精细油藏描述在义 97块的应用

高宝国,杨明岭,信德发,何茂秀,刘 霞

(中石化胜利油田分公司,山东 东营 257200)

精细油藏描述在义 97块的应用

高宝国,杨明岭,信德发,何茂秀,刘 霞

(中石化胜利油田分公司,山东 东营 257200)

针对义 97块储层物性和连通性差、储量动用程度低、长期处于停产状态的突出问题,运用精细油藏描述方法,在沉积相、储层、微构造及剩余油分布规律重新认识的基础上,进行滚动扩边、井网井距优化,制订以水驱为主的开发调整方案。现场实施取得良好的效果,使义 97块储量得到二次开发动用,为提高采收率奠定基础。该研究对同类型油田的二次开发调整有一定的指导和借鉴意义。

精细油藏描述;二次开发;压裂;义 97块;渤南油田

引 言

义 97块是渤南油田的一个低渗透断块。该块于 1987年投入试采,新井一般压裂投产,初期单井平均日产油为 6.5～17.0 t/d。由于储层物性差、天然能量不足等原因,产量下降快。1989年 9月以后,因供液差或井况差等原因,油井陆续关井,至1995年 10月,该块全面停产。随着低渗透油藏开发技术的不断提高[1-6],2007年优选义 97井进行压裂改造恢复生产,初期日产油量为 20 t/d。为恢复义 97块产能,开展精细油藏描述、合理井网井距和配套开发技术等一系列研究,制订并实施了二次开发调整方案,取得了明显效果。

1 地质特征

渤南油田义 97块位于沾化凹陷渤南洼陷南部斜坡带和中部断阶带的结合部位,是一个被多条断层切割的断块区,含油面积为 0.8 km2,石油地质储量为 141×104t,主要含油层系为下第三系沙河街组沙三段 8砂岩组,属扇三角洲沉积体系。岩性以浅灰色细砂岩、中砂岩、含砾砂岩为主。矿物成分中,石英占 42%,长石占 37%,岩屑占 21%。粒度中值为 0.12 mm,分选系数为 1.95,平均孔喉半径为 0.709 7μm。胶结类型为泥质胶结,泥质含量为 7%。油层孔隙结构以粒间孔为主,平均孔隙度为 16.2%,空气渗透率为 12×10-3μm2,属低孔低渗储层。地面原油密度为 0.860～0.903 g/cm3,地面原油黏度为 15.7～46.1 mPa·s。地层水为NaHCO3型,总矿化度为 11 000 mg/L。原始地层压力平均为 30.4 MPa。油水分布受构造和岩性控制,为构造 -岩性油藏。

2 精细油藏描述

2.1 地层对比与划分

沙三段是济阳坳陷一个三级地层层序,义 97块主要含油层系沙三段 8砂岩组位于沙三段中部,存在较为稳定的对比标志,与其他层系分开。上部分界标志由 7砂岩组底部的稳定泥岩、8砂岩组顶部的块状砂岩和泥岩组成,微电极曲线上 7砂岩组底部低平沙三段 8砂岩组顶为一组含灰质高尖,自然电位曲线 7砂岩组底表现为稳定的泥岩。下部分界标志为 8砂岩组和 9砂岩组之间的一套油页岩、泥岩和灰质泥岩组合,呈明显高阻异常,底部出现“U”字型低电阻,全区发育稳定。在砂层组划分基础上,根据沉积韵律性和岩性变化,以等高程和相变的方法将 8砂岩组细分为 3个小层。

2.2 精细构造解释

应用三维地震资料,通过制作多井合成声波地震记录,对主要目的层的地震地质层位进行了准确层位标定。在此基础上,应用 Geoframe地震解释软件对主要目的层地震地质层位以及断层进行解释追踪,地震与地质相互结合、相互校验,实现了主要目的层及断层统一闭合解释。应用地震层拉平、沿层相干分析、地震反射层位闭合及断面闭合等手段对主要目的层进行解释追踪和断裂平面组合。应用分层建立平均速度场的方法,实现了时深转换及构造成图。

义 97块构造破碎,断层较为发育,通过合成地震记录标定结合实钻井资料开展精细构造解释,重新组合了断裂系统。共解释出二级、三级、四级断层 6条,其中 5条为近东西向,1条为北西向,将该块切割为义 97、义 99-7和义 99-21共 3个断块。3个断块均为东高西低的单斜构造,分别具有独立的油水界面。

2.3 储层分布特征

义 97块沙三段 8砂岩组为断陷湖盆沉积的近源浅水 -较深水扇三角洲沉积体系,物源来自东南方向的孤岛凸起,具有近物源特点。8砂岩组沉积微相可细分为主水道、水道边缘、水道间以及扇三角洲前缘微相[7-8]。

义 97断块沙三段 8砂岩组储层发育,最厚处达到 30 m,其南部的义 99-7断块和义 99-21断块高部位无井控制。根据精细构造描述和沉积相研究成果,结合相控理论[9],预测南部 2个断块高部位为有利的成藏区域。据此,在 2个断块各部署1口新井,分别钻遇沙三段 8砂岩组储层 8.6 m和16.5 m,落实了 8砂岩组储层整体展布特征。3个小层平面上储层展布具有以下特点。

(3)通过对测量数据拟合发现,奥氏体含量与N含量符合Y=-7.9+501.8X-822.5X2关系式.当N含量为1.545%时,Fe-21Cr-3Ni-1Mo-N双相不锈钢两相比例为1∶1,并通过对Creq/Nieq值的计算验证了N元素的奥氏体化作用是Ni的30倍.

(1)81层发育 2条水道。西边的水道宽度为500～800 m,沉积中心在义 99-7断块,厚度超过20 m;东边的水道宽度不到 400 m,沉积厚度一般小于 5 m。

(2)82层发育 2条水道,在义 97块北端 2条水道汇合。西边的水道宽度为 400～800 m,沉积中心在义 99-7断块,厚度近 20 m;东边的水道宽度为 500～700 m,沉积中心在义 97断块,厚度近20 m。

(3)83层平面上连片分布,西部厚度一般在10 m以上,东部厚度一般在 8 m以下,沉积中心位于西侧义 97井附近,厚度超过 25 m。

3 二次开发方案研究

3.1 井网井距的优化

根据低渗透油藏渗流机理研究成果[10],计算出义 97块极限控制半径为 71 m,技术极限井距为142 m。根据最终采收率和井网密度的计算公式,结合工业经济学原理,计算出在油价为 75美元/桶时,义 97块经济合理注采井距为 200 m。

渤南油田沙三段油藏水淹规律研究结果表明,水淹方向受沉积相控制,沿沉积主河道方向水淹快。根据义 97块储层展布和构造特点,对 3个自然断块分别部署注采井网。义 97断块面积较大,油层叠合连片,采用排状注采井网,井排方向与沉积相方向基本一致,排距为 210 m,注采井距为 200 m;义 99-7断块和义 99-21断块含油面积小,难以形成规则的面积注采井网,采用点状注水井网,注采井距为 200 m。

根据以上研究成果编制义 97块开发调整方案。设计总井 24口,油井 15口,注水井 9口;钻新井 21口,其中油井 12口,水井 9口,恢复长停油井 2口。

3.2 储层改造技术

水力压裂是提高低渗透油藏油井产能的重要手段[11-12]。义 97块沙三段油层低孔低渗,自然产能低,需要压裂改造。针对油层埋藏深、温度高、闭合压力大、施工压力高的特点,油井压裂的技术思路是:控缝高,造长缝,提高压裂液破胶后返排率。

3.2.1 压裂材料优选

压裂材料对有效裂缝长度、裂缝导流能力以及施工作业费用等有显著的影响。针对义 97块油藏特点,经室内实验和优选,压裂液采用适应高温深井的羟丙基胍胶压裂液,支撑剂采用陶粒。

3.2.2 压裂规模优化设计

采用全三维压裂模拟软件对油井进行模拟和优化设计,裂缝单翼最佳长度为 70～100 m,合理加砂强度为 2～3 m3/m。

3.2.3 压裂施工参数优化设计

泵注方式采用 ø89 mm+Y531B封隔器管柱,油管进液。根据压裂段和射孔段,选择施工排量为3.5～5.5 m3/min。根据油层情况及压裂液性能,确定前置液量为 40%～55%,平均砂比 30%以上,最高砂比为 70%。

3.2.4 压裂工艺优化配套

采用微胶囊破胶剂工艺,延迟交联,实现全程破胶,使压裂液压后破胶彻底,减少对地层的伤害。采用变排量施工工艺,控制裂缝的垂向延伸。

3.3 水质改造技术

注入水水质是影响低渗透油藏开发效果的重要因素[13]。义 97块注水水源为初步处理过的渤南油田采出污水,水质无法达到低渗透油田注水要求,主要是悬浮固体含量、含油量超标 (表 1)。悬浮物粒径中值偏小,且密度小、悬浮于水中呈分散状态,不易沉降,不易过滤去除。

表 1 义 97块注水水质对比

在室内开展了水质处理技术实验和对比优选,从处理效果、经济效益和现场操作等几方面综合考虑,采用“化学辅助沉降 +金属膜过滤器过滤”工艺处理污水。加入化学剂辅助药剂后,污水悬浮物粒径明显变大,小于 1μm的悬浮物约占总量的0.29%,粒径中值为 34μm,大于 10μm的悬浮物约占总量的 90%,杂质易过滤去除。再经过金属膜过滤器过滤后,含油量和固体悬浮颗粒含量下降到 1 mg/L以下,达到注水水质标准。

4 实施效果

(1)含油范围增大,储量增加。通过油藏描述,义 99-7和义 99-21断块高部位新增含油面积 0.57 km2,石油地质储量 72×104t。

(2)实现断块二次开发,采收率大幅度提高。通过调整,停产 10多年后得到重新开发,预计采收率提高到 25.4%,增加可采地质储量 39×104t。

5 结论与认识

(1)精细油藏描述技术是二次开发研究的技术基础,通过精细油藏描述技术,对地质体、剩余油分布规律重新认识,找到区块采收率低和开采难度大的原因,为制订相应的调整方案提供可靠的依据。

(2)合理的井网井距、达标的注入水水质、配套的采油工艺技术是低渗透油藏高效开发的前提。

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编辑 姜 岭

TE341

A

1006-6535(2010)06-0069-03

20100324;改回日期:20100402

中石化胜利油田分公司重点科研项目“精细油藏描述技术推广应用研究”(YT0703)

高宝国 (1972-),男,高级工程师,1995年毕业于西南石油学院油藏工程专业,现从事油田开发研究工作。