缝洞型碳酸盐岩油藏油井出水特征及影响因素分析

张 杰，康志江，张 允，崔书岳

（中国石化石油勘探开发研究院 油田开发所，北京 100083）

缝洞型碳酸盐岩油藏油井出水特征及影响因素分析

张 杰，康志江，张 允，崔书岳

（中国石化石油勘探开发研究院 油田开发所，北京 100083）

缝洞型碳酸盐岩油藏油井出水类型复杂多样、出水影响因素多，研究难度大。通过对塔河油田S48缝洞单元内油井出水类型划分，提出油井出水特征的定量划分标准；参考该单元缝洞发育地质特征，设计不同的缝洞组合模式，并采用数值模拟方法研究不同模式的油井出水特征。结果表明，油井的出水特征与缝洞体的大小、裂缝位置及油井位置和产量有密切关系，该研究为缝洞型油藏油井增油控水提供重要依据。

缝洞型油藏；缝洞单元；出水特征；数值模拟

塔河油田奥陶系油藏是受构造断裂及多期岩溶控制的缝洞型碳酸盐岩油气藏，储集空间以缝、溶洞为主，基质不含油［1－5］。S48缝洞单元作为塔河油田最大的缝洞单元自1997年投入开发以来，由于储集空间的复杂性和流动通道的差异性，在同一个缝洞单元内压力保持较稳定的情况下油井的出水特征呈现出多样化［6－7］。笔者在分析S48缝洞单元35口井生产动态特征基础上，根据油井的出水类型对其进行分类，提出定量划分标准，设计符合S48缝洞单元地质特征的不同缝洞组合的模型，利用数值模拟方法研究缝洞型油藏油井出水特征及影响因素。

1 S48缝洞单元油井出水类型的划分

依据S48缝洞单元含水上升的变化特征及油井出水前无水采油期的长短，将油井出水类型划分为3个大类，6个亚类［6］，并提出不同类型的定量划分标准（表1）。

在S48缝洞单元中，S48井于1997年投产，无水采油期1 056 d，截至2009年8月，中低含水达3 237 d，属于典型的缓慢上升型。TK412井于1999年11月投产，无水采油期535 d，油井出水后，3个月内含水率迅速上升至90%，属于典型的暴性水淹型。TK467井于2002年12月投产，无水采油467 d，含水率稳定在30%～40%，产油885 d后，油井含水率上升至80%～90%，属于典型的过渡型（图1）。

表1 S48缝洞单元油井出水类型分类

图1 油井出水类型

2 油井出水特征数值模拟

由于碳酸盐岩缝洞型油藏储集空间的多样性、流体流动能力的差异性和油水关系的复杂性［8］，很难用一种方法来研究该类型油藏油井出水特征的影响因素。而数值模拟方法却可以利用其求解的精确性来完成油井出水因素的分析。

2.1 S48缝洞单元地质特征

S48缝洞单元是由上、下两层缝洞体组成，上部洞穴层岩溶作用时间长，多成网状分布，加上多期的垮塌作用，连通性好；下部洞穴形成晚，溶蚀深度大，充填较严重；上、下两层缝洞体通过高角度裂缝相沟通（图2、3）。整个缝洞单元呈现出两种构造特征：（1）上、下缝洞体通过裂缝相连通；（2）上层缝洞单元充填油，而下层缝洞单元为水体。

图2 S48缝洞单元地质模型

图3 S48缝洞单元南部局部

2.2 数值模拟

参考S48缝洞单元缝洞发育特征，依据以下原则设计不同缝洞组合的模型（图4）：（1）天然水体发育在缝洞油藏的底部，由于天然水体的规模、位置不明，依据含水率（图5）及产量特征，在模型中设计底水缝洞体，水体侵入量由人工调整；（2）上层缝洞油藏与底水缝洞体中间为碳酸盐岩致密体，但在致密体中存在着大量的纵向裂缝，在模型中近似等效为裂缝带，通过调整流量及缝宽设计裂缝渗透率。

应用ECLIPSE数值模拟软件双孔双渗黑油模型进行数值模拟［9］。模型中，溶洞孔隙度为40%，渗透率为800×10－3μm2；裂缝带的渗透率为1 000×10－3μm2。相对渗透率曲线和流体高压物性均采用S48井区实测数据。

图4 地质模型

图5 缓慢上升型含水率变化

通过调整上下缝洞体的体积、油井与裂缝带之间的距离、油井初产来研究缝洞型油藏油井出水影响因素。分析各出水类型的数模结果，结果见表2。

（1）油井发生暴性水淹与储油缝洞体的空间有关。当上缝洞体积大于125×104m3时，水窜不易发生，油井出水特征属于缓慢上升型；若小于19×104m3时易发生水窜，油井出水特征属于暴性水淹型。

（2）油井发生暴性水淹与纵向裂缝的位置有关。如果纵向裂缝处于（或经过）井底（即井打在裂缝带上）时，采油井易发生暴性水淹；如果纵向裂缝与井距离20～65 m时，油井含水特征属于过渡型；如果纵向裂缝与井距离大于130 m时，油井含水特征呈缓慢上升型，且具有较长的无水采油期。

表2 油井概念模型参数对比

（3）纵向裂缝的渗透率和采油井的产量对油井含水上升速率有着重要的影响。裂缝渗透率和采油井的产量越高，油井含水上升的速率越快。

3 结 论

（1）依据S48缝洞单元含水变化特征及油井出水前无水采油期长短，可将缝洞型油藏油井出水类型分为3类：缓慢上升型、暴性水淹型、过渡型。

（2）缝洞型碳酸盐岩油藏油井出水的多样性主要是由于储集空间的多样性及储集空间流动的差异性造成，与缝洞体空间、纵向裂缝所处位置有关，同时也与纵向裂缝的渗透率及采油井产量有着直接关系。

（3）在该类型油藏布井及选择井的工作制度时，须考虑到以上影响因素，以达到控制油井出水、延长油井的工作时间、提高该类型油藏最终采收率的目的。

［1］ 张抗.缝洞储集体类型与塔河油田的勘探开发［C］／／塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩油藏开发.北京：石油工业出版社，2003：28－38.

［2］ ROBERT G Loucks.Paleocave carbonate reservoirs，origins，burial－depth modifications，spatial complexity and reservoir implications［J］.AAPG Bulletin，1999，83（11）：1795－1834.

［3］ 张希明.新疆塔河油田下奥陶系油气勘探碳酸盐岩缝洞型油气藏特征［J］.石油勘探与开发，2001，28（5）：17－22.

［4］ 康玉柱.塔里木盆地寒武－奥陶系古岩溶特征与油气分布［J］.新疆石油地质，2005，26（5）：472－480.

［5］ 康玉柱.中国塔里木盆地塔河大油田［M］.乌鲁木齐：新疆科学技术出版社，2004：55－90.

［6］ 李春磊，陈小凡，余婷.缝洞型碳酸盐岩油藏单井注水替油生产特征研究［J］.内蒙古石油化工，2010（21）：129－131.

［7］ 李宗宇.塔河缝洞型碳酸盐岩油藏油井见水特征浅析［J］.特种油气藏，2008，15（6）：52－55.

［8］ 康志江，李江龙，张冬丽，等.塔河缝洞型碳酸盐岩油藏渗流特征［J］.石油与天然气地质，2005，26（5）：634－640.

［9］ KANG Z J，WU Y S，LI J，etal.Modeling multiphase flow in naturally fractured vuggy petroleum reservoirs［J］.SPE 2006：1794－1803.2005，32（3）：101－105.

TE33 < class="emphasis_bold">［文献标识码］A［文章编号］

1673－5935（2011）03－0010－03

2011－05－19

国家“973”研究项目（2011CB201004）

张 杰（1977－），男，江苏徐州人，中国石化石油勘探开发研究院油田开发所工程师，主要从事缝洞型油藏开发研究。

［责任编辑］ 时凤霞