胜利断块油藏分类探讨及提高采收率对策

杨 勇，王 建，王 瑞，袁士宝，徐 波

(1.中国石化胜利油田分公司 勘探开发研究院，山东 东营 257015； 2.西安石油大学 石油工程学院，陕西 西安 710065)

引 言

断块油藏地质条件复杂、产能差异大，复杂的断裂系统导致断块油藏呈现油水关系复杂、层间差异大、流体和储层物性差异大的特点[1]，该复杂性导致地质认识存在渐进性，为井网完善及能量补充带来困难，也决定了在开发过程中需要对不同类型断块采取个性化开发政策。如何有效解决主要矛盾、科学地进行分类并制定有效开发政策，一直是学者和油田专家关注的问题[2-3]。

胜利油区主体处于济阳拗陷，由于长期继承性的断裂活动，油田被切割成大小不一的362个自然断块，单块面积0.01～3.7 km2不等，平均0.225 km2。在断块油藏的开发过程中由于断裂系统复杂的层间矛盾导致储量动用不均衡，油水井利用率低，最终导致采收率下降[4]。目前，断块油藏已经处于特高含水开发阶段，面临着综合含水上升加快、年产油量逐年递减、新井及措施增油量减小，而新区接替资源品位降低、产能建设难度加大的开发形势。

在断块油藏的开发实践中，本着快速、有效的开发理念，在深化断块油藏剩余油认识基础上，胜利油田提出剩余油“普遍分布、局部富集” 的分布规律。该结论体现了断块油藏自身的特点，即非主力层剩余油普遍分布，但呈现低序级断层控制、地层倾角控制、断夹层组合控制和重力分异控制等4种剩余油“局部富集”模式。断块油田数量众多和问题的复杂性决定了需要对油藏进行分类管理并制定相应的提高采收率对策。

1 断块分类及主要矛盾

国家“九五”计划以前，由于断块油藏的复杂性，没有统一对断块油藏进行系统分类，只对于面积较大的断块油藏，依据能量高低和油品黏度稠稀等开发初期特征分为5种简单类型。而对于较小的断块油藏，自然断块的大小对开发部署有很大影响的，为了开发工作需要，只对断块油藏进行了分级[5-6]。

随着开发的不断深入，为充分认识断块油田存在的矛盾和潜力，在“十五”之后，充分考虑圈闭类型、天然能量、油藏几何形态和断裂复杂程度，对断块油藏分类进行了完善[7]。主要依据天然能量分为开启型、半开启型和封闭型3类，然后依据油藏几何形态对其进一步细分。以上分类只考虑了油藏的天然因素，“十一五”以后，考虑本阶段调整措施方向、井网等因素，以开发单元为基本对象对断块油藏进行了进一步细分，如图1所示。

图1 断块油藏分类思路Fig.1 Idea for classification of fault block oil reservoirs

针对不同的类型，其面临的开发矛盾各异(图2)，如块状底水断块主要开发矛盾是如何提高断层一线、构造腰部剩余油动用程度，而对于屋脊边水断块则是如何挖潜高部位断层线“三角”剩余油。

图2 不同类型断块剩余油分布特点及开发矛盾Fig.2 Residual oil distribution and development contradiction of different fault blocks

针对不同类型断块油藏剩余油分布特点和存在的开发矛盾，通过发展和丰富特高含水期断块油藏提高采收率机理，提出屋脊断块油藏人工边水驱、复杂断块油藏均衡水驱、极复杂断块油藏立体开发提高采收率新技术，以及井眼轨迹精确控制、高效调控分层注采等新的技术和对策，系统地形成了断块油田特高含水期水驱提高采收率的技术系列。

2 屋脊断块油藏人工边水驱

屋脊断块油藏上倾方向受断层遮挡；含油条带较窄，有一定原始边底水能量。开发过程中容易形成边内注水舌进，造成原油外溢；剩余油断棱一线富集，构造腰部分散。

针对屋脊断块油藏的地质和开发特点，采用人工边水驱技术[8]。其主要的技术路线为变腰部注水为边外注水，变小井距为大井距注水，变控制注水为强化注水，如图3所示，人工边水后油水井间流线由纺锤型变成直线型。

图3 人工边水驱机理Fig.3 Mechanism of artificial edge water flooding

边内注水的注入水沿主流线突进；人工边水驱的注入水(边水)沿油水界面均匀推进。边内注水油水井间平均压力梯度0.013 MPa/m；边外注水在同样注采强度下、相同区域平均压力梯度0.007 MPa/m，下降一半；注水强度提高4倍，含油条带内压力梯度可提高到0.023 MPa/m，比边内注水扩大近一倍。

控制注水油水界面相对稳定，压力梯度大于0.018 MPa/m，含水上升率迅速升高。为有效抑制原水道水窜，采用耦合注采。通过注采井状态的耦合使油井处的压力最低，断边带等区域与油井间形成驱替压差，形成多条新流线，原主流通道影响小，波及面积扩大24.5%。

先导试验区的应用效果。东辛油田辛1沙一4块地质储量65×104t，有效厚度12.5 m，地层倾角12.5°，油层孔隙度25%，渗透率464×10-3μm2，地面黏度310 mPa·s，原始状态下单元水体体积约为含油体积的10倍，天然水体活跃。实施人工边水驱前，停产3 a，停前含水97.7%，采出程度30%。人工边水驱方案设计边外大井距交错井网注水，注水井提升油藏压力系数至1.2后开井，实施人工边水驱后综合含水60.1%，提高采收率7.5%。目前已推广河68-8块沙二1-4等人工边水驱单元12个，地质储量2 235×104t，新增产能11.3×104t，提高采收率4.8%。

3 极复杂断块油藏立体组合开发

极复杂断块油藏断裂系统复杂，低序级断层发育。断块面积小，储量规模小，小碎块难动用。复杂断块油藏立体开发就是通过层系、井网、钻采工艺的立体优化，对平面上大小不等的块和纵向上渗透率差异大的层，实现统筹兼顾，一次调整到位，从而达到经济有效开发的目的。其关键是多学科技术的集成配套、高度融合。层系的立体优化由原来的分段划分向相似划分转变，由逐步细分向一次细分到位转变[9]。

针对极复杂断块低序级断层解释精度低的问题，发展了5级以下低序级断层描述技术，为极复杂断块立体组合开发奠了定基础。立体开发技术发展了复杂结构井优化设计与钻完井配套技术，根据剩余油富集区的分布特点，利用不同井型组合平面及纵向剩余油，以解决极复杂断块油藏储量控制低的问题。

在极复杂断块纵向上单个小断块及平面上相邻断块小规模剩余油富集区上分别打水平井效益差。针对这种复杂情况，分别采用多靶点定向井优化设计技术和跨断块水平井优化设计技术(图4)。

图4 复杂结构井优化设计Fig.4 Optimization design of complex structure well

层块大小不一，靶点可组性差，调整空间小，特别是跨断块时断层两盘对接关系复杂，靶点轨迹优化难度大。针对钻井工程遇到的困难，应用复杂结构井钻完井配套技术，尤其是基于近钻头地质导向的井眼轨迹精确控制技术，研发了近钻头地质导向仪器，使伽马和井斜测点距钻头0.8 m，伽马测点距离缩短15.2 m，井斜测点距离缩短21.2 m。高效携岩润滑钻井液(HCC)体系具有大幅提高携岩能力、泥饼更加致密等诸多优点，为复杂结构井顺利完成提供了保障。

永安油田永3-1复杂断块区有断块数11个，地质储量71×104t。单个层块含油面积平均0.039 km2，单块地质储量(0.15～5)×104t。在立体开发前，综合含水93.2%，采出程度27.9%。立体开发方案设计多靶点定向井1口，跨断块水平井1口，多靶点定向井永3斜177，纵向跨3个断块，钻遇油层51.5 m/11层。投产C靶附近7-9砂组，初产10 t/d，含水3.9%，累产原油9 950 t。跨断块水平井永2平9钻遇油层317 m，初期投产CD段，日产油60 t/d，不含水，已累产原油18 793 t。永3先导区实施立体开发后日油上升84.6 t，含水下降63.2%，已累油5.43×104t，已提高采出程度7.6%，提高采收率8.2%。为推广立体开发技术，目前已推广12个单元，覆盖地质储量3 139×104t，增加产能19.8×104t，提高采收率6.1%。

4 复杂断块油藏均衡水驱开发

复杂断块油藏纵向层多，层间非均质严重；该类断块平面具一定面积，能形成注采井网，纵向受干扰层采出程度低；平面井网固定，波及受限，储量动用不均衡。针对复杂断块油藏特点，发展细分层系[10]，通过纵向三级细分和平面分区调控实现均衡驱替(图5)。

三级细分是指一级细分层系重组，二级细分分采分注，三级细分变密度和新工艺射孔，通过三级细分能够减缓层间干扰。在研究细分注水效果的影响因素(渗透率级差、含油条带宽度级差、层段内砂岩厚度、层段内小层数)后，各采油厂根据本区内实际情况制定细分注水技术政策界限[11]，如东辛厂的“3364”，现河厂的“3355”，临盘厂的“3366”。并研制配套分层注采工艺技术，主要有能实现分级节流控制配水的大压差分级节流控制配水技术，还有可实现分层计量液量、流体性质测试的分采泵分层同采工艺技术[12]。

平面分区调控技术针对特高含水期平面注采程度不均衡问题，根据油藏特征及剩余油富集模式差异，合理分区、差异化调控，变“局部高效挖潜”为“分区高效调控”，实现井网适配剩余油分布，均衡开发(图6)。

图6 平面分区调控技术路线Fig.6 Technical road map of plane zone regulation

根据平面分区调控的技术要求，研究确定断层控制区加密经济政策界限和逐级提液政策界限，以控制含水上升速度。基于油藏工程方法，进行注采调控开发动态指标快速预测：以各油井含水率差异之和最小和各层注采井间连线上饱和度差异之和最小为目标函数，建立不同时刻产液量计算模型[13-14]。

永安油田永3复杂断块沙二7-9区是均衡水驱试验区，地质储量186×104t，实施前，开油井14口，综合含水89.8%，采出程度30.1%。根据均衡水驱开发技术要点采取层系重组、分采分注、变密度射孔、井网加密和注采优化等综合措施，实施均衡水驱开发后，日产油量78.2 t/d，综合含水70.9%，提高采收率5.3%。目前已实现推广单元15个，地质储量6 678×104t，新增产能31×104t，提高采收率4.1%。

5 结束语

依据断块油藏开发规律，在对胜利油田断块油藏分类评价的基础上，提出了针对不同断块类型的人工边水驱技术、立体开发技术、均衡水驱开发技术的技术思路，在试验区内制定了相应的开发技术对策并取得了良好的开发效果。实践证明，在对断块油藏不断深入认识的基础上结合系统工程的思想，深入挖掘油藏潜力才能使高含水期断块油藏开发走上可持续发展的道路。随着各项技术的不断成熟和发展，可调整油藏单元会越来越多，挖潜措施覆盖石油地质储量也会越来越大。