井间储层微裂缝及断层对注水开发的影响分析

温柔,张彬,杨学武,郑小敏,王小刚,姜龙

(1.中国石油集团测井有限公司地质研究院,陕西西安710077;2.中国石油长庆油田分公司第三采油厂,陕西西安710021;3.中国石油集团测井有限公司,陕西西安710077;4.中国石油集团测井有限公司长庆分公司,陕西西安710201)

0 引 言

油田注水开发过程中,受井间单砂体连通性、储层物性、储层非均质性、微裂缝及断层等诸多因素的影响,实际注水开发效果往往不理想。通过单一测井资料无法准确进行井间连通性、井间微裂缝及断层的识别与评价。该文基于长庆油田山A-山B井对井间地震反射剖面和地震相干技术,进行小断层、微裂缝综合解释,并结合测井资料小层对比、吸水剖面测试资料分析,对注水开发效果进行综合评价。

1 微裂缝及断层对低渗透油藏注水开发的影响

1.1 微裂缝对低渗透油藏注水开发的影响

在低渗透油藏注水开发中,微裂缝对注水开发有利有弊[1]。一方面,由于裂缝的发育使致密储层具有油气运移的良好通道和储集空间,形成具有相当规模的油气田;但另一方面,由于裂缝的存在,在长期注水开发后,注入水沿裂缝窜进,极易形成快速通道、高渗透带,导致注水单向突进,采油井暴性水淹,剩余油动用程度低,产量递减形势严峻[2-4]。因此,油气藏中的裂缝越多,油田的开采难度就越大;裂缝越多,注水开发就越容易形成水窜,影响油藏的水驱波及系数。

1.2 断层对低渗透油藏注水开发的影响

断层的存在使储层的非均质性明显增强,且断层断距越大,原本相互连通的单砂体被错断开的可能性就越大。尤其在砂泥岩薄互层发育的储层,小断层使储层侧向封闭,破坏储层的连续性,注水井和采油井之间储层横向连通性变差,形成水动力滞留区,局部剩余油富集,降低注水利用率。因此,断层多,油层就会不连续,使注入水受到遮挡,不能及时补充层能量,影响注水开发效果。

2 井间储层微裂缝及断层识别

2.1 地震相干属性

当地震波在各相邻道激发、接收条件都很相近的情况下传播时,反射波的传播路径相似,那么在同一反射层的走时将十分接近,在地震剖面上的表现就是极性一致,相位和振幅相同[5-8]。当地质构造中存在异常时,反射波在相邻地震道之间传播,频率、振幅、相位等各个方面就会产生不同程度的变化。地层不连续的裂缝、断层表现为数据的相干性很差或者完全不相干;而相邻道之间本来就是连续或者相同层,在地震相干体中就表现为完全相干;运用这种相干技术就可以分辨断层、裂缝和对其他地质结构进行解释。相干分析技术能在较短时间内有效、准确、客观地完成地震资料的解释工作,是一种很有效率的地震资料解释新方法。

2.2 生产测井动态分析

生产测井是套后生产井动态监测的一种重要手段,包括注入产出剖面测井、工程测井及地层评价测井。对于裂缝性储层,可用注采剖面中吸水异常、水淹层来判断储层水窜通道,例如尖峰状吸水、指状吸水、高水淹层位等可能存在高渗条带、裂缝。通过压力测试中表皮系数大小分析近井地带储层污染状况,也可通过压力双对数曲线、电性图版拟合求取近井地带裂缝半长及储层导流能力。生产测井动态分析识别裂缝的方法是通过生产测井测试资料、小层精细连通状况及生产动态数据变化等多种手段综合进行水窜通道描述,了解各小层是否存在微裂缝。

2.3 井震结合综合分析

利用测井资料虽然能够判断小层是否存在微裂缝及小断层,但由于测井的横向探测距离较短,只能判断微裂缝及小断层存在与否,并不能准确判断其规模及具体发育位置。井间地震微裂缝与断层识别技术,虽然能够准确识别油水井之间微裂缝、断层尺度及位置,但由于分辨率相对偏低,仅能够识别纵向分辨率为4 m以上小层的微裂缝,对于薄互层发育的储层,识别较困难。测井测试识别储层裂缝技术优缺点分析见表1,由表1可见,采用井震结合的方式,结合测井的纵向高分辨率及井间地震远探测特点,能够准确、有效地识别各小层微裂缝及断层,为油藏调剖、调驱等措施治理提供可靠依据。

3 应用效果分析

3.1 生产概况

山B井位于南梁西区块,2010年投产,投产初期日产液1.7 m3,日产油1.0 t,含水率40.82%。2019年3月含水率突然升高,日产液4.2 m3,日产油0.9 t,含水率78.57%。同年4月,开展了山A-山B井对井间地震测试,结合吸水剖面测试,从微裂缝的角度分析其含水上升原因,并对山A、山B井提出相应措施建议。

3.2 小层对比

南梁西区块长3油藏共开发长331、长332、长333这3个小层,其中长332、长333层发育较好,为主力开发层系。选取自然伽马、自然电位、地层电阻率和声波时差这4条测井曲线,结合邻井小层资料综合对比分析,对山A、山B这2口井进行长3小层划分(见图1)。对图1中测井曲线进行分析,长332油层厚度相对较薄,长332与长333储层之间有泥质夹层,夹层厚度大于0.6 m,长332相对长333储层物性较好。

表1 测井测试识别储层裂缝技术优缺点分析表

图1 山A-山B井长33小层对比图

3.3 井间地震资料分析

井间反射波深度域成像剖面,可以分析各小层在井间的横向变化(界面起伏、层厚度、层连通性等),及井间微裂缝和小断层发育情况[9-10]。图2为山A-山B井对反射波深度域成像剖面微裂缝及小断层解释成果图。图2中红色短线为地震波同向轴错段而解释的小断层信息,蓝色圆圈为地震波同相轴缺失或畸变而解释的微裂缝信息。对图2中的反射剖面进行相干属性提取,得到相干剖面见图3。由相干属性的特征可知,相干值越大表示相干性越差。相干值的差异性能准确指示小断层及裂缝发育带,相干剖面中相干异常区与井间反射波深度域剖面成像剖面中解释的微裂缝及小断层对应性非常好。

图2 山A-山B井对纵波反射波深度域成像剖面解释图

综合反射波深度域成像剖面与相干剖面成果分析:①射孔段1所在长332储层存在4个小断层,断层表现形式均为正断层,储层连通情况差,严重影响第1、2射孔段对应储层注水开发效果;②射孔段2所在的长333储层上部连通情况较好,仅存在1个小断层,断层表现形式为正断层,较利于注水开发;③射孔段3所在长333储层下部微裂缝发育,有利于注水开发。

图3 山A-山B井对井间纵波相干剖面解释图

由图4砂泥岩反演剖面可见,第1射孔段所在长332储层岩性较差,薄互层发育,砂体厚度小;第2、3射孔段对应的长333储层砂体厚度相对较大。长332与长333之间储层内泥质夹层明显,层间窜流风险降低,有效实现了分层开采。

4 井震结合综合分析注水开发效果

2019年对山B井进行同位素吸水剖面[11]测试,图5测试结果显示:①该井长332层射孔段吸水量为3.00 m3/d,长333层2个射孔段吸水量分别为10.49 m3/d和19.51 m3/d,长333层射孔段吸水效果明显好于长332层射孔段,层间吸水不均,长333为主吸水层位;②层间层内夹层明显,层间无窜流。

图5 注入剖面分析

根据山A-山B井间地震反射波成像剖面、相干剖面、小层对比、吸水剖面等资料分析发现:①山A-山B井间长332储层岩性、物性相对较差,层内小断层发育,吸水效果相对较差;②长333储层岩性、物性相对较好,层内微裂缝发育,吸水效果相对较好;③长332与长333储层泥质夹层厚度大、层间窜流风险低;④长333储层内部泥质夹层厚度小,可能存在层间窜流。

针对以上分析建议:①对注水井山A井下部储层进行堵水调剖、同时对上部储层进行酸化解堵作业,改善吸水状况,提高注水利用率;②在山A井中分层投放示踪剂,验证山A井长333储层第3射孔段与山B井长333储层第2射孔段注采对应情况,为后期山B井长333储层下部补孔提供依据。

目前对注水井山A井上部储层进行了酸化解堵作业,措施后在含水率保持不变的基础上,日产液由1.49 m3提升至5.76 m3,日产油由0.70 t提升至1.99 t,措施效果明显,后期将持续进行跟踪。

5 结 论

(1)该研究中井间地震反射剖面与相干剖面上解释的裂缝位置及形态重复率高,准确反应了井间储层微裂缝及小断层的位置,为注采关系分析及补孔措施建议提供了可靠依据。

(2)通过井间地震剖面及相干剖面分析,对井间储层连通状况、微裂缝及小断层发育状况进行深度刻画,有效弥补了常规测井资料的“盲区”,并结合测井动态资料对层间吸水状况进行综合评价,为改善吸水状况、措施增油制定相应对策。