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南梁油田志

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大修技术 欠平衡钻井 修井作业
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《中国油气田开发志》长庆油气区南梁油田志中国石油天然气集团公司长庆油田公司第二采油厂2008年 4月油田开发志编纂委员会总 编 高静乐 孙学峰副总编 杜寻社 石道涵委 员 谢贵谦 张荣彬 张志国 周志平李建霆 潘洪文 李建平 李克华油田开发志编纂组组 长 周忠朝副组长 梁建宁成 员 王 钊 李淑红 张好军 李小红 李宗强 唐宝峰 朱晓燕 姚永朝 冯春燕 贾燕红 梁建宁 王克信 南天界 王 平 段 峰 景晓慧审 核 杜寻社 石道涵 张志国 周志平前 言《南梁油田志》是《中国油气田开发志·长庆油气区卷》的一部分,它全面地反映了南梁油田开发建设的历史和现状,真实地记录了广大职工艰苦创业、不断创新所取得的辉煌业绩。全书约 12万字,插图 15幅,附照 25帖,力求内容全面,史实可靠,融思想性、科学性、资料性为一体,实现志书存史、资政和教育的三大作用。《南梁油田志》共分为五章和概述、附录部分。概述部分、第一至第二章由唐宝峰编纂,第三章至第四章由梁建宁编纂,第五章、附录部分由周忠朝、李淑红编纂,最后由周忠朝统一编纂,杜寻社、石道涵、张志国、周志平审定。南梁油田是陇东油区最早投入开发的油田,生产区块多,开发时间长,因此根据《中国油气田开发志》总编委会确定的总体框架和南梁油田的开发特点, 《南梁油田志》在第二章——开发部署与调整中增加了一节——开发试验,记录了不同阶段的油田开发和工艺技术试验。总体内容上突出反映南梁油田的地质特点、油田开发工艺技术的演变过程、各种方案的编制与实施和开发过程中艰难创业的历史、涌现出的典型人物。《南梁油田志》中引用的数据均截至 2005年 12月 31日,数据单位均使用国家统一规定的标准计量单位。在资料收集整理的过程中得到柴君旺、等同志的帮助和支持,值此书出版之际,特向以上同志表示感谢。《南梁油田志》编纂组2008年 4月南梁油田地理位置图目 录概述第一章 油田地质第一节 地质构造第二节 沉积与储层第三节 流体性质与渗流特征第四节 油田储量第二章 开发部署与调整第一节 开发试验第二节 开发方案第三节 开发调整第四节 动态监测第五节 开发控制第三章 钻井与采油工程第一节 钻井完井工艺第二节 举升工艺第三节 注水工艺第四节 增产措施第五节 维护性措施第六节 修井工艺第四章 地面生产系统第一节 油气集输系统第二节 油气水处理系统第三节 注水系统第四节 地面配套工程第五章 大事记要附录南梁油田隶属于中国石油长庆油田公司第二采油厂,地理上位于甘肃省华池县纸坊乡境内、陕西省志丹县义正乡内,油区内地表属黄土塬地貌,地面海拔1442~1673m。气候干旱,年平均降水量 570集中在 7、8 月份,气温35℃,年平均气温约 10℃。浅 水 资 源 丰 富 , 主 要 含 水 层 有 宜 君 洛 河组 、 华 池 组 、 环 河 组 。 工 业 用 水 开 采 层 为 宜 君 洛 河 组 , 单 位 产 水 量 大 于 10 m3/d·m, 水 质 差 , 矿 化 度 大 于 2g/l。 油区交通不便,距华池县城 6、油田概况(一)地质概况南梁油田位于鄂尔多斯盆地南部沉积中心,主要含油层为三叠系延长组和侏罗系延安组。三叠系延长组是一套以碎屑岩为主的内陆湖泊-三角洲沉积,三角洲分流河道和河口坝砂体是油气的良好储层,盆地沉积中心的暗色湖相泥岩、油页岩是良好的生油岩,半深湖及沼泽相泥岩为主要盖层。(二)构造特征南梁油田区域构造位于陕北斜坡南部,该区局部构造为一西倾单斜,坡度不足一度,斜坡上发育轴向北东—南西向鼻隆构造。构造对主力油层长 4+5控制作用较小,油气圈闭主要受岩性变化和储层物性控制。(三)储层特征南梁油田长 4+5储层岩性为灰色、灰绿色、灰褐色岩屑质长石细纱岩,岩石普遍表现为成分成熟度偏低,结构成熟度中等的特点。砂岩粒度以细砂(为主,粒度中值 圆度以次棱角状为主;分选较好;接触关系以点结类型以孔隙隙梁油田长 4+5陆源碎屑含量 其中石英含量 长石含量 岩屑含量 主要为变质岩屑和云母类。南梁油田长 4+5储层面孔率 孔隙类型可分为剩余粒间孔、溶孔、晶间孔、微孔和微裂隙五种类型;孔隙组合以剩余粒间孔为主(平均 ,溶孔次之(平均 ,少量晶间孔、微孔和微裂隙。根据 1991 年,王喜娥等人确定的延长组低渗透储层孔隙和喉道分级标准,南梁油田长 4+5 储层孔隙结构以小孔隙、微细喉道为主。平均孔径10~50μm,排驱压力高 值半径 m,最大孔喉半径 大进汞饱和度 退汞效率 流体渗流阻力大。根据南梁油田长 4+5 物性分析结果统计,北部 4 口井平均渗透率为 0,平均孔隙度 南部 11 口井平均渗透率为 0,平均孔隙度 说明本区长 4+5 储层物性差,为特低渗透储层。 根据粘土矿物 梁油田长 4+5储层中常见的敏感性矿物主要有绿泥石(含量 ,其次为伊利石(和伊蒙间层( ,敏感性实验结果表明该区长 4+5 为弱等偏弱四)渗流特征南梁油田长 4+5储层 4块岩芯测试结果,无因次吸水量 不吸油,为亲水油层南梁油田长 4+5油层油相渗透率下降较快,水相渗透率上升缓慢,终点值低,束缚水时含水饱和度 交点处含水饱和度 长 4+5 储 层 油 水 相 对 渗 透 率 曲 线 的 特 征 是 随 着 水 相 饱 和 度 的 提 高 , 油 相 渗 透 率 的 下 降 幅 度 很 快 。 交 点 后 , 油 相 渗 透 率 继 续 很 快 下 降 , 水 相 渗 透 率上 升 幅 度 小 。南梁油田长 4+5无水期驱油效率 含水 95%时为 最终为 (五)流体性质南梁油田长 4+5地面原油性质较好,比重 固点 粘度 s。地层温度 层原油粘度 s,原始气油比为 。高压物性分析所得的地层压力偏低,不能代表原始地层压力,根据邻近油藏平均压力系数 梁油田长 4+5油藏原始地层压力为 层水 9382~45946mg/l,总矿化度 l,水型为 六)油藏类型油田原始地层压力 均 力系数 同一压力系统。饱和压力 均 ,平均 45.3 m3/t。油砂体厚度小,边界多为岩性圈闭,受岩性构造控制的油砂体储量占 受岩性控制的油砂体储量占 受构造控制的油砂体储量占 属于以弹性溶解气为主要驱动能量的低渗低饱和岩性构造油藏。南梁油田长 4+5属特低渗岩性油藏,油藏分布主要受岩性、物性控制,原始气油比高,为 ,原始驱动类型为弹性溶解气驱。由于地层平缓,隆起幅度低,导致了油田油气水分异较小,油水界面波动较小,相同区块,同一油层油水界面高低基本一致。如南梁西区长 4+5 油层北部(山 1一带)南(午 6 井一带)、油田发现南梁油田的勘探始于七十年代初期,先后钻探剖面井、预探井等均未有大的发现,只在侏罗系延安组见到零星出油井点,延长组获油气显示。1977年,在该区以长 3、长 4+5为目的层,部署探井 5口(华 186、华 187、华 188、华 189、华 190) ,当年上报控制含油面积 33.3 04t。1996年华 64区全面投入注水开发。1997年滚动开发梁 102区。1998年滚动开发梁 108区。1998年,南梁油田华 29区部署钻井 11口,建产 2万吨。后由于延 7、延 8、延 9砂层薄,物性差,构造变化大,含油面积小,产能低。6 月份调整为建产能 际建成 不到设计要求。1999年,午 6、午 7、午 8井均钻遇长 4+5油层,含油范围向东北扩大,新增控制含油面积 19.9 质储量 598×104t。1999年,在 区 域 上 对 南 梁 地 区 进 行 了 评 价 解 剖 , 通 过 对 南 梁 地 区 侏 罗 系 油 层 复 查 及 出 油 井 点 评 价 分 析 , 发 现 这 一 地 区 勘 探 程 度 相 对 较 低 , 现 有 资 料分 析 认 为 , 延 7—延 9 砂 层 有 较 广 泛 分 布 , 但 特 点 是 砂 体 展 布 面 积 小 、 层 薄 , 泥 质 含 量 普 遍 大 于 15%, 物 性 较 差 , 目 前 生 产 井 区 和 出 油 井 点 滚 动 潜 力 不 大 ,但 在 华 14 井 和 华 67 井 周 围 延 9 层 需 要 进 一 步 做 认 识 工 作 。1999 年 , 在 南 梁 油 田 延 长 组 长 4+5 开 展 复 压 增 产 措 施 试 验 , 探 索 特 低 渗 层 措 施 挖 潜 途 径 , 取 得 了 一 定 程 度 的 增 产 效 果 。2000年,以长 4+5油藏储量升级和扩大含油面积为目的,完钻探井 6口:午 9、午 10、午 11、午 12、午 13、午 14,均钻遇长 4+5油层并获工业油流,同时午 10井延 8、午 11延 7试油均获工业油流。以此为依据,当年上报长 4+5探明含油面积 质储量 3024×104t 。2001年,为了大规模、有效开发长 3油藏,在南梁西区午 10-午 11井区开展了超前注水开发试验。8 月份,方案设计的 6口超前注水井全部投注。为了探索南梁西区超前注水最佳时机,午 10井区油井按照方案要求注水 1水 1个月:投产 1口午 21井初期日产油 4个月后下降到 3三个月下降到 3吨以下,10 月 20日以后日产油能力下降到 1前日产油能力 合含水 动液面由初期的 881米下降到目前的 1205米。注水 2个月后:投产 1口午 22井投产前测压 原始地层压力的 第一个月日产油能力 6二个月产量下降到 3三个月产量下降到 2前 水 动液面由 1210米下降到 1350米。注水 3个月后:油井陆续全部投产,该阶段共投产油井 9口,初期日产油能力 前下降为 10月初投产的 6口井生产情况看,产量下降比 8月 9月投产的两口井快,平均 8产近两个月,产量下降了一半,初期平均日产液 8前只有 31月初期投产的午 278口井自投产含水一直居高不下。分析认为是由于午 28 28计关。从试采情况看,南梁西区表现为初期产量高,产量下降快的特点。2002年,南梁油田西区产能建设部署钻井 49口,建油井 36口,注水井 15口,设计单井日产油 建原油生产能力 04t。实际钻井 45口,油井 32口,注水井 15口,单井日产油 建原油生产能力 04t。单井日产油、新建原油生产能力均未达到设计的要求。2002续滚动开发,累计建产能 26×104t, 2005 年年产油 04t。2003年,南梁西区动用含油面积 质储量 566×104t。设计钻井 63口,其中新钻 62 口,产能建设部署钻井 63口,建油井 43 口,注水井 20 口,设计单井日产油 建原油生产能力 04t。实际钻井 62口,油井 43 口,注水井 19 口,单井日产油 建原油生产能力 04t。单井日产油、新建原油生产能力均未达到设计的要求。2003年 4月,借鉴华 152区排状注水提高单井产能经验,在南梁油田华 64区长 4+5油藏,分转注 6口高含水井,形成了 3个排状注水开发区,累计见效11口,见效程度 58%,平均单井产能由 梁西区沉积特征为正旋回沉积,生产层段多,下部物性好,层内非均质性强,层间矛盾突出。9 口井 14 个井次的吸水剖面资料证实,分层吸水差异大,上部吸水比 中部吸水比 下部吸水比 易导致油层单层水淹。2003 年已有 6 口井由于层间矛盾突出而水淹,根据产液剖面结果,采取隔上采下措施 2 口,日增油 计增油 656t。为防止油井继续爆性水淹,同时改善水井吸水剖面,经过认真细致的对层工作,提出对 6 口井由两层注水改为分三层注水,防止水线沿下部推进快而水淹。为了摸清南梁西区东部砂体展布及含油情况,2003 年在其东部、东北方向部署滚动评价井六口。从完钻情况来看,均不同程度获得了油气显示,单井平均钻遇油层 水层 2m。试油平均单井日产油 产水 本摸清了东部、东北部的含油情况,扩大了油藏的建产规模,为南梁油田的上产提供了科学的技术依据。2003年,在午 6井的东北部以长 4+5为目的层完钻 3口评价井(山 106、山 107、山 108) ,其中山 106、山 108试油获工业油流,山 107试油获低产油流。以此为依据,当年上报长 4+5探明含油面积 22.6 质储量 1567×104t。南 梁 油 田 历 年 采 油 柱 状 065 63 6111520119216705101520251996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005年 产 油 (104t) 开 井 数二、油田开发(一)开发历程1、滚动建产初期(1995—1999 年)1995年,滚动开发华 64区侏罗系延 9油藏,1996年,华 64区正式投入开发,开采层位延 9、长 4+5,油藏含油面积 质储量 489×104t,可采储量 99×104t,标定采收率 油藏埋深 1051~1701m。1997年,大规模开发华 64区三叠系长 4+5油层和梁 102区。1998年,滚动开发出油井点梁 108区,油田产量逐年攀升。2、增储建产阶段(2000-2005 年)2000年,在南梁西区以储量升级和扩大含油面积为目的,完钻探井 6口。2001年在南梁西区午 10-午 11井区开展 3万吨超前注水开发试验。2002-2005 年,继续滚动开发。优选油层厚度大的相对高渗区集中建产,并实施超前注水。随着产能建设的不断加大,老油田保持稳产,使得南梁油田产量连上新台阶。(二)01开发试验区,采用菱形反九点法进行开发,在开发中表现出含水上升速度快、日产油下降快、井网不适应等特点,于 2002年底改用距形井网进行开发,表现出侧向油井见效、井网适应性较强的特点,后 2003 2005年底共建成产能 21万吨,油井开井数 164口,井口日产液水平 715立方米,日产油水平 492吨,综合含水 平均动液面 1531米,地质储量采油速度 采出程度 剩余可采储量采油速度 注水井开井数 68口,日注水 2636立方米,月注采比 计注采比 、 “先注后采”——超前(同步)注水防止储层孔喉收缩,有效抑制产量递减南梁西区原始地层压力为 力系数为 低渗低压油藏,原始驱动能力较弱,从 2001年投产的油井生产情况来看,月递减达到 19%,这与南梁西区长 4+5油层的高泥质含量(14%)储层中富含绿泥石、伊泥石和伊蒙石混层等敏感性矿物,粘土矿物在孔隙喉道中所存在的方式为孔衬式,应力敏感性强,地层能量降低后造成的储层孔喉收缩是不可逆转的。在生产中也证明了这一点,滞后注水开发区,从地层能量下降到补充能量,甚至超过地层原始地层压力,测试结果表明地层表皮系数为负(即地层不存在堵塞现象) ,产能仍保持低产如(午 27,这也证明了地层孔隙收缩的不可逆性。从南梁西区不同注水时期单井产量曲线对比可以看出,采用超前注水(先保持地层能量)后投产的油井平均单井产量明显好于同期注水和滞后注水,从目前平均单井产量来看,超前注水平均单井为 期注水 2004年为 后注水为 比结果超前注水比同期注水高 滞后注水高 2、在边建产边分析的过程中寻找适合南梁西区特有的井网南 梁 西 区 不 同 注 水 时 期 单 井 产 量 曲 线 00202 200208 200302 200308 200402 2004082001滞 后 注 水 2002同 期 注 水 2003超 前 注 水 2004同 期 注 水——矩形井网2001年在南梁西区建产 04t,采用 250m×200形反九点井网进行开发试验,由于南梁西区长 4+5油藏局部区域存在微裂缝,裂缝方向为北东 78°,因此处在井网东西向的角井易水淹。这在后期的开发过程中也证明了这一点。如午 200产后 3个月水淹) 、午 20产后 11月水淹) 。南梁西区水淹井全是裂缝方向油井,针对这一现象,此后在建产过程中抽稀微裂缝存在方向上的油井,改变了开发井网,即由反九点井网转成矩形井网,经过 2002、2003 以及 2004年的开发试验,水淹油井在矩形井网中未出现一口,且油井含水至投产后 3月后产量保持平稳,证明了矩形井网是适合南梁西区长 4+5油藏的。3、实施高注采强度试验,为明年实施压裂引效做好能量基础——主要在南部低产区南梁西区南部共有油井 26口,单井平均日产液量 产油量 低于南梁西区平均单井产量 ,对应水井 13口,日注水平 388计注采比为 段注采比为 区南部产量低的主要原因是油层物性差影响,平均油层厚度为 均渗透率为 0层系数(对较低,小于 20um 组为同步注水或滞后注水。针对南部的这一现状,我们在山36282624,通过注水强制恢复地层压力,观察油井见效情况,如果再见不到注水效果,2005年进行压裂引效试验。(三)开发方案2005年,勘探开发研究院编制了南梁西区产能建设方案,动用含油面积 6质储量 335×104t,可采储量 53×104t。设计钻井 52口,其中新钻 51口,产能建设部署钻油井 52口,建油井 35 口,注水井 17 口,设计单井日产油 建原油生产能力 5×104t。实际钻油井 52 口,建油井 35 口,注水井17 口,单井日产油 建原油生产能力 04t。单井日产油、新建原油生产能力均未达到设计的要求。(四)水北调”南梁西区于 2002年投产后,由于注水中存在种种问题、其产能下降快,使整个油田开发形势 2003年稍有变差,于 2004年提出了“南水北调”等政策后,地层压力逐渐回升,开发形势逐渐好转。南梁西区自 2002年投产后开发中虽然实施超前注水,但由于水源不足或注水系统压力低等的影响,注水近似于滞后注水,对储层伤害较大、油层压力保持水平低的问题,于 2004年在加强水源井、分注井、吸水剖面的测试以及不断解决注水系统上存在的问题,对 2003年产建区由于水源不足而进行了注水量的调整,提出了“南水北调(2003 年产建区) ”的开采政策后,2003 年产建区实现了超前注水(如对山 5力为 显高于其它区域) ,2004 年单井产量有所提高() ,夯实了西区的老区稳产基础,南梁西区老井产量呈上升趋势,加之建产规模的不断扩大,区块产量稳步上升,开发形势变好。 长 4+5油藏在加强注水的同时,开展了部分油井转注、及侧向油井压裂引效试验,取得了很好的效果。2003 年转注梁 20、23、25579,实施了排状注水,形成 3个注水井排,对应油井见效明显,油藏单井产量由 004 年对排状注水区油井进行压裂引效,单井产能由 005 年继续对梁 26 27均单井产能降到 005 年与 2004年同期相比,自然递减由 油田开发形势保持稳定。(五)开发现状南梁油田主要包括华 64、梁 102、梁 108、南梁西 4个开发区块,含油层系为侏罗系延 7、延 8、延 9和三叠系长 4+5油藏。截止 2005年底,南梁油田探明含油面积 108.8 质储量 07t。其中,侏罗系含油面积 12.1 质储量 06t;三叠系含油面积97.9 质储量 07t。动用含油面积 44.3 质储量 07t,可采储量 06t,剩余未动用储量 07t,主要是南梁西区长 4+5油藏。2005年 12月份,油井开井数 221口,井口日产液水平 1147立方米,日产油水平 628 t,综合含水 平均动液面 1412m。采出程度 可采储量采油速度 采出程度 剩余可采储量采油速度 注水井总井数 101口,开井数 99口,日注水 3605 注采比 计注采比 、开发工程(一)钻井工程(二)采油工程(三)地面工程五、大事记要1997年 4月,南梁油田华 64区延 9油藏投入注水开发,初期梁 9、梁 33998年 3月,从华池采油作业区分离组建了南梁采油作业区。作业区不设小队,直接管到井站和班组。1999年 7月,南梁001年南梁油田西区投入开发。2002年 5 月,中央电视台“心连心”艺术团派出小分队赴南梁革命根据地慰问演出,慰问扎根深山的石油人。2003年 9月,南梁集油站、南梁作业区长达五年的拉油历史宣告结束。2004年 4月 23日,南梁作业区原油日产水平一举突破了 500吨大关,达到 520吨,采油二厂常务副厂长陈述智带领慰问团专程慰问,并颁发奖金 5万元。2004年,南梁油田华 64 区长 4+5转注 4口,开展排状注水试验,在地层压力稳步回升、油井有见效迹象的基础上,通过实施压裂引效试验 4口,取得了日增油 均单井增油 005年 1月 15日, 通过一年的工作,达西攻关开发试验取得了阶段性成果,南梁西区的开发试验使单井产能稳定在 4吨左右。2005年 12月 3日,南梁油田原油日产量突破 600吨。2005年,引进推广了斜井产液剖面测试工艺,在南梁油田 4口井上测试成功,通过应用产液剖面资料,确定高含水层和潜力层,有选择性地对潜力层实施措施,取得良好效果。附 录一、附图、附表图 1 南梁油田开发地质综合图0501015020 油 田 开 发 形 势 图长 庆 油 田 分 公 司 第 二 采 油 厂 地 质 研 究 所 图 : 朱 晓 燕 段 晓 晨 绘 图 : 郑 小 莉 审 核 : 李 建 霆320长 31902020210210202020323032402402402502505260260260270270280280280290290290303303102903103103203203030 3503603102272803108340340340190190180180170170160160160150150150华 29区华 64区梁 1井 区南 梁 西 区侧4027256421281921919141312108285242321201613侧132三91819988101217354166侧10侧151侧1414310侧12侧9523106三107侧1716侧28107 三3 侧65侧242424252626272728297侧23 侧14侧12侧300- 侧2侧3126侧31- 316侧3222侧18侧212012三13三15三128三130三126三127侧129三24侧29侧69 侧4763侧108侧45- 侧45华 62三204午午 午午 23华华 华华 36侧15三2三142三26三13三59三25侧67- 1235侧16侧201侧27侧149侧263侧64侧40 侧30侧39侧1侧24侧276侧265侧230侧29三三三 三三 三三 三三三三三三三三三三三三三三三图 例120 三三三 8]5. 7.)[59])未 12[ 0/9压初90/0/ 未 抽 汲未 抽 1 自 然 电 位25毫 伏井 深( m)岩 性剖 面 电测解释 试油成果 感 应( 欧 姆 米 ) 资料来源南 梁 油 田 综 合 柱 状 ( 米 ) 午 9 午 101850186018019018019019201940山 161830185018701890梁 1021560158016016201670梁 2814 南梁油田开发层系井位图 040801201山 318山 山山 37山山 38山 山山 390山 山山 36山 山山 29山 28山 1山 231山山 山山 12山山 山山 16山山 山山 17山山 0山山 107山山 山山 106山山 山山 7山 7山 6山 山山 5山 5山 5山 5山山 4山 4山 4山 3山 3山 3山 3山 3山 2山 2山 2山 2山 1山 1山 1山 1山 1山 1山 01山 01山 02山 02山 02山 29午 15午 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