喇嘛甸油田X断层井区剩余油开发潜力及调整对策研究

曹广胜，刘 影，张 宁，杨婷媛，徐 谦，吴佳骏，邢沛东

(1.东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室，黑龙江 大庆 163318； 2.中国石油大庆油田有限责任公司第六采油厂，黑龙江 大庆163000)

喇嘛甸油田是一个受构造控制的多油层非均质严重的砂岩油田，其中X断层为断块构造油藏，发育河道、主体席状砂、非主体席状砂，区域内发育73条断层。近40多年来，水驱开发经历自喷、注水、多次加密、注聚调整、多变的油井生产制度以及作业造成了复杂的地下剩余油分布状况[1-5]。故利用地质、地震、测井、数值模拟的手段预测油藏内剩余油的分布特别是其富集部位的分布状况[6-8]。截至2018年，油田已进入特高含水开发后期，处于水聚两驱开发阶段，剩余油分布零散、挖潜难度大。但断层边部由于井网密度小、注采不完善等，导致断层边部部分井区存在一定剩余油，表明断层边部是二次开发的潜力区域[9-10]。

根据油田近年断层边部挖潜情况，将未实施过二次开发的X断层区(面积4.78 km2)作为研究区域，进行二次开发潜力研究。由于其构造复杂、断层规模大、沉积单元多，故需要对研究区的储层发育、构造特征、动用状况等方面进行精细研究，精确处理断层之间的相交、截断等复杂空间交切接触关系，提高构造模型质量，构建精细地质模型；进而确定研究区二次开发调整潜力。因此，笔者结合油田实际开发需求制定了合理有效的调整对策。为改善X断层区开发效果提供基础，同时对油田由精细向精准开发转变也具有十分重要意义。

1 喇嘛甸油田X断层井区地质模型

1.1 高压物性和流体性质

喇嘛甸油田X原油性质较好，根据研究范围内试油井的地面原油分析成果统计，平均地面原油密度为860 kg/m3、原油黏度为22.9 mPa·s、凝固点为26.5 ℃、含蜡量为23.00%、含胶量为17.90%。根据高压物性取样分析统计，原始地层压力为11.27 MPa、平均饱和压力为10.7 MPa、体积系数为1.03、原始气油比为48.5 m3/t、平均地层温度为45 ℃。因此原油具有中等密度、中等黏度的特点，属于常温常压黑油油藏。

1.2 属性模型的建立

X断层区块断层共发育8条断层，空间有相交、截断的接触关系，并且垂向上发育地层厚度薄，针对这种地质特征，构造模型采用petrel+RMS进行建模。

采用相控条件下的序贯高斯(SGS)模拟算法建立孔隙度、渗透率、含水饱和度模型，如图1所示。

图1 地层参数及其数学建模Fig.1 Formation parameters and mathematical modeling

X断层区块孔隙度大致分布在0.27～ 0.32之间。渗透率分布小，层平均厚度为100×10-3～900×10-3μm2左右，主要是高一组、高二组、高三组渗透率低，高一组上半层段比下面稍微高点，萨尔图和葡萄花的油层渗透率更高一些。束缚水饱和度分布在11.8%～42%之间。

1.3 油藏历史拟合

X断层数模储量拟合对比结果如表1所示。由表1中可以看出，X断层拟合后地质储量为6 227.67×104t，与实际储量6 258.14×104t对比，误差为0.48%，拟合较好。拟合储量能够满足剩余油分析的要求。

表1 X断层数模储量拟合对比表

拟合1973年10月～2020年2月的产油量以及2010年5月～2020年2月的注聚阶段，结果如图2所示。由图2中可以看出，全区实际累积产油量为2 482.11×104t，拟合累积产油为2 504.09×104t，拟合相对误差为0.88%，总体拟合效果较好。

图2 储量拟合曲线Fig.2 Reserve fitting curve

从历史开发角度来看，X断层井区注水阶段整体产能较高，采出程度达到了35.2%。聚驱生产10年，2011年9月全区聚驱见效，累产油量微幅上升，上升幅度达到56.5×104t/a。截止2020年2月，X断层井区采出程度达到40.21%。

2 喇嘛甸油田X剩余油分布特征研究

2.1 X断层剩余油分布特征

X断层分砂体类型开采状况如表2所示。从表2中可以看出，从不同沉积相的动用状况来看，河道地质储量最高，采出程度较高，为45.64%，但油层剩余储量则主要分布在河道中，其剩余储量占油层总剩余储量的57.0%，其次是主体席状砂。主体河道、主体席状砂发育规模较大，这类砂体控制地质储量最多，综合含水最高，剩余油总量最多，也是研究区的主力产油层。

表2 X断层分砂体类型开采状况

沉积相对应含油分布如图3所示。从平面上看，河道砂体局部区域含水饱和度低，剩余油主要分布在河道内。连续发育的主体河道砂在部分层位缺少井组控制，含油饱和度较高。同时在多个层位的主体、非主体席状砂缺少有效动用。

图3 沉积相对应含油分布Fig.3 The deposition shall to oil distribution

纵向上看，主体河道主要发育在萨尔图、葡萄花油层。发育形式大多成片分布、整体性较好，部分层位呈条带式分布、连通性较好。主体席状砂在萨尔图、葡萄花油层组上呈零星分布，发育较分散；在高台子油层组，主体席状砂成片分布，小层数较多，部分区域由于井网不能准确控制，含油饱和度较高。

各小层的地质储量和剩余储量如图4所示。

图4 单层储量示意图Fig.4 Schematic diagram of single layer reserves

由图4中可以看出，整体X断层剩余地质储量较高。萨尔图油层和葡萄花油层层位较少，平均单层地质储量大，剩余储量也较高；高台子油层发育层数较多，但平均单层的地质储量较低，由于整体采出程度不高，固有一定规模的剩余油储量。

2.2 X断层剩余油类型

影响剩余油分布的因素很多且很复杂，但主要可分为两大方面：地质因素和开发因素。地质因素主要有储层非均质性、构造及断层等。开发因素最重要的是注采系统的完善程度及与地质因素的配置关系。利用模型计算输出的含油饱和度分布图，对该区块114个沉积单元进行逐层剩余油分析，在此基础上，总结了不同类型的剩余油分布特征，如图5所示。

图5 不同类型剩余油示意图Fig.5 Different types of residual oil

剩余油统计结果显示，剩余油分布主要受注采关系不完善、断层遮挡和平面干扰为主，整体占类型总储量的95%。注采关系不完善占据主要的剩余油类型，为73.58%;其次是平面干扰剩余油富集，占12.3%;断层遮挡型剩余油占9.16%。

3 基于复杂断块油层剩余油分布的调整对策研究

3.1 加密调整潜力研究

针对X断层剩余油类型判断X断层主要的二次开发措施为局部加密调整、高含水井调剖。剩余油研究结果表明，X断层主要存在5种剩余油类型，针对剩余油分布状况，结合井震结合构造、储层及数值模拟成果，优选井位，扣除水淹层、高含水层，同时结合现井网的布井方式，做好井区注采系统调整，完善注采关系。

图6 采出程度曲线Fig.6 Causing degree curve

采出程度曲线如图6所示。由图6中可以看出，X断层数模区预测到2030年时，原方案采出程度为43.44%，综合含水率为97.40%;各加密方案采出程度分别为46.47%、46.28%、45.88%、46.5%和45.85%，采出程度分别比原井网提高 3.03%、2.84%、2.44、3.06%和2.41%。方案1、方案2的150 m井距采出程度提高幅度相比其他方案采出程度较高，方案1的200 m井距次之。综合含水对比，各个加密方案含水率分别为98.24%、97.74%、97.53、98.3%、和97.30%，分别比原方案上升了0.84%、0.34%、0.13%、0.9%和-0.1%。方案1的150 m井距加密方式的综合含水要高于其他方案。综合对比，优选采出程度较高、加密井数较少、含水上升较慢的方案1的200 m井距加密方案作为最优方案。

在沿着断层走向进行布井时，布井位置距断层的距离设定至关重要，因为距离过近会导致钻井过程中可能会穿过断层，若距离太远又无法保证断层边部剩余油的开采，因此需要设置适当的距离进行开采。

通过生产指标及平面剩余油分布规律可知，在一定范围内，随着加密井与断层距离的增大，累产油量逐渐降低；但加密井距断层50 m累产油高于30 m，如图7所示，这是由于离断层距离过近会导致单井控制范围降低，导致产能下降。同时，距离断层过近使得钻井风险增大。最终选择方案2，即加密井与断层最优距离为50 m。

图7 加密井参数对比Fig.7 Comparison of infill well parameters

3.2 调剖潜力研究

针对纵向非均质严重，层内纵向上发育状况及吸水状况存在差异的油层，综合运用细分(分层)、水量调整等手段，以充分发挥调剖效果，有效缓解区块开发过程中的平面矛盾，达到改善试验区开发效果和提高经济效益的目的。

结合表3数据，利用数值模拟技术，设计不同调剖剂用量，预测目前开发现状不同调剖剂注入量对开发指标的影响，结果如图8所示。

表3 调剖选井选层条件

图8 不同条件下的含水率变化曲线Fig.8 Water content change curve under different conditions

最终通过数值模拟，优化出最优注入量为0.125 PV、最优注凝胶速度为120 m3/d。另外，从不同注入时期的含水率曲线能够看出，含水率低时进行调剖含水率下降幅度较大，含水回升速度也较快；随着注入时含水率的升高，注凝胶后的含水下降幅度逐渐降低。越早进行调剖可以实现产油量的大幅度上升，随着注入时间的延迟，累产油量上升幅度降低，故需要在含水较低的情况下进行调剖。

4 结论

(1)从不同沉积相的动用状况来看，油层剩余储量主要分布在河道中，其剩余储量占油层总剩余储量的57.0%，其次是主体席状砂。

(2)根据X断层剩余油分布规律，可将剩余油分为注采控制不完善型、断层遮挡型、平面干扰型、层间干扰型、砂体边部型5种类型，其中剩余油主要受注采关系不完善、断层遮挡和平面干扰为主，整体占类型总储量的95%。注采关系不完善占据主要的剩余油类型，为73.58%；其次是平面干扰剩余油富集，占12.3%；断层遮挡型剩余油占9.16%

(3)X断层主要的二次开发措施为局部加密调整、高含水井调剖，以200 m井距作为最终优选方案，最终采出程度较原井网高2.84%；对高含水井，调剖体系使用2 500万分子质量1 500 mg/L的聚合物凝胶，凝胶注入量为0.125 PV、注入速度为120 m3/d。对于注入时机，越早进行调剖可以实现产油量的大幅度上升。