区年产油量由0.5104t增至2003年的2.06104t，增涨了3.12倍；平均单井日产油量由1.5t/d增至2003年的3.5t/d，增涨了2.3倍，均获得较高的滚动开发效果。4.3油藏可采储量增加，稳产年限延长，经济效益高若该区保持一次滚动开发阶段注采井网不变，其稳产期只有2年，按现油价计算，其经济有效开采期只能维持到2007年，最终采收率仅为7.9%。二次滚动开发阶段实施注水综合调整后，稳产期延长至5年，经济有效开采期可延续到2012年，最终采收率可达21.2%。二者相比，油藏可采储量增加26.6104t。财务评价结果显示，内部收益率可达32.5%，经济效益好。5 结论与认识5.1 井楼油田八区53层在滚动开发过程中充分利用地震地质资料落实构造，细化研究对象，开展精细地层对比和沉积微相研究，对砂体展布特征不断加深，探索出了一条适合超薄层油藏的滚动开发方法。5.2 总结出适合超薄层普通稠油油藏的注水开发方式，主要有：油砂体潜力筛选分级，分潜力区依照砂体叠置关系部署注采井网，周期注水控制水窜等