桩74块特低渗油藏小井距开发效果及影响因素分析

李信智,孙玉花

(1.中国石化胜利石油工程有限公司 地质录井公司， 山东 东营 257064;2.中国石化胜利油田分公司 勘探开发研究院,山东 东营 257015)



桩74块特低渗油藏小井距开发效果及影响因素分析

李信智1,孙玉花2

(1.中国石化胜利石油工程有限公司 地质录井公司， 山东 东营 257064;2.中国石化胜利油田分公司 勘探开发研究院,山东 东营 257015)

特低渗油藏的注水开发一直是油藏开发的难点之一,以桩74块Z74-S1井组(南)和Z74-10-2井组(北) 为例,总结两个小井距试验区开发效果存在的差异性,开展影响因素研究。研究发现,原始含油饱和度和渗透率是影响不同小井距试验区注水开发效果的主要地质因素。另外，开发过程中的注水时机对于开发效果也有较大影响。该项工作对其他低渗透油藏的开发有一定的借鉴意义。

特低渗透油藏;小井距;开发效果;影响因素

特低渗透油藏由于渗透率低(渗透率小于10×10-3μm2),储层的启动压力高,注水难度大。目前胜利油田的特低渗透油藏总共有97个区块,探明地质储量1.6亿吨,弹性开发和注水开发单元占到了98%。目前弹性开发单元的地质储量采出程度只有2.3%,而注水开发单元受注水难度大的影响,地质储量的采出程度也只有4%。针对该类油藏注水难的特点,缩小井距,加大井网密度[1],以达到较高的油层连通和水驱控制,得到较高的采收率[2-3]。笔者针对小井距注水开发技术,分析两个试验区的开发效果和影响因素,为国内外相同或相似油藏的开发提供借鉴。

1 地质概况

五号桩油田位于沾化凹陷东北部斜坡带的一个次一级构造单元上,位于孤北隆起的东翼,它是在中生界区域构造背景上发育起来的一个新生界断陷湖盆,是一东断西隆、北断南超的箕状洼陷[4-5]。

桩74块位于五号桩油田中偏南部,是一套大型的浊积扇沉积砂体。含油层系为沙三下第二套油组(简称Ⅱ油),垂向上分为5个砂层组16个小层,油藏中深3 550 m,平均孔隙度15.1%,平均渗透率6.4×10-3μm2,具有油层厚度大、埋藏深、特低渗透等特点,属难动用油藏[5]。

2 试验区的储层特征

Z74-S1井组位于桩74块南部,主要开采5砂组,油藏中深3 610 m,平均有效厚度为18.8 m,平均孔隙度15.1%,平均渗透率7.1×10-3μm2,原始地层压力49.09～58.41 MPa,压力系数1.51,饱和压力为15.75 MPa,油层温度132～175 ℃,地面原油密度0.85 g/cm3,地面原油黏度6～47 mPa·s,属于异常高温高压系统。

Z74-10-2井组位于桩74块北部,主要开采2-3砂组,油藏中深3 510 m,平均有效厚度为14.4 m,平均孔隙度12.8%,平均渗透率4.4×10-3μm2,原始地层压力35.54～35.86 MPa,压力系数1.0,饱和压力为15.75 MPa,油层温度148～151 ℃,地面原油密度0.850 3～0.857 9 g/cm3,地面原油黏度14.6～20 mPa·s,属于高温常压系统。

3 注水开发效果评价

3.1 试验区的开发简况

3.1.1 Z74-S1注水井组

Z74-S1井组于1986 年11月投入试采,1992年投入开发。1993年1月Z74-S1井转注,开始小井距试验,1993年8月Z74-S3井投入生产,形成井距为200～260 m的五点法小井距试验区,油井4口,注水井1口,单井控制储量9.0×104t。截止到2016年4月井区平均单井日产液量5.5 t,日产油量0.2 t,含水率91.8%,累积产油量16.9×104t,采出程度46.7%。

3.1.2 Z74-10-2注水井组

Z74-10-2井组从1995年7月投入试采,1996年7月Z74-12-6井开始注水,注采井距350～400 m,油井6口,注水井1口,注水压力34 MPa,注不进于2001年1月关井。2002年6月采用注采井距160～260 m、排状注水,主要动用2、3砂组,总井数19口,其中油井11口,水井8口,单井控制储量5.7×104t。截止到2016年4月井区平均单井日产液量6.7 t,日产油量1.1 t,含水率83.1%,累积产油量12.9×104t,采出程度20.9%。

3.2 开发效果对比分析

3.2.1 注水均见效,南区油井产能高、稳产期长

Z74-S1井组注水前平均日产液量19.8 t,平均日产油量16.9 t,小井距注水4个月后日产液量、日产油量整体升高。1993年8月随着Z74-S3井的投产,日产液量、日产油量达到峰值,分别为27.9、20.8 t。自1994年11月之后的5年基本保持稳定,单井日产液量15 t左右,单井日产油量10 t左右。

Z74-10-2井组注水前平均日产液量7.2 t,平均日产油量3.2 t,小井距注水后日产液量、日产油量有所增加,日产液量为12.5 t,日产油量4.2 t,单井日产油量连续2.5 a稳定在3 t左右。

3.2.2 含水率上升速度南慢北快

实施小井距注水后,Z74-S1井组油井综合含水率变化缓慢,前3年含水上升率为0.56%,目前井区综合含水率为91.8%;Z74-10-2井组油井含水率明显上升,前3年含水上升率2.64%,目前井区综合含水率为83.1%。总体上2个小井距试验区的含水都有了增加,说明注水起到了一定的作用,但受储层条件的差异性的影响,含水变化规律存在较大区别,表现为南慢北快的特点。

3.2.3 地层压力有所恢复,且保持稳定

2个小井距试验区注水开发之前,井区基本采用弹性能量开发,地层压力下降快,小井距注水开发后,地层压力有所恢复,并逐渐趋于稳定。

Z74-10-2井组地层压力由注水前的29 MPa升至34 MPa左右,之后由于注水量降低,地层压力又开始下降,但下降幅度较注水前明显减小。

3.2.4 注水量南区高于北区

Z74-S1井组初期注水量较高,在100 m3/d以上,之后缓慢下降,目前注水量稳定在21.5 m3/d左右。前期注水量大主要受地层亏空的影响。

Z74-10-2井组初期注水量35 m3/d左右,目前注水量在10 m3/d 左右。总体上采用小井距注水加压裂后,井组内难注水的问题得到了很大改善。

3.2.5 北区启动压力幅度变化大

2个小井距试验区注水井启动压力均升高,Z74-S1井组注水井注水15 a启动压力升高了15 MPa,而Z74-10-2井组注水井注水6 a后启动压力升高20 MPa。

通过分析,Z74-S1井组试验前采出程度11.6%,含水率38.3%,目前采出程度46.7%,综合含水率91.8%,小井距加压裂注水开发效果明显变好。

Z74-10-2井组试验前采出程度10.7%,含水率57.6%,目前采出程度20.9%,综合含水率83.1%,虽然较弹性开采开发效果有了一定程度的改善,但总体上属于开发效果差的油藏。

4 影响因素

4.1 地质因素

利用2个小井距试验区参数建立概念模型,来定量描述各种地质参数对开发效果的影响程度。Z74-S1和Z74-10-2小井距试验区概念模型参数取实际参数(表1)。

表1 小井距概念模型基本参数

2个小井距试验区分别采用表1给定的基本参数,设定含水率均达到98%时,预测Z74-10-2井组的最终采收率22.1%,Z74-S1井组的最终采收率48.8%(图1)。保持其他基本参数不变的情况下,调整Z74-10-2井组的某一个参数与Z74-S1井组的同一个参数相同,获得最终采收率,使之与前面获得的22.1%进行比较,来确定各个地质参数对2个小井距试验区开发效果的影响程度(图2～4)。

图1 基本参数状态下含水率与采出程度关系曲线

图2 相同渗透率条件下含水率与采出程度关系曲线

图3 相同含油饱和度条件下含水率与采出程度关系曲线

预测结果显示,其他参数保持不变,将Z74-10-2井组的渗透率调整到7.1×10-3μm2,则该井组最终采收率上升到28.0%,提高了5.9%(图2);其他参数保持不变,将Z74-10-2井组的原始含油饱和度调整到54.7%,则该井组最终采收率上升到40.8%,提高了18.7%(图3);其他参数保持不变,将Z74-10-2井组的压力系数调整到1.5,则该井组最终采收率上升到23.8%,提高了1.7%(图4)。以此类推,其他参数保持不变,将Z74-10-2井组的有效厚度、孔隙度等参数分别调整到18.8 m、15.1%时,该井组最终采收率上升幅度非常小。

图4 相同压力系数条件下含水率与采出程度关系曲线

4.2 注水时机

通过对比2个小井距试验区不同注水时机条件下的最终采收率,评价注水时机对小井距开发效果的影响,2个试验区不同注水时机下最终采收率曲线见图5、6。

图5 Z74-10-2试验区不同注水时机下的最终采收率

图6 Z74-S1试验区不同注水时机下的最终采收率

预测结果表明,对于原始压力系数在1.0的Z74-10-2井组,1.0倍静水柱压力即同步注水效果最好,而该井组实际在0.8倍静水柱压力时才开始注水,注水时机滞后,导致开发效果差;而对于原始压力系数为1.5的Z74-S1井组,地层压力下降到为1.0倍静水柱压力时开发效果最好,而该井组实际的注水时机也是在1.0倍静水柱压力时注水,所以开发效果较好。对比结果显示,桩74块小井距开发取地层压力为1.0倍静水柱压力时为最佳注水时机。

5 结束语

桩74块两个试验区进行的小井距注水开发取得了显著效果,但是2个试验区开发效果存在明显差异性。通过2个小井距试验区开发效果评价发现,Z74-S1井组油井产能高、稳产期长,含水上升速度慢,地层压力有所恢复且保持稳定,注水量高,经总体评价,Z74-S1井组的小井距注水开发效果好于Z74-10-2井组的小井距注水开发效果。分析可知,影响小井距注水开发效果的主要地质因素是原始含油饱和度,次要因素为渗透率。原始压力系数、孔隙度等因素对小井距注水开发效果影响不大。此外,选择合适的注水时机也可以提高小井距开发效果。采用小井距注水开发技术,可以大大改善低渗、特低渗透油藏的开发效果,并解决部分低渗、特低渗透油藏弹性开采后的后续开发问题。

[1] 靳彦欣,赵丽,李培军.小井距提高低渗透油藏采收率方案优化研究-以胜利油田桩74-10-2井区为例[J].石油天然气学报(江汉石油学院学报),2009,31(1):286- 288.

[2] 李道品,罗迪强.低渗透油田开发的特殊规律[J].断块油气田, 1994,1(4):30-36.

[3] 李忠平,段永明.低孔低渗油藏合理井网密度确定方法[J].河南石油, 2001,15(4):19- 23.

[4] 焦巧平.湖底扇沉积微相及开发特征研究——以胜利油田五号桩油田桩74块为例[J].内蒙古石油化工,2011(12):120-123.

[5] 岳大力,吴胜和,林承焰,等.山东五号桩油田桩74块剩余油分布规律及挖潜措施[J].现代地质,2005,19(3):441- 448.

[责任编辑] 王艳丽

2016-05-25

李信智(1977—),男,山东莱州人,中国石化胜利石油工程有限公司地质录井公司工程师,主要从事录井项目管理研究。

10.3969/j.issn.1673-5935.2016.03.010

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1673-5935(2016)03- 0028- 04