地质导向技术在南海番禺成熟油田的应用

李林　陶彬　王超

【摘 要】南海东部番禺4-2油田已进入高含水的成熟阶段，水平调整井项目主要开发上部稠油薄油层。针对复杂的地质和流体特征，在钻完井阶段采取主动型地质导向技术来稳油控水，这将会有效优化生产动态和改善开发效果。主动型地质导向策略采用边界探测技术精确实现了关键的平稳贴顶着陆和水平段贴顶（0～1m窗口）钻进。22口水平井的成功实施验证了关键的地质导向策略对于复杂稠油油藏精细开发的积极贡献。

【关键词】稠油开发；主动型地质导向技术；边界探测技术

【Abstract】In Panyu4-2 mature field with high water-cut， the new horizontal well compaign targets the complex thin reservoirs filled with general heavy oil with viscosity 46.8-132 mPa？s. In the drilling and completion stages of this compaign， the proactive well placement strategies are employed to mitigrate the effect of complex subsurface geologcial and fluid features， and finally to stabilize production and control water breakthrough. These comprehensive strategies absolutely will optimze the well production and the final development success. Including bed-boundary-detection service， the proactive well placement strategies precisely achieve the soft landing and smooth horizontal drilling close to traget top within 0～1m window. The great success in 22 hoirzontal wells validated the positive contributions of critial well placment and completion strategies to fine development of complex heavy oil reservoirs.

【Key words】Heavy oil development； Proactive well placement； Bed-boundary-detection service

稠油以高密度和高粘度等特性与常规石油相区别，开发开采难度加大、成本高，因此需要采用有针对性的开发技术和措施，才能达到经济有效的开发目的[1-2]。南海东部番禺4-2油田的稠油开发已进入高含水的成熟阶段，为保证油田可持续开发战略的顺利实施，必须追求精细开发，优化开发效率。本文将详细阐述针对番禺4-2油田复杂稠油油藏特征的水平井精细开发方案中的关键地质导向策略，并通过实例剖析该策略对优化稠油油藏生产动态、以及实现精细开发的积极贡献。同时，希望该综合策略对于类似成熟区块的精细开发工作提供有效的指导和借鉴。

1 稠油油藏特征及其开发目标

番禺4-2油田位于珠江口盆地北部珠I坳陷南缘、番禺凹陷的东北部，构造特征为受两条北西～南东断层所夹的一个四面倾伏挤压背斜。储层为早中新世珠江组的三角洲体系沉积砂岩[3]，物性较好。油田纵向上划分为46个油藏，上部为稠油油藏，中下部为常规原油，油层有效厚度变化较大（1-20m），均具有各自独立的油水系统，底水油藏和边水油藏交互存在，以底水油藏为主。油田于2003年正式投产，在2004-2005年产量达到峰值之后开始缓慢递减，同时总液量和含水率快速上升，截至2012年中期，含水率达91%，已进入高含水的成熟开发阶段。为挖潜剩余油、扭转产量递减的趋势以保持油田可持续开发，新建了钻采平台并于2012年下半年启动了新的水平调整井项目，着重精细开发该油田上部稠油油藏中的剩余油。

稠油成藏机理与常规油藏基本一致，但由于遭受水洗和降解等稠变作用使得稠油粘度高、密度大，导致其对应的开发技术体系有其独特性[1，2，4]。随着世界范围内稠油油藏开发的不断深入，其对应的技术体系逐渐得以成熟和完善，包括钻井、完井、测试、采油和输送等技术。根据稠油特征的不同，需要采取的开发技术也有所区别。以原油粘度为主要指标，可将稠油分为普通稠油（I类：50-150mPa·s；II类：150-10，000mPa·s），特稠油（10，000-50，000mPa·s）和超稠油（>50，000mPa·s），粘度大于150mPa·s的稠油适宜于注蒸汽加热开发。番禺油田中稠油地面密度0.940-0.959g/cm3，地层粘度46.8-132mPa·s，属于普通I类稠油，可采用与常规油藏相似的开发技术和方案。

开发动态跟踪和储层模拟显示番禺4-2油田稠油油藏中的剩余油主要存在于之前未开发的边水薄油层（1-2m）以及已开发层位中受底水驱动影响严重的剩余薄油柱（<5m）油藏中，这些复杂薄层油藏也就成为此次水平调整井项目精细开发的主要目标。为高效应对成熟油田的可持续开发战略要求，需要在水平调整井项目的钻完井阶段采取有针对性的高效地质导向措施来稳油控水，在保证泄油面积和储层钻遇率最大化的同时尽量加大水平井轨迹与油水界面之间的距离，由此尽量延缓见水时间及底水脊进速度，改善开发效果，这也将会影响整个开发战略中后续工艺的制订、实施和优化，最终优化油田整体采收率。

2 地质导向难点及策略

水平调整井项目在钻完井阶段的工作效率会受到井区范围内油藏开发现状、地下构造、地层和流体特征等方面不确定性的影响，会对地质导向的顺利实施提出挑战，从而导致降低工作效率的风险，甚至会严重影响油田整体开发效果。为维持油田的可持续开发，既要确保实现产量目标和生产动态要求，也需要控制开发成本，因此在精细开发过程中关键的水平井地质导向工作中需要选择合理的技术和策略。

针对番禺4-2油田水平调整井项目要求以及相关难点和风险分析，决策团队高效合作，制定了着陆段和水平段的地质导向策略，并选取了有针对性的随钻工具和随钻测井服务。

2.1 着陆段地质导向策略

番禺4-2油田水平井的平稳贴顶着陆策略包括两部分：①12.25in井段中，控制轨迹中完在靠近储层顶面的上覆泥岩或致密层中，距离储层顶约0.5m，以期减少钻井液对产层的伤害。②8.5in井段中完成平稳贴顶着陆策略的关键收官步骤：保持12.25in井段中完位置井斜，以低夹角稳斜钻进直至确认储层顶面，之后迅速增斜调平轨迹平行于地层，着陆在储层上部，靠近顶面。着陆时的的低夹角可确保轨迹在8.5in井段缓慢进入储层，在储层内增斜着陆时垂深增加不多，尽量靠近储层顶，远离油水界面。

2.2 水平段地质导向策略

为满足油井生产动态及油田精细、可持续开发要求，水平段轨迹必须精确控制在储层内距离储层顶部0.5-1m的窗口之内，并根据优质储层顶面构造变化实时、主动调整轨迹。在钻井工程条件许可的情况下，在水平段末端需要增斜探顶，直至明确的泥岩测井特征出现，以此确认井底构造特征。

针对番禺4-2油田调整井项目水平段轨迹控制的精确要求以及水平井地质导向结果对于油井开发动态的重要影响，决策团队决定采用斯伦贝谢公司的随钻地层边界探测仪PeriScope来精确评价地层和控制轨迹。

相对于常规地质导向技术，边界探测技术的商业化应用具有革命性的意义，其通过集成电阻率测量和方向性边界测量，根据更深的探测资料和更明确的地层边界指向性等服务，可用来远距离（15ft）识别储层顶底边界、泥质或者钙质夹层、以及油水界面，以及不同层位内电阻率分布特征，精细刻画地下构造、地层以及流体分布特征（图1），据此提前主动调整水平段轨迹[5-6]，可有效降低复杂油层中水平井地质导向的风险，提高水平井储层钻遇率，完成精确、定量化导向的目标。番禺4-2油田内泥岩、物性较差的硬夹层、含油砂岩储层和水层的电阻率差异比较明显，邻井数据模拟显示PeriScope提供的边界探测技术在本区油藏导向过程中是适用的。由于储层内可能存在物性较差的泥质或钙质夹层，需要通过随钻密度孔隙度测量工具ADN提供的密度、孔隙度等物性参数来确保轨迹在物性较好的砂层内钻进。

3 应用实例及成果

A井设计水平段590m，位于构造高点的西侧，周围有5口邻井可作为着陆和水平段导向判断提供重要的参考。邻井曲线对比显示区域内目的层砂岩厚度稳定，在储层上部稳定发育厚度0.5-1m的钙质硬夹层。由于油田长期开发导致区域油水界面不确定，为优化产能，保证可持续长期开发，要求控制水平段轨迹位于优质储层上部距顶约1m的窗口内。

着陆施工中，根据实时曲线对比，预测储层顶面深度与设计比较吻合，地层近水平。据此实时调整轨迹，以89°井斜进入储层顶部的钙质硬夹层，中完12.25in井段。在后续的8.5in井段中，稳斜89°穿过硬夹层，根据曲线确认轨迹进入优质储层之后，迅速增斜至90°，轨迹距离优质储层顶约0.5m，成功完成关键的贴顶平稳着陆施工。

在该井段中继续水平段钻进。PeriScope边界探测技术清晰的反演出硬夹层顶面、优质储层顶面和底面形态。据此主动调整轨迹，在优质储层内贴顶钻进。沿着水平段钻进方向，优质硬夹层厚约0.5-1m，优质储层厚约2-2.4m（图2）。在水平段末端，地层下倾约0.5°，按照要求增斜至93°上切确认目的层顶面，就此完钻。伽马曲线确认的目的层顶面与边界探测技术反演结果基本一致，由此也验证了边界探测技术的准确性。在水平段内，尽管地层倾角有所变化，水平轨迹仍精确控制于优质储层顶面之下0.5m窗口内，按照设计要求完成了590m进尺，储层钻遇率100%。本井配产1500桶油/天，投产初期日产油2400桶，含水4%，超过预期产量。

调整井项目共在稠油油藏中顺利完钻22口水平井且按期投产。22口油井初产总量达51676桶/天，每口井平均日产油2349桶，比设计高出56.6%，由此体现了关键地质导向策略对油田整体生产动态优化的积极贡献。所有水平井中轨迹均控制在物性较好储层内贴顶钻进（距储层顶0～1m），“阁楼”油得以高效规避，同时结合中心管的应用，油井见水时间和含水上升速度得以有效延缓，长期来看，油藏采出程度和油田整体采收率必将得以优化。

4 结语

成熟油田追求的精细和可持续开发需要以尽可能准确的三维地质油藏模型为重要指导，据此选择的技术和策略在实际施工过程才能发挥高效的作用。而三维模型的不确定性受多种因素影响，需要在开发的全过程中重点参考实钻井位提供的多方位信息来及时更新、优化和完善。由此，可建立“三维建模→选择针对开发目标的技术和策略→实钻跟踪→根据实钻井位资料优化模型→优化策略……”这一综合性的循环开发流程，在该流程的每一个关键环节所采用的针对性技术和策略是整个流程能够高效运作的基石，因此需要不断发展、更新和完善开发技术，才能确保开发效率的不断提高。

钻完井阶段处于开发的早期，提供的包括地层、构造和流体等特征的实钻信息对于优化生产动态、完善模型和指导后续开发计划的制定和实施具有十分重要的作用。瞄准制定的开发目标，必须尽早高效实施综合循环流程，才能尽早将油田开发的思路和脚步引导到正确、高效的道路上来，最终实现精细和可持续开发的效果。

【参考文献】

[1]童晓光，郭建宇，王兆明.非常规油气地质理论与技术进展[J].地学前缘，2014，21（1）：9-20.

[2]刘亚明.重油研究现状及展望[J].中国石油勘探，2010，05：69-76.

[3]陈长民，黄丽芬，李昭伟.番禺4-2油藏的形成条件及勘探意义[J].中国海上油气（地质），1999，13（3）：145-151.

[4]马锋，张光亚，王红军，等.全球重油与油砂资源潜力、分布与勘探方向[J].吉林大学学报：地球科学版，2015，45（4）：1042-1051.

[5]Qiming Li， Dzevat Omeragic， Larry Chou， et al. New Directional Electromagnetic Tool for Proactive Geosteering and Accurate Formation Evaluation While Drilling [C].SPWLA 2005-UU， 2005.

[6]Lawrence Chou， Qiming Li， Alexis Darquin， et al. Steering Toward Enhanced Production[J].Oilfield Review（Schlumberger）， Autumn 2005，54-63.

[责任编辑：王楠]