朱建新

（勝利油田管理局測井公司，山東 東營 257000）

引言

勝利油田廣泛存在大厚油層內夾層發(fā)育的情況。以孤島油田為例，孤島油田是一個高滲透、高粘度、高飽和、河流相正韻律沉積的大型整裝稠油疏松砂巖披覆背斜構造油氣藏，主要含油層系為上第三系館陶組，具有主力油層厚，分布面積大，儲層物性好，夾層較發(fā)育的特點。例如中一區(qū)鉆遇夾層統(tǒng)計情況，如表1所示。

表1 中一區(qū)Ng53層鉆遇夾層情況統(tǒng)計表

中一區(qū)鉆遇Ng53層240口井，其中209口油層內夾層分布，占87.1%。夾層厚度一般在0.6～2.0m之間，以泥質夾層為主，局部灰質含量較高，延伸長度100～500m。研究表明，河流相儲層的隔夾層是形成儲層流體流動非均質的主要原因之一，其分割作用是開發(fā)后期形成可觀剩余油的主要控制因素［1］。

目前夾層研究主要集中于總結夾層分布模式及其對剩余油分布和開發(fā)效果的影響。陳程等研究了厚油層夾層對開發(fā)效果的影響［2］；束青林等研究了孤島油田夾層對剩余油分布的影響［3］；余成林等研究了厚油層內夾層空間分布特征及在剩余油挖潛中的應用［4］；劉睿等推導了厚油層內夾層對垂向滲流控制作用的函數(shù)關系式，量化了夾層參數(shù)與厚油層垂向流動能力的關系及對采收率的影響規(guī)律［5］。因此，需要通過對分析了大厚油田正韻律夾層的成因、類型、分布特征以及對剩余油分布的影響，設計正韻律厚油層水平井射孔參數(shù)優(yōu)化方法，從而提高油井產(chǎn)量。

1 正韻律夾層的類型及成因

正韻律河流相厚油層層內夾層一般劃分為泥質夾層、鈣質夾層及物性夾層。泥質夾層一般是由于河道間水動力弱水中泥粉質物沉積下來形成的夾層，或河道砂壩沉積末期洪水水動力減弱形成的泥粉質沉積。物性夾層是由于洪峰波動過程中憩水期的懸浮質落淤加積在心灘壩上部形成的成層沉積。鈣質夾層是由于在成巖作用過程中，有機質在一定條件下結合形成的碳酸鹽巖膠結致密鈣質層。

2 正韻律夾層的識別

大量的鉆井取心分析資料表明，儲層中巖石顆粒變細、泥粉質或鈣質含量增加是形成夾層的主要因素，并由此導致儲層內局部巖石物性變差［2］。在目前測井系列中，能較好地反映儲層物性好壞的主要是自然電位、自然伽馬、微電極曲線、聲波曲線，主要利用自然電位、自然伽馬異常幅度、微電極幅度差和聲波時差來判別夾層和油層［2］。自然電位主要用來判斷巖性，在沙泥巖區(qū)域，當自然電位高時，可以判定為泥巖，低為砂巖。自然伽馬主要用來判斷泥質含量，伽馬值越高，說明泥質含量越高，即此段的物性不好。微電極曲線主要用來判斷油、水層，曲線上砂巖層部分出現(xiàn)正幅度差，這部分主要含油氣；幅度差相同或相差不大的地方是泥巖；砂巖層下部出現(xiàn)負幅度差，這部分砂巖含高礦化度地層水。聲波時差主要用來判斷滲透層，聲波時差越大，說明巖石中間的空隙越大，也就說明絕對孔隙度越好。在油層區(qū)域范圍內，聲波時差非常小時，可以判定該層位為干層。

3 正韻律夾層展布特征及對剩余油分布的影響

3.1 正韻律夾層展布特征

現(xiàn)代河流沉積露頭和加密井網(wǎng)資料研究表明：平面上大面積分布的厚油層，往往是由不同期次、不同規(guī)模河道垂相疊切或側向接觸而成的大型復合儲集砂體，同時存在落淤層和泥粉紋層等垂向滲透屏障，以及河道侵蝕面和側積面等側向滲透屏障，砂體內部結構非均質性復雜。根據(jù)統(tǒng)計，河流相正韻律儲層層內夾層普遍存在。夾層分布與沉積相帶的展布密切相關，自河道中心帶向河道邊緣相帶夾層層數(shù)逐漸增加，在平面上多條帶狀或土豆狀。在剖面上呈楔狀，在空間上則為規(guī)則的疊瓦狀。其剖面圖如圖1所示。

圖1 孤島中13-7～中13-111Ng53 剖面圖

3.2 正韻律夾層對剩余油分布的影響

厚油層內夾層產(chǎn)狀、厚度、延伸規(guī)模及與注采井組的關系對厚油層內部剩余油的形成與分布具有較大影響。不同的夾層將儲層劃分為獨立的沉積體，受夾層影響，注水和產(chǎn)液的有效截面積和有效厚度減小了，同時在橫向上和縱向上阻擋注入水驅替，因此夾層的存在對油層動用狀況和水驅波及體積系數(shù)具有重要影響。油藏數(shù)值模擬顯示，在夾層的上部波及程度低，剩余油驅替效果差，剩余油富集。另外開發(fā)過程中，夾層造成大厚油層內韻律層間注采矛盾突出，低滲透非主力韻律層欠注嚴重。注入水沿高滲透層突進現(xiàn)象突出，導致了低滲透非主力韻律層地層壓力水平低，油藏韻律層間能量狀況差異大。最終造成厚油層內韻律層間剩余油分布差異大，儲量動用不均勻，低滲透非主力韻律層不能有效發(fā)揮作用。

4 正韻律厚油層水平井射孔參數(shù)優(yōu)化

由以上分析可知，正韻律厚夾層對剩余油的采收率有很大影響。因此，為了挖掘剩余油潛力，一般根據(jù)剩余油分布情況和生產(chǎn)井及注水井的注采關系、夾層鉆遇關系，進行合理封堵，優(yōu)化選擇射孔位置和射孔參數(shù)。

4.1 射孔相位角優(yōu)化

水平井中射孔方向垂直于水平面，水平井中流體的流動是線形流動，一般來說，線形流動比徑向流動更為有效。水平井射孔過程中，選擇不同的射孔方式，夾層起到不同的作用，對流體的流動會造成不同的影響。正確地選用射孔方式和射孔參數(shù)可以充分發(fā)揮夾層對厚油層底水脊進的抑制作用，有效地提高油井產(chǎn)能。

根據(jù)水平井段與夾層配置關系，水平井水平井段射孔方式歸結為6種射孔方式：即向上三方位、上下交叉四方位、水平向上四方位、向下三方位、水平向下四方位、水平兩方位。

射孔方式對產(chǎn)能有很大影響，可以根據(jù)水平井水平井段與夾層的不同配置關系采取不同射孔方式。孤島油田館陶組油藏為河流相沉積的疏松砂巖，水平井距油層頂部1m，數(shù)值模擬也顯示：相位角在60°時，產(chǎn)能較高，確定孤島油田水平井段向下四方位射孔，相位角為下相位60°。

4.2 孔深、孔徑優(yōu)化

射孔孔徑和深度受射孔槍外壁到套管壁距離的影響。當距離為零時，其穿透深度比距離為12mm時的穿透深度增加15%；當距離增大到25mm和50mm時，相應的穿透深度比距離為12mm時降低25%和30%。

下頁圖2和圖3給出了孔徑和孔深對水平井和直井產(chǎn)能的影響，由這兩個圖可知，孔深越深，孔徑越大，水平井產(chǎn)能越高。但孔深太深，孔徑太大會降低井眼的穩(wěn)定性，依據(jù)理論計算和礦場實際，確定孤島油田水平井射孔孔深為0.6～0.2m，孔徑為0.012～0.036m。對不同的套管選擇不同的槍型，針對孤島油田均為7in套管，且儲層出砂嚴重，多選擇102槍進行射孔。

圖2 孔徑對水平井和直井產(chǎn)能的影響

圖3 孔深對水平井和直井產(chǎn)能的影響

4.3 孔密優(yōu)化

圖4 給出了孔密對水平井和直井產(chǎn)能的影響，由圖4可以看出：隨著孔密的增加，水平井產(chǎn)能相對于直井產(chǎn)能有明顯增加，當孔密大于20孔／m后，產(chǎn)能比增加幅度減緩。模擬結果表明采用12～20孔／m的孔密最為適宜。

圖4 孔密對水平井和直井產(chǎn)能的影響

4.4 應用實例

中一區(qū)Ng53水平井位于孤島披覆構造的頂部，構造簡單平緩，南高北低，傾角1°左右，油層的頂、底面微型構造是在區(qū)域背斜構造格局背景形成的一系列微小起伏調整區(qū)油層埋深1 244～1 295m，Ng53砂體大片連通，油層厚度大，平均為8.9m，層內夾層存在，將 Ng53劃分為 Ng531、Ng532兩個時間單元，兩者之間夾層發(fā)育穩(wěn)定。1971年10月中一區(qū)Ng5～6層系采用一套井網(wǎng)投入投產(chǎn)，2000年10月開始注聚，目前調整區(qū)采出程度44.4%，頂部韻律段剩余油富集，適合水平井挖潛。完鉆水平井16口，根據(jù)每口井的鉆遇情況進行優(yōu)化射孔方式，取得好效果，初期單井日產(chǎn)油28t／d，含水41%，與同期調整直井或周圍直井相比，水平井產(chǎn)量是直井的2～3倍，含水低20%～50%，新增年產(chǎn)油能力9.6萬t，提高采收率4%。如中9-P9井采用三段式射孔：1 346～1 362m，102槍102彈，水平兩排射孔，相位角180°，10孔／m；1 380～1 430m，102槍102彈，水平下相位四排射孔，相位角60°，14孔／m；1 430～1 467m，102槍102彈，水平下相位四排射孔，相位角60°，16孔／m；射孔長度：103m。初期單井日產(chǎn)油34.3t／d，含水33.4%，累計增油1.92萬t。

5 結論

1）正韻律河流相大厚油層夾層的存在是導致儲層非均質性增強、注采矛盾突出、剩余油分布不勻的主要因素，射孔完井時應考慮優(yōu)化選擇射孔位置及射孔參數(shù)達到調剖的需求。

2）河流相正韻律沉積的大型整裝稠油疏松砂巖油氣藏，在進入特高含水、深度開發(fā)階段后，隔夾層分割作用使厚油層頂部形成可觀剩余油，應用水平井可以充分挖掘正韻律厚油層潛力。

3）根據(jù)水平井井身軌跡與儲層內夾層的鉆遇關系，在水平井射孔過程中，選用正確的射孔方式和射孔參數(shù)可以充分發(fā)揮夾層對厚油層底水脊進的抑制作用，有效地提高油井產(chǎn)能。

［1］ 胡丹丹，唐瑋，常毓文，等.厚油層層內夾層對剩余油的影響研究［J］.特種油氣藏，2009（3）：49-52.

［2］ 陳程，孫義梅.厚油層內部夾層分布模式及對開發(fā)效果的影響［J］.大慶石油地質與開發(fā)，2003（2）：24-28.

［3］ 束青林.正韻律厚油層剩余油分布模式及水平井挖潛—以孤島油田中一區(qū)Ng53層為例［J］.油氣地質與采收率，2004（6）：34-38.

［4］ 余成林，國殿斌，熊運斌，等.厚油層內部夾層特征及在剩余油挖潛中的應用［J］.地球科學與環(huán)境學報，2012（1）：35-39.

［5］ 劉睿，姜漢橋，劉同敬，等.夾層對厚油層采收率影響研究［J］.西南石油大學學報：自然科學版，2009（4）：103-106.