羅二輝,王曉冬,丁亞平,張 麗,王 磊

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京),北京100083;2.中國(guó)石油大港油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院)

港東七八斷塊特高含水期剩余油潛力研究

羅二輝1,王曉冬1,丁亞平2,張 麗1,王 磊1

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京),北京100083;2.中國(guó)石油大港油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院)

港東七八斷塊屬于典型的復(fù)雜斷塊油藏,歷經(jīng)40多年的開(kāi)采,已進(jìn)入特高含水期。由于斷層的導(dǎo)流或者遮擋作用及復(fù)雜多變性,單一分析方法難以湊效。利用傳統(tǒng)油藏工程動(dòng)態(tài)分析方法從最基本的水驅(qū)特征曲線、含水上升規(guī)律及開(kāi)發(fā)效果進(jìn)行綜合分析。在此基礎(chǔ)之上,結(jié)合地質(zhì)建模和油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù),動(dòng)靜結(jié)合,充分認(rèn)識(shí)了油藏特征及油氣水運(yùn)動(dòng)規(guī)律,預(yù)測(cè)出剩余油位置和數(shù)量。

港東七八斷塊;特高含水期;水驅(qū)特征曲線;油藏?cái)?shù)值模擬;剩余油潛力

港東七八斷塊位于黃驊凹陷中區(qū)北大港二級(jí)斷裂構(gòu)造帶的東南部,屬典型的復(fù)雜斷塊油田。由于斷層開(kāi)閉變動(dòng)可以成為流體運(yùn)移通道或?qū)τ蜌馄鸬秸趽踝饔?因而斷層的多變性成為研究難點(diǎn)之一[1];同時(shí)受油層內(nèi)部非均質(zhì)性影響,復(fù)雜斷塊油田進(jìn)入特高含水期,地下仍有可觀的可動(dòng)剩余油[2]。研究區(qū)塊含油面積4.5km2,地質(zhì)儲(chǔ)量1179.58×104t,于1965年投產(chǎn),歷經(jīng)40多年的開(kāi)采,目前處于特高含水期產(chǎn)量遞減階段階段。截至2009年,累積產(chǎn)油422.51×104t,累積注水 1671.55×104m3,綜合含水93.1%,采收率35.49%,采出程度29.02%。針對(duì)該區(qū)高含水、高采出程度、產(chǎn)量逐年遞減、低效無(wú)效循環(huán)注水以及各類油層水淹程度不均等,利用油藏工程動(dòng)態(tài)分析方法結(jié)合地質(zhì)建模和油藏?cái)?shù)值模擬,在動(dòng)靜結(jié)合基礎(chǔ)之上充分認(rèn)識(shí)油藏特征及油氣水運(yùn)動(dòng)規(guī)律,進(jìn)行剩余油潛力研究,為油田特高含水期挖潛,改善開(kāi)發(fā)效果提供依據(jù)。

1 地質(zhì)特征及突出矛盾

1.1 構(gòu)造特征

該油田構(gòu)造的主要特點(diǎn)就是斷層多、斷塊多且小,構(gòu)造類型多,以斷塊構(gòu)造為主。統(tǒng)計(jì)出該區(qū)斷層18條,油砂體分布規(guī)律如表1所示。

表1 七八斷塊油砂體統(tǒng)計(jì)

1.2 儲(chǔ)層沉積特征

沉積相的研究是搞好復(fù)雜斷塊油田注水開(kāi)發(fā)工作的基礎(chǔ),研究表明,主斷層的下降盤為曲流河型,而上升盤則表現(xiàn)為辮狀河的特點(diǎn)。該區(qū)內(nèi)具有多套含油層系,從明Ⅱ組至館Ⅲ組,主力油層主要集中在Ng1-1、Nm2-10、Nm3-6、Nm3-7、Nm3-8、Nm4-6等小層上,是重點(diǎn)開(kāi)發(fā)對(duì)象。

1.3 油藏特征

該區(qū)油藏類型多樣,包括斷層與構(gòu)造組成的油氣藏,斷層與巖性尖滅組成的油氣藏,斷層遮擋形成的油氣藏,巖性油氣藏。由于斷層的分割,整個(gè)構(gòu)造被切割成許多水動(dòng)力互不連通的小斷塊,其面積較小,縱向上一些小的薄夾層也具有較強(qiáng)的分割性,使上、下相鄰油層有各自獨(dú)立的油水關(guān)系。因此,油水關(guān)系極其復(fù)雜,油水界面不一,縱向含油井段長(zhǎng)。而且斷塊之間天然能量差別大,由于有些小斷塊四周封閉,不與外界連通或連通很差,投入開(kāi)發(fā)后,沒(méi)有邊水、底水能量供給導(dǎo)致內(nèi)部能量消耗很快,產(chǎn)量不斷下降。因此不同斷塊所處的位置和邊底水供給情況不同,造成整個(gè)油區(qū)壓力不平衡。

1.4 生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征

示蹤劑試驗(yàn)表明,平面矛盾嚴(yán)重,單向收益井多,占總收益井的60%,而雙向收益井、多向收益井分別只占24.4%、15.6%,注采關(guān)系不平衡導(dǎo)致在注采強(qiáng)度較大的方向上容易形成優(yōu)勢(shì)滲流通道,造成不必要的低效、無(wú)效注水;分析吸水剖面得出,層間矛盾突出,主力層吸水強(qiáng)度高,非主力層長(zhǎng)期吸水差,導(dǎo)致水洗程度不均一。出砂嚴(yán)重,井況復(fù)雜,統(tǒng)計(jì)了七八斷塊共有生產(chǎn)數(shù)據(jù)井196口,其中發(fā)生套變井75口,套變率38.3%,油井有30口帶病生產(chǎn),占25.9%,水井有24口帶病生產(chǎn),占30%,停產(chǎn)井有21口由套變引起,為主要停產(chǎn)原因。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)采,各開(kāi)發(fā)單元注采井網(wǎng)已不再完善,降低了有效水驅(qū)控制程度。

2 動(dòng)靜結(jié)合分析技術(shù)

2.1 油藏工程動(dòng)態(tài)分析方法

針對(duì)復(fù)雜斷塊多層砂巖油藏的注水開(kāi)發(fā),隨著含水率的上升和油藏內(nèi)油水的重新分布而呈現(xiàn)出的典型開(kāi)發(fā)特征,從最基本的水驅(qū)特征曲線、含水上升規(guī)律和開(kāi)發(fā)效果三方面進(jìn)行綜合分析[3]。

2.1.1 水驅(qū)特征曲線分析

水驅(qū)曲線不但可以預(yù)測(cè)水驅(qū)油田的未來(lái)開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài),而且還可以測(cè)算水驅(qū)油的可采儲(chǔ)量和采收率。

甲型水驅(qū)曲線關(guān)系式:

乙型水驅(qū)曲線關(guān)系式:

式中:Wp——累積產(chǎn)水量;Np——累積產(chǎn)油量;WOR ——水油比;A1、B1、A2、B2——無(wú)量綱常數(shù)。

繪制七八全區(qū)的水驅(qū)特征曲線(圖1),利用相關(guān)分析求出各個(gè)系數(shù),從而可進(jìn)行可采儲(chǔ)量及采收率預(yù)測(cè)。

圖1 七八斷塊水驅(qū)特征曲線

2.1.2 含水上升規(guī)律分析

油田含水率與可采儲(chǔ)量采出程度關(guān)系是描述油田含水上升的最基本的規(guī)律,特別是后期含水率與采出程度統(tǒng)計(jì)的規(guī)律在我國(guó)得到了廣泛應(yīng)用[3]。繪制含水率和采出程度相關(guān)關(guān)系的實(shí)際與理論曲線圖版,如圖2所示。

圖2 圖2含水率與采出程度實(shí)際與理論曲線圖版

由圖2可知,在進(jìn)入高含水開(kāi)發(fā)期后,油藏總體采出程度處于35%左右,末端有上翹趨勢(shì),代表注水效果有變差趨勢(shì),這是由于近年油田開(kāi)發(fā)方式和注采不完善所致,今后需調(diào)整注采方案,保持注采平衡,才能有效提高采收率。

2.1.3 開(kāi)發(fā)效果分析

在注水開(kāi)發(fā)油藏中,涉及井網(wǎng)密度、注采井?dāng)?shù)比等在內(nèi)的40余個(gè)指標(biāo),有些指標(biāo)對(duì)開(kāi)發(fā)效果的影響是重復(fù)的;有些指標(biāo)雖然獨(dú)立,但對(duì)特高含水期的油田開(kāi)發(fā)效果影響較小[4]。根據(jù)邏輯分析方法,重點(diǎn)研究水驅(qū)控制程度、注采對(duì)應(yīng)率、油層動(dòng)用程度、壓力保持水平、含水上升率、剩余可采儲(chǔ)量采油速度、水驅(qū)指數(shù)、階段存水率、自然遞減率、采收率等10個(gè)指標(biāo)。依據(jù)復(fù)雜斷塊油藏開(kāi)發(fā)水平分類指標(biāo)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),評(píng)價(jià)如表2所示。

表2 港東七八水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果指標(biāo)評(píng)價(jià)

2.2 油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)

七八斷塊歷經(jīng)40多年的開(kāi)采,地下油氣水重新分布,而油藏?cái)?shù)值模擬是現(xiàn)代技術(shù)中研究剩余油最有效的工具和手段之一,該方法通過(guò)精細(xì)的油藏歷史擬合,重現(xiàn)油藏過(guò)去的開(kāi)發(fā)歷史,展示剩余油飽和度的分布規(guī)律,能夠?qū)崿F(xiàn)全方位動(dòng)態(tài)描述和預(yù)測(cè)。

本次油藏?cái)?shù)值模擬采用公認(rèn)最好的Eclipse軟件中經(jīng)典的三維三相黑油模型,選取穩(wěn)定性好,收斂快的全隱式解法。利用Petrel軟件相控動(dòng)態(tài)隨機(jī)建模技術(shù)建立地質(zhì)模型,采用角點(diǎn)網(wǎng)格,經(jīng)網(wǎng)格粗化后,導(dǎo)出平面上網(wǎng)格:50m×50m,縱向上考慮含油砂層、隔層以及網(wǎng)格數(shù)等因素,不同的小層采用不同的網(wǎng)格設(shè)置,共分為111個(gè)縱向網(wǎng)格,模擬層段1000～2300m?？偩W(wǎng)格節(jié)點(diǎn)79×60×111=526140個(gè),有效節(jié)點(diǎn)12997個(gè)。參與模擬的油井?dāng)?shù)80口,水井?dāng)?shù)46口。針對(duì)這種大型數(shù)值模擬,在最新配置的 HP xw860064位工作站上進(jìn)行模擬運(yùn)算,儲(chǔ)量擬合誤差為4.5%。

一個(gè)好的數(shù)模,歷史擬合是關(guān)鍵一環(huán),而最為重要也最費(fèi)時(shí)費(fèi)力的是含水率指標(biāo)的擬合[5]。針對(duì)復(fù)雜斷塊油藏,在油藏工程動(dòng)態(tài)分析的基礎(chǔ)之上,單個(gè)圈閉逐一分清注采關(guān)系,判斷來(lái)水方向,進(jìn)行快速擬合。其中相對(duì)滲透率是敏感因素之一,考慮到處于特高含水期,在含水率＞80%時(shí),在多次擬合基礎(chǔ)上多次調(diào)整油相相對(duì)滲透率比值。根據(jù)水驅(qū)油理論,繪制如圖3所示的分流曲線,結(jié)果表明:從含水飽和度為85%的地層巖石中產(chǎn)出的是100%的水。

圖3 分流曲線

3 剩余油分布及潛力分析

剩余油分布位置和數(shù)量是剩余油研究的技術(shù)關(guān)鍵和難點(diǎn)。通過(guò)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析結(jié)合油藏?cái)?shù)值模擬結(jié)果,統(tǒng)計(jì)出七八剩余油分布情況見(jiàn)表3,得出如下分布規(guī)律:①主力砂體水淹嚴(yán)重,含油飽和度低;②廢棄河道邊部富集剩余油;③斷層邊部富集剩余油;④正向微構(gòu)造控制剩余油;⑤零星小砂體控制剩余油。

從表3可以看出剩余油潛力主要分布在主力水淹砂體、廢棄河道邊部、斷層控制的剩余油富集區(qū)。

表3 七八不同類型剩余油分布統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

(1)受非均質(zhì)性及斷層影響,七八斷塊經(jīng)過(guò)四十多年的注水開(kāi)采,已進(jìn)入特高含水后期,剩余油分布既分散又相對(duì)富集,地下油水關(guān)系十分復(fù)雜。

(2)利用傳統(tǒng)油藏工程動(dòng)態(tài)分析方法結(jié)合地質(zhì)建模和油藏?cái)?shù)值模擬,使動(dòng)、靜態(tài)資料緊密結(jié)合,定量化該區(qū)剩余油分布規(guī)律。

(3)該區(qū)剩余油潛力主要分布在主力水淹砂體、廢棄河道邊部、斷層控制的富集區(qū)。

[1] 韓大匡,萬(wàn)仁溥.多層砂巖油藏開(kāi)發(fā)模式[M].北京:石油工業(yè)出版社,1999:1-52.

[2] 韓大匡.深度開(kāi)發(fā)高含水油田提高采收率問(wèn)題的探討[J].石油勘探與開(kāi)發(fā),1995,22(5):47-55.

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[4] 姜瑞忠,劉小波,王海江,等.指標(biāo)綜合篩選方法在高含水油田開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].油氣地質(zhì)與采收率,2008,15(2):99-101.

[5] 袁奕群,袁慶峰.黑油模型在油田開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用[M].北京:石油工業(yè)出版社,1995:40-50.

編輯:彭 剛

TE313.1

A

2010-07-19;改回日期:2010-11-15

羅二輝,1985年生,2008年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(北京)石油工程專業(yè),現(xiàn)為中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)油氣田開(kāi)發(fā)工程專業(yè)碩士研究生,研究方向:油氣藏?cái)?shù)值模擬、滲流力學(xué)及試井分析。

國(guó)家科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目專題“復(fù)雜油氣田地質(zhì)與提高采收率技術(shù)”(編號(hào):2008ZX05009-004-003)。

1673-8217(2011)01-0076-03