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三维地震在纯化油田开发中的应用

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三维 地震 纯化 油田 开发 中的 应用
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三维地震在纯化油田开发中的应用蒲 玉 国胜利石油管理局纯梁采油厂引  言纯化油田位于东营凹陷纯化 —草桥鼻状构造带 ,1965 年发现 ,1971 年投入开发。油田基本呈鼻状构造 ,含油面积 42. 5内部发育了 74 条断层 ,62 个断块 ,其中含油断块 49 个。断块面积超过1有 11 个 ,平均断块面积 0. 8主要含油层系为沙四段上部 ,分为 5 个砂层组、 20 个含油小层 ,90 %的单层厚度小于 1m ,最厚 2. 5 m ,平均 1. 3m ,分布较稳定 ,属于滨浅湖 —半深湖相沉积。油层平均中部深度为 2350m 左右 ,初产能较高 ,并能自喷。油藏类型原定为高压异常、低饱和、低粘度、中高产能、复杂岩性的低渗透层状断块油藏。1976 年前 ,随着区块不断投入开发 ,产量持续上升到 20 × 104t 以上 ,后注水开发 ,年产油 30 × 104稳产了 11a。 1988 年后 ,经平面调整及分层开采等 ,年产油由原 30 × 104t 上升到 40 × 104t 以上 ,并连续稳产了 7a ,现仍处于开发稳产阶段。目前投产油井日产油能力 1254t ,平均单井 4. 6t ,综合含水68. 9 % ;累计采油 816. 5 × 104t ,采出程度 15. 7 % ,累计注水 1838. 7 × 104累计注采比为 0. 91。油田开发中存在的主要问题是构造复杂 ,一些开发动态情况难以弄清 ,严重制约了开发水平的提高 ,目前采出程度较低 ,处于稳产阶段。为了寻找纯化油田复杂构造中蕴藏的剩余油潜力 ,将三维地震应用于精细构造及潜力区的研究 ,取得了显著的增储上产效果。构 造 研 究1  基本构造形态研究纯化油田主体部位井网密度达 11 口 / 由此选用多条垂直于主断层走向的钻井骨干剖面与对应的三维地震剖面结合 ,进行层位及断层的确定、追踪 ,并经人机联作成图 ,重新认识基本构造形态 ,即宏观构造特征。研究表明 ,目前三维工区沙四段顶面基本构造形态为被 2 条生长断层 \[1 \](北为北倾的纯北大断层 ,南为南倾的石村大断层 ,断距约为 100~ 300m)所夹持的地垒断块 ,内部主要是被 2 组次一级断层 (走向近东西 ,倾向南北相向 ) 复杂化 ,呈近东西向的地堑形态 ,南北两侧为近东西走向的阶状高部位 ,北部高点在纯 17224 井区 ,南部高点在纯 1 井区 (该高点即该鼻状构造的最高点 ) ,中间为槽状低部位 ,属于地垒块上的地堑构造类型。通过以上工作 ,得出的认识与原来的认识相比 ,显著的不同是认识到原主体断块分界断层呈断续分布 ,并且断层增多 ,在油藏遮挡因素中 ,岩层形态特征起主导作用。因此 ,油藏类型由原层状断块油藏变更为断层复杂化的层状构造油藏 \[2 \]。2  微构造精细研究重新确定的基本构造形态并不能显示出明显的潜力区 ,还必须在小断层精细研究的基础上进行微构造研究。(1)钻井断点资料研究纯化油田较大断层的断点易于找准 ,但小断层的断点多而复杂 ,以往对钻遇的断点资料缺乏系统全面的认识。经分析 ,小断层断距在 5~ 30m 左右 ,一般分布于沙四上、沙三下及沙三中等层段 ,由于这些层段可对比性强 ,电测曲线特征明显 ,只要对钻井资料系统全面地对比分析 ,就能够发现所有的钻井断点信息。经过对比分析 ,原断点部分位置有所变化 ,少部分实际不存在 ,并发现了一些新的小断点。(2)对钻井断点进行目的层确定在过井三维地震剖面上 ,钻井断点引起明显的同相轴错断 ,且纵向上起始点和终止点清楚 ,追踪多条剖面可确定其纵向及横向的变化情况 ,进而对目的层断点进行确定。确定结果表明 ,钻井中的一些断点属非目的层位断点。(3)确定目的层断层分布利用三维地震剖面对目的层断点进行追踪、组合时 ,用井斜校正后真实的钻井断点控制断层的平84石  油  勘  探  与  开  发       1998 年 6 月                  25 3   面位置 ,确定该平面位置与三维地震剖面对应钻井断 点位置之间的统计误差 ,再利用三维地震剖面及统计误差 ,对目的层断层的平面起始、终止、走向变化及连续性进行确定 ,从而正确地确定目的层断层的平面分布情况。结果表明 ,重新组合的目的层断层走向、起始点、终止点 ,均与原断层有明显的变化。显然 ,单纯利用钻井断点资料组合目的层断层 ,因缺少井间的信息及断点层位确定 ,因而不可能全面地反映出断层的平面分布特征。(4)三维地震确定非钻遇的小断层以上工作可确定钻遇到的目的层断层的平面分布 ,但还有一些小断层在纯化油田 300m 左右井距的钻井资料中不可能全面反映出来。这类小断层在三维地震剖面上却清晰可见 ,并能纵、横方向追踪。结果利用三维地震资料确定出的该类小断层成为纯化油田新增断层的主要部分。综上 ,钻井及三维地震综合研究表明 ,纯化油田这类小断层的断距一般为 5~ 30m 左右 ,走向与两侧主控断层较为一致 ,是边界断层强烈活动过程中的产物。据地层、构造演化史 \[3 \]等有关资料 ,南、北边界大断层在沙四段沉积之前开始活动 ,南界断层活动时期主要是沙三上、沙二下沉积期 ,北界断层活动到东营组、馆陶组沉积期结束 \[3 \]。由于沙四中为一套厚 20m 左右的石膏泥岩塑性带 ,对断层活动的能量具有缓冲或吸收作用 \[1 \],故纯化油田小断层纵向上一般上延到沙三段中、下部 ,一般下延到沙四上(即目的层位纯化镇油组 ) ,主力层系小断层十分发育和复杂。(5)小构造研究一些小鼻状、小平台及小向斜、小洼地等正向和负向微构造 ,以及一般常发育在断层附近的小牵引、小背斜、小断鼻、小断阶及小沟槽等小构造 ,一般局限于 1~ 3 口井的井区内分布 ,单纯的钻井资料不能完整、全面地反映。这些小构造是油田开发中后期的最主要的潜力区 ,为了正确发现并确定出该类小构造分布及变化特征 ,在以上小断层研究的基础上 ,利用高密度的三维地震剖面 (一般间距 25m) 及钻井资料 ,纵横连续追踪 ,由此确定出油田的微构造。3  微构造验证通过静态方法确定的微构造需经实际生产动态资料验证其可靠性。纯化油田属于储集层较稳定的构造型油藏 ,在既定井网下 ,含水分级特征、平面水淹变化、地层供液能力及产能变化以及水井吸水剖面变化等 ,应与油藏微构造具一致性。经全面分析 ,油藏微构造静态特征控制了生产动态的变化 ,动态变化规律又反映出静态的特征 ,由此证明 ,将三维地震与钻井资料结合研究而确定的微构造完全正确。此外 ,纯化油田沙四上主要为一套厚 70m 左右的灰质砂、泥岩薄互层 (泥、砂层厚度比为 2. 5 左右 ) ,分 20 个含油小层 ,纵向断距仅 5~ 30m 的小断层可造成断面两侧泥、砂层对接 ,对油层具有遮挡分割作用。以往注水中曾“证实”的个别“典型不密封断层” ,如注水井纯 1728 井以西断层 ,近年来研究证实该断层实际分布在纯 1728 井以东 ,也即纯 1728 井与其西侧油井之间不存在断层 ,当然也就不会有“不密封”的现象。纯化油田注水开发多年 ,现经三维地震与钻井精细研究 ,结果表明还存在可观的潜力区 ,主要原因是以往未能充分认识和发现小断层 ,因此 ,搞清小断层的分布是实施挖潜的关键。潜力区研究1  潜力区控制因素分析对于注水开发多年的老油田 ,潜力区控制因素主要有以下 3 个方面 :(1) 微构造  指由地层产状变化形成的正向小构造 ,即所谓的高点区。在注水开发中 ,它们是有利于剩余油富集的低势区 \[2 \]。该类微构造往往在油田开发中、后期资料充分的条件下 ,才可能被认识发现 ,尤其是构造十分复杂的纯化油田 , 只有在目前三维地震与钻井资料结合精细分析后 ,才能发现。无论这类高点区是否分布在已有井网之内 ,老井网都不可能完全动用其储量。(2) 沉积微相  由沉积微相控制的储集层物性非均质性 ,表现为开发中所谓层间、层内、平面三大矛盾 ,在原注采井网条件下 ,总会在物性较差的相带、区域、层段 ,因流体流线绕道而形成分布于注采井网之内的死油区。(3)水驱流线  指已有井网范围之外的死油区 ,如新发现的由新老大小断层夹持的三角死油区 ,以及非主流线区的构造较低部位 ,由低部位断层遮挡、高部位注入水形成水动力遮挡的死油区等 ,水驱流线对储量控制程度差甚至不能控制。纯化油田剩余油控制因素主要为微构造及水驱流线 ,其原因是以往对小断层及微构造的认识和发现不够。94   1998 年 6 月             蒲玉国 :三维地震在纯化油田开发中的应用                  2  潜力区的确定(1)断层附近的微构造以纯 17224 井区为例 (见图 1a , b) 。该井区经精细构造研究确定的构造图与原构造图有较大差异 ,其高部位南倾小断层呈弧形向南移 200m 左右 ,新发现有一小断鼻构造 ,其高点比纯 17224 井高近 20m。根据新构造图设计钻新井纯 252斜 4 井 ,结果钻遇沙四上 12 个油层共 17. 1m ,无水淹层 ,射开较差的纯 4至纯 5 油层 7. 3m ,1995 年 12 月初产油 15t ,含水48 % ,到 1996 年底 ,日产油 18t ,含水 40 % ,生产十分稳定。该井区低部位一线的老井纯 17224 井、纯 2523 井的沙四上油层均已含 水 100 % ,可见该类小构造具有高产、稳产的巨大潜力。图 1  纯 17224 井区原构造图 ( a)及新构造图 ( b)(2)断层夹持的三角死油区以纯 6225 井区为例 (见图 2a ,b) 。经三维地震研究 ,该井区西侧新发现一条长逾 600m、近西北倾斜的小断层 ,落差近 20m ,无井钻遇 ,生产动态验证其存在 ,并与以往认识的断层形成一断层夹持的三角死油区。该井区老井纯 621 井已含水 100 %而报废 ,位置较高的纯 6216 井含水达 60 %以上 ,故按原构造图及井网注采情况分析 ,该区已成为水淹区。然而据该区新构造图所设计的新井纯 6245 井和纯6247井投产后 ,年产油能力达到了 1 × 104t 以上 ,含水低于 7 % ,显示了该类三角死油区的巨大潜力。图 2  纯 6225 井区原构造图 ( a)及新构造图 ( b)(3)非主流线区的低部位死油区以纯 17区块东北角为例 (见图 3a ,b) 。经精细图 3  纯 17 区块东北部原构造图 ( a)及新构造图 ( b)05                    石油勘探与开发·油田开发                 25 3  落实构造后 ,分析该区处于非主流线的滞流区 ,尽管位 置较低 ,但仍为死油区。该类死油区处于构造较低部位 ,在较高部位注水采油过程中 ,由注入水与边、低部位断层共同遮挡 ,成为非主流线区 ,油气滞流。该类死油区可视为注水开发中水动力遮挡富油区的一种新类型 ,是低渗透复杂断层分布油田中的一种重要潜力区。据此钻的 2 口新井 (纯 17227 井和纯 17226 井 ) 投产后 ,日产油 10t 左右 ,含水低于 6 % ,目前生产稳定 ;而该区构造位置较高的老井纯 1721 井相同层位同期含水却已高达 90 %以上。结 语通过三维地震与钻井资料结合 ,对纯化油田宏观及微观构造进行精细综合分析 ,并经构造与动态的一致性检验 ,确定原来所谓层状断块油藏实为复杂断层分布的层状构造油藏 ;再依据老油田潜力区的控制因素 ,判定小断层对油层的封堵分隔作用是形成潜力区的主要因素 ,确定出主要的 3 种潜力区 ,钻井投产后取得了显著的增储上产效果。尤其是非主流线区的构造低部位 ,可视为注水中水动力遮挡剩余油富油区 ,是一种新的挖潜类型。截至 1996 年底 ,根据上述研究结果 ,纯化油田三维工区共钻新井 26 口 ,钻遇目的层位 (沙四上 ) 完整率 96 % ,新井单井初日产油为 10~ 41t ,相当于老井 2~ 9 倍的日产量 ,平均单井日产油 16t ,相当于近4 口老井同期产量 ,到 1996 年底 ,三维工区新井新增年产油能力 7. 5 × 104t ,且新井绝大部分初产不含水 ,少部分中、低含水 ,平均含水 17. 2 % ,远低于油田同期平均含水。本文方法对老油田稳水控油、增储上产具有参考价值。厉波、周明军等同志参加了本文的部分工作 ,有关领导给本文工作以很大帮助 ,在此一并致谢。参  考  文  献1  王燮培等 :石油勘探构造分析 ;中国地质大学出版社 (武汉 ) ,1990 ,29。2  潘钟祥等 :石油地质学 ;地质出版社 (北京 ) ,1986。3  胜利油田石油地质志编写组 :中国石油地质志·卷六 ;石油工业出版社 (北京 ) ,1993。作者简介  蒲玉国 ,男 ,31 岁 ,工程师 ,大学本科学历 ,现从事油田开发工作。地址 :山东博兴纯梁采油厂地质所 ,邮政编码 256504。收稿日期  1997202218(编辑   邹冬平 )书 讯 《提高石油采收率》 (英文版 )出版发行《提高石油采收率》 (英文版 )一书已于 1997 年 12 月由石油工业出版社出版 ,国内外公开发行。中国科学院院士、中国工程院院士侯祥麟教授为该书作序。该书汇集了杨承志教授、韩大匡教授及其同事们多年来在提高石油采收率方面的研究成果 ,集中论述了中国油田的石油地质与开发的基本特征 ,及其提高石油采收率的对策、基本理论和在油田的应用实践。收集于本书的 23 篇论文是从作者多年研究成果的论著中精选出来的 ,集中反映了作者在提高石油采收率方面的基本观点和最新成就。本书共分四部分 :一、提高石油采收率研究和实践在中国的进展 ;二、中国油田的石油地质和开发的基本特征 ;三、驱油剂溶液的物理化学及在多孔介质中渗流的特性 ,包括 :驱油剂溶液性质、驱油剂之间的相互作用、界面活性、驱油剂损失和抑制、驱油机理及数值 2物理模拟等 ;四、提高石油采收率理论和技术在油田的应用。该书对从事提高石油采收率理论研究、教学和工程技术的人员是一部很有价值的参考文献。该书同《化学驱油理论与实践》 (石油工业出版社出版 ) 为姊妹篇。全书插图 200 多幅 ,224 页 ,大 16 开本。(杨承志  供稿 )15   1998 年 6 月             蒲玉国 :三维地震在纯化油田开发中的应用                  是定性的或带有主观性。从讨论长石溶解的质量平衡问题入手 , 结合铸体薄片的统计数据和图像分析 , 全面探讨了长石溶蚀作用对储集层质量的影响 , 以及长石溶解与砂岩孔隙发育的定量关系。结合多种分析测试资料 ,对上述关系进行了讨论 , 认为溶蚀作用对储集层孔隙的影响 ,取决于溶蚀作用所生成孔隙与溶蚀产生的自生矿物沉淀所占孔隙的比例关系 ,与二者在数量上和质量上的差异有关。图 4 参 7 (邹冬平摘 )主题词   储集层  质量  次生孔隙  定量  碎屑岩长石溶解  质量平衡9980310包含幂律流体的驱替过程的理论研究 [刊 \]/邢义良 ,洪云利 . . . ∥石油勘探与开发 . 21998 , 25 (3) . 238~40建立了牛顿流体和非牛顿幂律流体两相渗流的微分方程。认为幂律流体的视粘度是势梯度和饱和度的函数 ,将 前缘驱替理论推广到包含幂律流体的驱替过程 ,得到一维非混驱替的饱和度分布。在此基础上研究了驱替机理 ,结合算例讨论了幂律流体的流变参数、驱替速度、重力对驱替过程的影响。图 4 参 4 (陈志宏摘 )主题词   非牛顿流体  幂律流体  流体流动方程  多相流体  重力驱动  非混相驱9980311油田不同开发阶段油藏数值模拟工作特点及发展方向 [刊 \]/吴湘 ∥石油勘探与开发 . 21998 ,25 (3) . 241~ 43油藏模拟技术已应用于油田开发的各个阶段 ,但在不同开发阶段 ,油藏模拟工作有其各自的特点。论证了油藏早期评价、油田开发方案编制、油藏管理及调整方案编制 (包括加密钻井 )和提高采收率方法研究等不同阶段的油藏模拟工作的目的、做法和应注意的问题 ,并简单讨论了油藏数值模拟的发展方向。 (陈志宏摘 )主题词   油藏数值模拟  开发阶段  发展趋势23 19980312地质建模条件下的储集层评价方法 [刊 \]/王文广 ,李国会 ∥石油勘探与开发 . 21998 , 25 (3) . 244~ 47传统的储集层评价方法尚不能很好地分析未取心井段的储集层特征。提出地质建模条件下的储集层评价方法 :首先根据大量的岩心分析资料 , 适当筛选地质变量 , 建立储集层分类的地质概念模型 ,进而应用测井资料 , 建立未取心井段储集层评价的定量模型 (模糊识别方程 ) , 对多种储集层特征进行详细研究、描述 , 从而实现对大量未取心井段储集层性质的连续标定。在德惠凹陷的应用表明 , 该方法具有较高的实用价值。图 4 表 3 参 3 (邹冬平摘 )主题词   储集层  分类  评价  地质模型  数学模型  梨树凹陷445. 6 19980313三维地震在纯化油田开发中的应用 [刊 \]/蒲玉国 ∥石油勘探与开发 . 21998 , 25 (3) . 248~ 51纯化油田构造十分复杂。通过三维地震与钻井资料精细结合 , 对其宏观及微观构造进行细致的综合分析 , 并经构造与动态的一致性检验 , 确定其油藏类型 , 认为原来所谓层状断块油藏实为受复杂断层控制的层状构造油藏 ; 再依据老油田潜力区的控制因素 , 判定小断层对油层的封堵分割作用是形成潜力区的主要因素 , 确定出 3 种主要的潜力区 , 打井实施后取得显著的增储上产效果 , 尤其是非主流线区的构造低部位 , 可视为注水中水力遮挡富油区 , 是一种新的挖掘潜力方向。将三维地震资料与大量钻井资料相结合 ,在老油田稳水控油、增储上产的研究中进行综合分析 ,可以获得显著效果。图 3参 3 (邹冬平摘 )主题词   三维地震勘探  油田开发  老油气区  断块油气藏  构造油气藏41 19980314蒸汽吞吐效果预测及注汽参数优化方法研究 [刊 \]/蒲海洋 ,杨双虎 . . . ∥石油勘探与开发 . 21998 , 25(3) . 252~ 55数值模拟是稠油油藏开发的有力工具 ,但它需要较多的人力和物力。当对新区的多个油藏进行开发效果预测时 ,仅用数值模拟是困难的。为此 ,提出了一种简单的预测蒸汽吞吐效果的方法 ,它以 型为基础 ,是在 型基础上发展起来的解析解模型。同时提出了一种应用加权方法考虑多个生产指标的优化方法。以此为基础 ,在 用结果表明 :预测模型具有较高的精度 ;优化方法具有较好的适用性和可操作性。该软件为油藏工程师提供了一个预测蒸汽吞吐效果和优化注汽参数的工具。图 2 表 2 参 4 (郭海莉摘 )主题词   蒸汽吞吐  开发效果  参数  预测  方法]3[  25 3                               石油勘探与开发·中文摘要      430074 , P. R. . S u a 1998 ,25 (3) , 35237. is of of is to on to in by of of on in by by of w et ( 62552 , P. R. . S u 25 (3) , 38240. In a to of or by In of by by of of a by a be of a be of in in an in of on of 00724 , P. R. . S u 25 (3) , 41243. to in of in of be to ) . of is in et ( P. R. . S u a 1998 ,25 (3) , 44247. to to by to of of to be by D P. R. . S u a 1998 ,25 (3) , 48251. is By D to is It is 1[                           J 1998  is a By of on of in is in in or of in as by in in as as of 3 of in et 00083 , P. R. . S u a 1998 , 25 (3) , 52255. is an of in It is to in a of is to a to of to of in on to it to of a in to of In a . x 5 C is to An is to of of of in this
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