油砂山薄互层复杂断块油藏开发层系细分研究

魏金兰，张 煜，姜明忠, 宋祖勇，邹海燕

(中国石油青海油田分公司，甘肃敦煌 736202)

油砂山薄互层复杂断块油藏开发层系细分研究

魏金兰，张 煜，姜明忠, 宋祖勇，邹海燕

(中国石油青海油田分公司，甘肃敦煌 736202)

油砂山油田属于长井段薄互层复杂断块油藏，具有油层数量多、纵向跨度大、砂泥岩薄互层、非均质性强等特点。针对油砂山油田目前开发中存在的含水上升快、储量动用程度低、注采系统不完善、注水效果差等问题，以油田探明地质储量为物质基础，依据细分层系可行性研究，确定了油藏分断块、分层系的细分开发方案，实施后取得了明显的开发调整效果。

油砂山油田；开发层系细分；油层厚度；复杂断块油藏

油砂山油田位于青海省柴达木盆地西部南区，探明叠合含油面积8.6 km2，其中Ⅰ类石油地质储量2 366×104t。油田构造为一顶部平缓、南陡北缓的不对称半背斜箱状构造，主要发育下油砂山组(N21)和上干柴沟组(N1)两套储层，储层平均孔隙度18%，平均渗透率376.4×10-3μm2，储层物性总体表现为中-高孔、中-高渗特征。

油砂山油田纵向上油层薄、多，纵向上划分为13个油层组211个小层，含油井段一般为300～500 m，最长可达800 m，平均406.7 m，单井平均油层厚度47.13 m，

油田整个开发历程可分为五个阶段：天然能量试油试采阶段(1956-1981年)、试注试采阶段(1992-1996年)、试注水滚动开发上产阶段(1997-2002年)、开发调整产能扩建阶段(2003-2006年)及细分层系开发阶段(2007-目前)。

1 油田开发中存在问题

油田自2004-2011年以复算储量为基础，通过完善注采井网、分层系调整方案的实施，层间矛盾得到一定缓减，2006年最高年产达到12×104t。但油田自身构造复杂，储层薄、多、散、杂、非均质强，仍然面临着如下比较突出的问题，上产稳产基础不牢。

(1)水驱储量控制程度低。根据最新地质研究成果，油砂山油田受断层和岩性影响，6个断块13个油组共有油砂体5 632个，其中四类油砂体(地质储量小于1×104t ，含油面积小于0.05 km2)占油砂体总数的59.9%，控制了油砂体储量的19.07%。总体上，油砂体发育不稳定、规模小、横向延续性差，这种“薄、多、散、杂”油砂体，大多为1～2口井控制，难以形成完善的注采井网，加上断层的存在制约着开发井网的部署，造成油井多向受效低、油水井连通性差、水驱控制程度低。

(2)层间干扰严重，储层动用程度低。油砂山油田纵向上油层薄、多，2004年1、2断块实施分层系开发以后，一定程度上减缓了层间干扰，也取得了一定效果，但是油田纵向上有211个小层，大部分为混层系开采。一方面目前水井平均射开厚度在30 m以上，造成层间干扰严重，储量动用程度低；另一方面对于长井段、多层的井射孔不完善，造成油水井连通率低，从而影响油田注水开发效果。

(3)油水井数比高，地层能量得不到及时补充，单井产量低。油砂山油田目前油水井数比为2.5，其中部分断块油水井数比均为3.0左右，注采对应率低，导致油井受水驱效果差，地层能量得不到及时补充，油井供液不足，单井产量低。

2 开发层系细分研究

2.1 层系细分的必要性[1-2]

(1)根据地质研究成果，沉积微相对物性的控制影响作用明显。油砂山油田储层包括多种沉积相类型，自下而上经历了湖泊-三角洲-河流的沉积相演变过程，发育多种沉积微相砂体，相变快，因此储层非均质强。物性相差较大的油层、差油层同时射孔，好的储层抑制差储层动用，造成储层动用低，有必要对层系进一步细分。

(2)根据吸水剖面资料统计的吸水厚度动用程度与射开厚度的关系图(图1)，吸水厚度动用程度与射开厚度有明显的负相关性，即射开厚度越大，动用程度越低。吸水层数动用程度与射开油层层数具有相同规律，即射开层数越多，吸水层动用程度越低，层间干扰越大。

图1 油砂山油田射开层数、厚度与动用程度关系

(3)生产资料统计结果表明，采油强度随着射开厚度增加逐步降低(图2)。由于油层条件不同，各断块又具有不同的采油强度和不同变化幅度，其中4断块平均日产油量和采油强度最大，同时随射开厚度增加，采油强度下降最剧烈；5～6断块平均日产油量和采油强度最小，射开厚度随采油强度下降也最平缓；1～3断块变化趋势介于二者之间。

图2 油砂山油田射开厚度与采油强度关系曲线

2.2 层系细分的可行性

油砂山油田射孔井段长，层间干扰严重，储量纵向动用程度低，在油层厚度较大的区域细分开发层系是必要的，而且是可行的，可行性主要表现在：

(1) 单井油层厚度控制储量大，有划分层系开发的储量基础。1、2断块Ⅱ、Ⅲ层系、3断块及4断块局部区域的油层叠合厚度大于30 m，单油组厚度大于15 m，具备分层系的厚度条件[3]。

(2) 各油层组间的隔层厚度一般在3～5 m，具备分层系的隔层条件。Ⅱ上、Ⅱ下层系隔层的岩性以泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，孔隙度一般在3.8%以下，空气渗透率小于1×10-3μm2，隔层平均厚度3.25 m，水井细分区域隔层平均厚度2.86 m，细分开发层系区域隔层平均厚度3.26 m，各井组间隔层基本稳定。

(3) 油砂山油田试油试采资料反映，各层组均有一定生产能力，一般初期产量大于0.5 t/d、射孔厚度小于20 m时，稳定生产采油强度可达到0.08 t/(d·m)，如果加强注水，保持一定生产压差，分层系可获得一定产能，具备分层系的产能条件。

2.3 层系细分方案

2.3.1 划分开发层系的思路和原则

油砂山油田1、2断块Ⅱ、Ⅲ层系部分区域储量丰度高，油层厚度大，层间干扰严重，储量动用程度低。根据油层厚度和生产能力的分布特征，优选油层厚度较大的区域进行局部细分层开发，层系划分与组合原则[4]为：

(1)一套开发层系中油水界面、压力系统、流体性质等特征基本一致。

(2)一套开发层系中储层沉积条件及所控制储层沉积砂体的非均质性不宜过大(大庆渗透率极差取值5～10)。

(3)一套开发层系中纵向不能太长，油层数不宜太多，主力油层2～3个，油层总数在8个左右；同时兼顾考虑一套层系中要留有一定的有效厚度(一般10 m左右)和一定单井控制储量下的生产能力。

(4)要留有2 m以上稳定的泥岩隔层。

2.3.2 分层系方案论证

1、2断块Ⅱ、Ⅲ层系及3、4断块油层厚度大，储量丰度高，根据Ⅱ、Ⅲ层系及3、4断块油层等厚图，四个开发单元构造主体部位油层厚度在30 m以上，达到了进一步细分层系的技术政策界限，5、6断块油层厚度小，满足不了分层系开发的技术要求，暂不考虑划分开发层系。

根据划分层系的原则和界限，结合1、2断块纵向上储层分布特点、地层划分情况，对Ⅱ、Ⅲ层系纵向上进一步细分层系的界限进行论证：

1、2断块Ⅱ层系纵向上以K21为界，Ⅷ油组为Ⅱ上层系，Ⅸ油组为Ⅱ下层系；1、2断块Ⅲ层系纵向上以Ⅺ-10为界，Ⅹ～Ⅺ-10油组为Ⅲ上层系，Ⅺ-11～ⅩⅢ油组为Ⅲ下层系。

(1)储量分布：以K21为界对Ⅱ层系细分后，Ⅱ上、下层系油砂体储量分别为182.65×104t、170.26×104t，分别占1、2断块Ⅱ层系油砂体储量的51.75%、48.25%；对Ⅲ层系细分后，Ⅲ上、Ⅲ下层系油砂体储量分别为166.4346×104t、120.397×104t，分别占1、2断块Ⅲ层系油砂体储量的58.03%、41.98%。

(2)隔层的稳定性分析。Ⅱ上、Ⅱ下层系隔层的岩性以泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，孔隙度一般在3.8%以下，空气渗透率小于1×10-3μm2，隔层平均厚度3.25 m，水井细分区域隔层平均厚度2.86 m，细分开发层系区域隔层平均厚度3.26 m，各井组间隔层基本稳定。Ⅲ上、Ⅲ下层系隔层的岩性以泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，孔隙度一般在3.5%以下，空气渗透率小于0.95×10-3μm2，隔层平均厚度2.5 m，水井细分区域隔层平均厚度3.1 m，细分开发层系区域隔层平均厚度3.7 m，各井组隔层基本稳定。

(3)储层非均质性分析。以K21为界对Ⅱ层系细分后，Ⅱ层系纵向上的储层非均质性得到有效缓解，渗透率级差、渗透率突进系数较细分前分别下降41.54%、67.17%。以Ⅺ-10为界对Ⅲ层系细分后，Ⅲ层系纵向上的储层非均质性得到有效缓解，渗透率级差、渗透率突进系数较细分前分别下降47.6%、53.17%。

2.3.3 分层系方案

根据划分层系的原则和界限，结合新的地质认识及油田目前开发现状，1、2断块进一步细分为6套层系，4断块局部区域细分两套层系，具体划分结果见表1。

表1 油砂山油田调整方案开发层系划分情况

2.3.4 方案部署

Ⅱ下层系新增油井13口，新增水井4口；老井利用20口，其中油井15口、水井5口、转注3口；油水井数比为2.08，调整产能0.4×104t。Ⅲ上层系新增油井24口，新增水井6口，老井利用18口，其中油井10口、水井8口，油水井数比为2.43，调整产能0.64×104t。

3 效果分析

2013年油砂山油田通过对Ⅱ、Ⅲ层系纵向上进一步细分，完钻井13口，目的层段平均钻遇油层12.4 m/6层，油层厚度满足进一步细分开发需求，投产井12口(2口排液)，目前平均单井日产油2.4 t/d，含水21.6%，单井产量达到设计要求，水驱控制程度阶段提高2.4个百分点，油藏动用程度有所提高，纵向吸水状况得到改善，自然递减下降了6个百分点，含水上升趋势得到有效控制。预测油砂山油田采收率由目前标定的18.57%提高到20.84%，开发形势明显好转。

4 结论与认识

(1)细分开发层系是长井段薄互层复杂油藏缩小层间差异的根本措施，细分开发层系可提高油层水驱波及体积和水驱动用程度，充分发挥各油层的生产能力，减缓油藏含水上升速度。

(2)划分开发层系的基本原则包括层系的储量基础、井段长度、含油小层数量、储层渗透性差异、压力系统和油井产能大小等。

(3)1、2断块经过纵向细分层系后，目前单井控制有效厚度15 m左右；而4断块单井控制有效厚度达近30 m，单井控制有效厚度过大，作为一个开发层系纵向上非均质性增强，层间矛盾突出，且4断块储量丰度达到1000×104t/km2，因此4断块还有进一步细分层系的必要。

[1] 罗水亮，曾流芳，李林祥，等．多油层复杂断块油藏开发层系细分研究[J]．西南石油大学学报( 自然科学版)，2010，32(6)：8-102．

[2] 王延杰，张红梅，江晓晖，等．多层系油田开发层系划分和井网井距研究[J]．新疆石油地质，2002,23(1)：40-43．

[3] 于红军.纯化薄互层低渗透油田开发层系的划分与组合[J]．复杂油气藏，2010,3(1)58-61．

[4] 鲜波,熊钰，石国新，等.薄层油藏合采层间干扰分析及技术对策研究[J]. 特种油气藏，2007,14(3)：51-54.

编辑：李金华

1673-8217(2015)04-0084-03

2015-02-20

魏金兰,地质工程师，1983年生，2005年毕业于中国石油大学测绘工程专业，现从事油气田开发的生产与科研工作。

中国石油重大科技专项“柴达木盆地老区提高采收率关键技术研究”(2011E-03-06)。

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