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大港复杂断块油田二次开发重构地下认识体系

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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第31卷增-?l】1 2009年6月 石 油 钻 采 工 艺 01 009 文章编号:1000~7393(2009)015~06 大港复杂断块油田二次开发重构地下认识体系 陶自强王丽荣钱迎春李云张桂明 (大港油田公司勘探开发研究院,天津300280) 摘要:港西油田是典型的复杂断块油田,经过多年的开发,总体进入高含水高采出程度开发阶段。通过高分辨率三维地 震资料的重新采集、处理和精细解释以及各种动态监测资料的综合应用,港西油田完成了重新构建地下认识体系,量化单砂 体潜力和剩余油分布,探索了重构地下认识体系技术路线,初步应用取得较好效果,为二次开发重建井网方案的整体优化设 计奠定了基础。 关键词:复杂断块;港西油田;二次开发;重构地下认识体系;模型 中图分类号:献标识码:A of I 00280,is a of it to a of of D of s a of of he of in to be a 西油田位于黄骅坳陷中部、北大港构造带西 段,主要含油层位为上第三系明化镇组和馆陶组。 经过多年的开发,取得了很好的开发效果,目前总体 进入高含水高采出程度“双高”开发阶段。存在的主 要问题有2个方面:一是生产井段长、油层多,层间 矛盾严重,油层动用程度较低;二是出砂严重,井况 恶化,套变井、报废井逐年增多,井网完善程度低。 提高老油田开发水平、大幅度提高采收率,成为油田 工作的当务之急,二次开发势在必行。 005西油田重新采集了三维地震 资料,主频由20 z,有效频带宽度1O ~130 分辨率三维地震资料的重新采集为 二次开发重构地下认识体系提供了必要的基本条 件。 1.1重建单砂体级地层格架模型 of 第三系明化镇组和馆陶组地层厚度约980 下而上表现为由粗到细的正旋回沉积,馆陶组 表现为“砂包泥”特征,明化镇组表现为“泥包砂”特 征。应用三维地震资料,通过井震结合、分级控制、 相控约束、动态验证、三维闭合,对全油田1150口井 重新进行统层对比,划分为6个油组、29个小层、76 个单砂体,共修改分层424井层,重新建立了单砂体 作者简介:陶自强,1966年生。现从事油藏工程研究工作,高级工程师。电话:022—63963736,E—16 石油钻采工艺 2009年6月(第31卷)增刊1 级的地层格架,断块分层统一,更加合理,为后续研 究工作的开展做好了充分的准备。 1.2精细解释重建构造模型 of 用新三维地震资料,综合运用变密度显示、相 干切片、立体显示、三维可视化等新技术和新方法 (见图1),开展精细构造研究,编制了从gⅢ主要目的层7层构造图,为精细构造研究奠定 基础。 图1 港西油田明Ⅱ底界相干数据体沿层切片图 mⅡ 1.2.1 断裂系统及构造特征新认识 港西油田构 造形态为披覆在奥陶系古隆起之上、被多条断层切 割的复杂背斜构造,地层自北东向南西抬升,构造长 轴长12.5 轴长4.5 育有3组高角度 正断层,以北东东走向为主。港西断层、沙井子断层 夹持形成的地垒块中,发育多个小高点,隆起幅度 20~70 m。构造南北两翼以鼻状、单斜构造为主, 西南部以鼻状台阶断块为主。断层密度0.9条/ 断层数最多48条,将构造切割成43个自然断 块,最大面积11.9 最小的仅38 m 。纵向上各 层构造格局基本一致,明化镇组断裂系统比馆陶组 更发育一些(见图2),均属典型的复杂断块油藏。 1.2.2微构造研究 在断裂系统和构造特征研究 基础上,井震结合、应用趋势约束微构造研究技术, 落实76个单砂体2014个油砂层顶面微构造,以开 发单元为单元,重新建立了单砂体微构造模型。 1.3井震结合重建储层模型 of .3.1测井重新解释港西油田于1965年投入开 发,时跨4井系列差异较大,油水解释标准 也不完全一致,重建储层模型,首先要进行不同时期 完钻井测井曲线标准化处理。在此基础上,以油组 图2港西油田主测线 97 单元开展储层“四性”关系研究,建立储层物性和 油水层测井解释模型。 1.3.2沉积微相研究 通过岩心观察描述,分析目 的层段岩石相、沉积韵律及其测井响应特征,综合应 用岩心、测井及动态信息,结合区域沉积背景及已有 研究成果,对76个单层进行沉积微相分类及特征分 析,建立沉积微相模式及相应的测井相模式,开展沉 积微相研究。 (1)单砂层平面相划分与展布。在相模式的指 导下,在单井沉积相和剖面相划分的基础上,结合砂 体厚度分布,对目的层段划分沉积相。在单井沉积 微相划分基础上参考砂岩厚度分布及测井相特征, 对研究区76个单砂体进行平面微相研究。 (2)单砂层平面微相分布特征。明化镇组曲流 河河道分布有窄条状和宽带状2种模式。明化镇组 单砂体厚度一般为3~8 1"厚可达20 m。明I 6、Ⅱ1.3.7、Ⅲ2.4河道规模较大,最宽可达1500 m 以上(见图3),其他时期河道相对较窄,一般在120 ~300 m(见图4)。 图3 曲流河河道分布宽带状模式 of 自强等:大港复杂断块油田二次开发重构地下认识体系 17 图4 曲流河河道分布窄条状模式 of 陶组辫状河河道分布有连片分布和宽河道分 布模式相2种模式。馆陶组辫状河各单层河道多连 片分布,心滩发育,规模较大。河漫滩沉积少见,河 道宽度大多为15500 m,有些甚至全区连片分 布,厚度5~12 m,个别达20 滥平原泥岩 占地层的20 左右,辫状河道砂体占20 左右,心 滩占55 ,而各类溢岸砂体5%左右。 1.3.3储层非均质性研究 (1)储层渗透率韵律类型。应用取心井资料、测 井重新解释结果分析沉积相与物性的关系。由于明 化镇组属曲流河沉积,以侧积建造砂体点坝相为主, 导致高渗透段位于每个旋回沉积的底部,正韵律型 和复合正韵律型占据优势。馆陶组属辫状河沉积, 砂体多为垂向加积作用形成,而且河道改道频繁,相 互切割,导致层内渗透段以复合正韵律型为主,仅在 局部单一河道砂体部位出现渗透率正韵律。港西油 田正韵律和复合正韵律储层占厚度的82 ,层内物 性韵律类型受沉积环境、沉积方式的控制作用非常 明显。 (2)非均质性特征。港西油田储层分选较差,胶 结疏松,以泥质胶结为主,平均泥质含量19.4 。 测井计算明化镇组孔隙度35.2 ,渗透率(31~ 8562)m。,平均2462m ;馆陶组孔隙 度3O.4 ,渗透率(14~6889)×10一 m。,平均2019 ×10 m ,均属高孔高渗储层,纵向上明化镇组储 层物性好于馆陶组。 储层物性平面有明显差异,主要受沉积相带的 控制。明下段从主河道(点坝主体部位)一分支河道 或点坝一凸岸边部沉积一溢岸相一泛滥平原(河漫 滩),物性逐渐变差。 油层组非均质性明化镇组较馆陶组强,其中非 均质性最强的为异系数0.80 以上,级差最大达108,分层系数8.57,单砂体平均 厚度最小6.3 121。非均质性较弱的是,变异系数小于0.6,级差也较小(见表1)。 表1 港西油田储层非均质性参数 位 最大渗透率 /10~小渗透率 /10“m 变异系数 突进系数 级差 g I O.561 0.759 O.83O O.693 O.584 0.817 2.32 2.349 2.83 2.214 1.79O 2.8l 1.3.4 注水对储层物性影响研究 经过长期的注 水冲刷,储层孔隙结构和物性已经发生了较大变化。 由于密闭取心井较少,不足以定量描述储层各项参 数的变化,但可以在取心分析的基础上,充分利用高 井网密度的钻井资料,特别是同一井点的更新井或 超小井距的加密井,研究相同沉积微相带相同层位 储层注水前后的变化。注水后高孔高渗储层物性变 好,孔渗参数、孔喉半径、中值半径增大,而相对较差 的中渗储层物性变差,明化镇组储层物性变化幅度 要高于馆陶组(见表2)。 储层非均质性研究,还包括隔夹层类型及特征 研究,特别是计划实施复杂结构井的油藏,必须根据 岩电特征,如深电阻率、声波时差、渗透率、孑质含量,建立夹层识别标准,对隔夹层进行分析, s3 鸺 ∞ 娼 7 4 5 :2 0 ∞ ∞ ∞ 够 n 18 石油钻采工艺 2009年6月(第31卷)增刊1 表2 港西油田对子井储层物性测井解释数据对比 of 号完钻日期层位沉 泥 量 糙10率m。双,~孔/p帕.m 西11—8 1970—03 废弃河道 12.4 37.9 7453 26.4 16.4 24.8 新11—8 1987—12 11_2 38.O 821O 27.6 18.1 26.2 西1970—03 复合河道 22.1 33.9 317.7 1O.5 9.1 新11—8 1987—12 2O.8 34.4 5034 19.6 15.3 12.9 西8—8 1969—03 废弃河道 21.1 33.4 36.9 1O.2 6.6 新8—8 19727.9 35.1 5886 24.9 15.O 7.4 西8—8 1969—03 复合河道 2O.5 34.1 4580 12.5 8.3 新8—8 1972一5.5 36.6 5285 24.4 14.6 10.9 西7—9—2 1986—04 河道 14.7 36.4 641O 27.6 16.5 13.2 西7—9—1 1992.3 37.2 8098 33.o 19.8 17.1 西38—7 197g I 2 河道 14.0 31.1 837 5.2 3.5 2.1 新38—7 1972—12 1O.3 33.0 1353 1O.1 6.4 4.6 西1—12 1979—03 3 心滩 21.9 29.9 227.6 9.5 4.8 3.2 新1—12 2001—12 26 18.5 9.1 4.2 3.O 量化隔夹层分布。 1.4动静结合重建油藏模型 by 西油田纵向上油层层数多,分布井段长,油气 水层间互出现,油层厚度大于2O m,受断层、构造、 储层等多重因素控制。在微构造研究基础上,综合 运用微构造图、砂层厚度、油气层厚度和动态数据等 各类信息,重新落实全区2014个油砂体分布。 对于井网控制程度较低的砂体,在三维地震解 释的基础上,应用测井约束反演,进行砂体追踪,确 定油砂体边界;对于高井网密度井区,依据完钻井资 料,在沉积微相研究基础上,确定油砂体分布范围。 结合试油生产结果,建立油藏精细模型。 港西油田建立以下几种油藏模型: (1)断层遮挡形成的断块油气藏。储层上倾方 向受封闭断层遮挡使油气聚集而形成的油气藏,全 区发育。 (2)由断层与鼻状构造组成的油气藏。在区域 背斜背景上,鼻状构造的上倾方向被断层封闭,形成 断层圈闭油气藏,构造两翼发育。 (3)岩性油气藏。受岩性影响,储集层渐变为非 渗透层,形成有效圈闭,由于河流相沉积储层多期迭 加和迁移,导致形成小的孤立的岩性油气藏类型,全 区发育。 (4)断层与岩性尖灭组成的油气藏。倾斜储集 层的上倾方向岩性为不渗透层,另一侧为断层所封 闭形成油气藏,明化镇组发育。 港西二区共发育204个油砂体,其中断层一岩 性油气藏126个,占61.8 ,其次断层一构造、岩性 油气藏76个,占37.3 ,I]占全区油砂体总数71.6 (见表3)。 表3港西二区油藏类型分类统计 单位:个 of 组 合计 油组 二 ■ — _ 合计 3 19 0 8 30 0 59 0 15 84 13 40 o 9 62 11 6 0 1 19 2 1 1 8 0 1 0 2 合计42 126 2 34 204 1.5单河道砂体内部结构模型 of 道边界的准确识别是划分单一河道的关键, 港西油田确定单一河道边界的4种识别标志:河道 砂体之间的河问沉积、河道砂体顶面层位高程差异、 过井地震剖面的波形差异、平面上的砂体厚度差异。 在此基础上,应用单河道的识别标志,结合动态资 料,进行连井剖面分析,在剖面上进行单河道划分研 陶自强等:大港复杂断块油田二次开发重构地下认识体系 19 究,平面上结合测井曲线划分出单河道叠置区域,将 —1复合河道划分为2条单河道。 (1)单河道内点坝识别。单河道砂体一般包含 多个点坝,河流弯度一般较大,点坝紧邻废弃河道分 布,在这一模式指导下,依据单井相分析及测井相、 砂体厚度、砂顶相对深度、多视角连井剖面分析,对 港西地区单河道内点坝进行综合识别。 (2)计算侧积层倾角和间距。侧积层倾角和水 平间距主要应用对子井分析进行判断,根据经验公 式计算—1侧积层倾角为3.7。,侧积层水平间 距2O~35 m。 1.6温压系统及流体性质动态模型 of 西油田原始地层压力11.45 和压力 10.67 层温度55.8。C。压力系数1.01,地 温梯度3.1℃/100 正常温压系统;港西油田 属于次生油气藏,原油性质具有“两高一低”的特点, 即高密度(0.92~0.97 g/,高黏度(110~1313 s),低凝固点(一20~1.2℃),馆陶组原油性质 受边底水氧化作用,比明化镇组差;油田水总矿化度 一般为4000~10 000 ,水型为纵向上,馆陶组总矿化度比明化镇组高,平面上,构 造边部矿化度较低。 由于是注水保持压力开采,地层压力基本保持 在饱和压力附近,总体来讲,流体性质变化不大,原 油性质随含水的变化也不足以对开发方式的选择造 成大的影响。 1.7重建剩余油分布模型 .7.1 地质储量计算 建立新的油藏模型后,必须 以单砂体为单元,重新计算地质储量,与原地质认识 对比,深入分析储量变化的主要原因。 1.7.2 单砂体产量劈分 利用动态监测资料及水 驱特征数据,根据注水见效分析结果,将单井注水量 和油水产量劈分到每个单砂体,应用油藏工程方法 和数值模拟方法,计算单砂体可采储量。 1.7.3 剩余油分布模型 应用密闭取心法、数值模 拟法、动态监测法和油藏工程法研究新的地下认识 体系下剩余油分布,主要特点表现为: (1)主力油砂体注采井网完善,水淹严重,剩余 油饱和度较低。主力砂体经历多次调整,井网完善 程度高,采出程度一般大于35 ,平均含水9O ~ 95 ,剩余油饱和度为3O ~35 。 (2)断层边部控制剩余油。由于断层的封闭遮 挡,在油井与断层间无泄流区,流体因不能流动而形 成滞留区,这种区域的剩余油饱和度较高。 (3)油砂体岩性边界区控制剩余油。砂体边部 物性变差,由于边界的遮挡影响,注入水不容易驱 到,剩余油饱和度值相对较高。 (4)非主流线正向微构造控制剩余油。由于重 力分异作用的影响,正向微构造有利于油气聚集,非 主流线部位的正向微构造成为剩余油有利聚集区。 (5)零散小砂体控制剩余油。零散小砂体动用 程度低,受其控制的区域剩余油饱和度高。 (6)低动用底水油藏控制剩余油。底水油藏由 于底水锥进的影响,直井开采效果较差,动用程度较 低,剩余油饱和度较高。 剩余油潜力主要分布在低动用底水油藏和分散 小砂体控制的剩余油区。 2重构地下认识体系应用效果实例 of .1剩余油潜力总体评价 of 西油田从明工到馆Ⅲ纵向上共发育含油单砂 层76个,共2014个油砂体油藏,平均采出程度 26.25 ,其中采出程度大于3O 的油砂体有113 个,占总数的23.69 ,地质储量占总储量的 36.14%。明Ⅱ、明Ⅲ、馆组采出程度相 对较高,明工和馆Ⅲ油组采出程度相对较低。根据 地质储量和采出程度综合评价,明Ⅱ、明Ⅲ和馆工油 组剩余资源潜力较大。明化镇组剩余油潜力主要分 布在1明化镇组50个单砂层总潜力 的46.1 。馆陶组剩余油潜力主要分布在6个单 砂层,占馆陶组16个单砂层剩余油潜力的78.1 。 2.2整体水平井调整改善开发效果 by 19断块是港西油田的一个开发单元,主力油 层为明Ⅱ2,油层横向分布稳定,油层厚度3.7~13 m,属高孔高渗油藏,底水较发育,直井开发效果较 差。 为改善油藏开发效果,提高开发水平,以老油田 二次开发为指导,充分应用三维地震资料,井震结 20 石油钻采工艺 2009年6月(第31卷)增刊1 合、动静结合,重构地下认识体系,重点突出储层模 型和剩余油分布模型。在此基础上,针对油藏具体 特点,编制以水平井为主的重组井网结构二次开发 方案,确定水平井3口,注水井1口,老井转注1口, 预计新建产能2.7O×10 t。2007年下半年,3口水 平井均已完钻投产,油层钻遇率为95.9 ,新增日 产能力1×10 t/d,新建产能3.12×10 t,采油速度 由1.10 提高到3.09 ,综合含水下降15个百分 点,3口水平井当年增油1.17×10 t,预计提高采收 率10.3个百分点,取得了较好的应用效果。房19 断块对港西油田二次开发,重构下认识体系、重建井 网结构起到了很好的先导示范作用。 2.3滚动开发增加后备储量 by 重构地下认识体系过程中,在油田外围和新 层,发现部分有利目标,2007年,港西油田成功实施 滚动井8口,新增探明储量904×10 t。 港西油田通过三维地震资料的有效应用和各种 资料的有效结合,重新构建了新的地下认识体系,在 此基础上,部署了二次开发方案和滚动开发方案,初 步试验取得比较好的效果,保持了港西油田高速高 效开发的良好态势,实践着大港油田“老区不老、小 块不小”的复杂断块老油田开发新理念。 3结论与认识 建地下认识体系是老油田二次开发的基础。 重建地下认识体系的技术路线就是充分应用高分辨 率三维地震资料和高密度井网资料,重建微构造模 型、精细油藏模型和剩余油分布模型等7个新模型, 形成新的地下认识体系,为进一步重建注采井网奠 定坚实的地质基础。 港西油田已完成地下认识体系的重构工作,部 分井组的井网重建及先导试验也取得初步成功,但 必须对老油田二次开发的高风险性保持足够高的认 识,必须继续加强基础研究,必须继续加强各专业的 有效结合,最大程度提高成功率,确保老区产量硬稳 定。 参考文献: [1] 胡文瑞.论老油田实施二次开发工程的必要性与可行 性[J].石油勘探与开发,2008,35(1):1—5. ].008,35(1):1[2] 陶自强,王丽荣,王强,等.港西油田重建井网结构研 究与应用[A]//大港油田断块油藏开发技术研究论文 集[c].北京:石油工业出版社,2008:8et of il ].of c].008. [3] 马世煜.黄骅坳陷断块油田开发[M].北京:石油工业 出版社,2007. of ].007. (修改稿收到日期2009—03—21) (编辑朱伟] 电 七七七七七七 七七七 七 七 七七七七 七七七七七七七七 七七七七七七专七 七七七七七 新型防砂工具在滨南采油厂获得成功应用 一种新型胶筒式 得了良好效果,现场应用了8功率98 以上。 该工具可以解决皮碗式循环充填工具在下井过程中,由于皮碗与套管间没有19隙造成井口严重外 溢,导致油套不平衡,地层吐砂堵塞防砂管,影响防砂效果的问题。其原理是从油管投球,打压压缩胶 筒,实现油套密封,同时实现自锁,继续打压,打开循环通道,进行循环充填,施工结束后,倒扣丢手,胶筒毒 留在井内,封闭鱼顶以下油套环形空间。 、r (供稿 文 田)冬
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