勝坨油田斷塊油藏新技術的分析研究.doc

1、勝坨油田復雜斷塊油藏開發(fā)技術研究吳東磊、趙霞、王霞(勝采二礦二十一隊）摘要：針對勝坨油田復雜斷塊油藏的復雜性，系統(tǒng)闡述了近年來勝坨油田復雜斷塊油藏開采中的新技術，如地層測試、細分層系、改善水驅效果的智能決策及油藏經(jīng)營管理等。地層測試適用于早期地層復雜性的判斷,測試油藏參數(shù)、確定區(qū)域邊界；利用最優(yōu)分割法對開發(fā)層系進行細分,有利于消除層間差異，提高采收率;改善水驅效果的智能決策對各種措施進行優(yōu)化、達到合理配置的目的;油藏經(jīng)營管理強調(diào)多學科、技術相結合，注重開發(fā)決策的整體性，達到利潤的最大化。關鍵詞：復雜斷塊 新技術 地層測試 細分層系 油藏經(jīng)營管理主要受斷層作用形成的油氣圈閉都稱為斷塊油藏，同屬于

2、一個斷裂帶形成的含油氣斷塊油藏往往劃歸在一起稱為斷塊油田。復雜斷塊油田是表明斷塊切割復雜程度的一種特殊分類，通常認為含油面積小于1km2的斷塊油藏，且地質(zhì)儲量占油田儲量50%以上的斷塊油田，稱為復雜斷塊油田.我們勝利采油廠發(fā)育著以斷塊為特點含油豐富的油氣區(qū)，分布眾多的斷裂構造帶形成多種復雜的復式構造油氣田。勝坨油田復雜斷塊油藏經(jīng)過多年的開發(fā),積累了大量的經(jīng)驗，勘探、開發(fā)滾動發(fā)展技術是斷塊油藏開發(fā)的有效方法。但隨著開發(fā)的不斷深入,逐漸暴露出許多新問題，將復雜斷塊油藏作為一個整體開發(fā)將是該類油藏開發(fā)的有效途徑2。1 復雜斷塊油藏開發(fā)中的問題復雜斷塊油藏以其含油區(qū)域復雜而開發(fā)困難，以勝坨油田斷塊油藏

3、來看,經(jīng)過多年的開發(fā)，主要暴露出的問題有：(1）含油層系多，斷塊之間儲量富集程度差異大，油水關系復雜由于地質(zhì)作用的影響，形成了斷塊間含油層位不一致、含油量差異大，每個斷塊有獨立的油水系統(tǒng)，油水關系復雜,同一斷塊各含油砂層組無統(tǒng)一的油水界面，甚至一個油砂體就有一個油水界面，有的斷塊油藏油水界面多達數(shù)十個，給油藏開發(fā)帶來很大的困難。（2）儲層物性、原油性質(zhì)、油層產(chǎn)能差別大斷塊間、層系間原油性質(zhì)變化較大，由于油藏的滲濾條件、原油性質(zhì)存在著顯著差異，油層產(chǎn)能差別也很大，斷塊油藏儲層物性差異較大，如勝坨油田含油層系沙一段儲層油層空氣滲透率目前有沙一14層無解釋,原油粘度變化范圍在很大，地面原油粘度為16

4、02125mPa·s。(3)含油井層系多、層間非均質(zhì)性嚴重。斷塊油藏含油砂層組非常多，往往都有多套開發(fā)層系，生產(chǎn)厚度很大；斷塊層間滲透率級差較大,導致層間采出程度和吸水能力差異大。2 復雜斷塊油藏開發(fā)新技術針對勝坨油田復雜斷塊油藏開發(fā)過程中所暴露出的問題，提出了許多有效的方法，主要有:地層測試技術、細分層系技術、改善水驅效果的智能決策技術以及油藏經(jīng)營管理。2.1 地層測試技術地層測試技術對于復雜斷塊油田早期判斷油藏的復雜性顯得尤為重要3。通過不穩(wěn)定試井方法，利用在開井生產(chǎn)和關井恢復壓力過程中連續(xù)測量井底壓力變化,油藏工程師們能夠分析出一口井四周供油區(qū)域的有效滲透率和近井地帶可能發(fā)生的

5、地層污染(或改善）狀況。在一定條件下,還能應用壓力恢復曲線的變化趨勢來判斷一口井四周供油區(qū)域的邊界(斷層、邊水、氣頂)特征，結合鉆井取心和地震學資料,估算產(chǎn)油井的供油面積的大致形狀和儲量的規(guī)模,這樣就可以在復雜斷塊油田的滾動勘探開發(fā)中少打低效井。通過對地層測試資料的分析，一般可以獲取如下主要參數(shù)和信息:原始地層壓力；地層有效滲透率；儲層的孔隙結構性質(zhì)；不滲透邊界的大致形狀及最近邊界的距離；表明井底受污染情況的表皮系數(shù)；油井的流動效率、地層的污染系數(shù)或堵塞比；措施效果的評價；油井控制的動儲量.2。2 細分層系技術隨著注水開發(fā)的不斷深入，油層孔隙結構、孔隙度、滲透率、潤濕性等方面均發(fā)生了明顯變化，

6、加上流體非均質(zhì)性的影響，使得油藏各方面的非均質(zhì)程度進一步加劇，開發(fā)矛盾更為突出。對于多油層復雜斷塊油藏來講,開發(fā)過程中的層間矛盾始終是影響開發(fā)的主要矛盾，精細油藏描述和開發(fā)研究表明，即使含水大于90%以后，剩余油潛力仍然是主要在層間差異上，影響層間干擾的因素主要包括地質(zhì)因素和開發(fā)因素兩個方面.多油層、多種沉積相帶是層間各向異性的基本原因，油層物性和原油性質(zhì)差異大是層間干擾的主要因素，大段合采合注是造成層間干擾的主要開發(fā)因素.圖1 斷塊油藏細分層系技術思路圖層系細分的主要原則有：只要單井控制儲量高于經(jīng)濟極限,可以把具有經(jīng)濟產(chǎn)能的單油層以上的油層劃分為單獨的開發(fā)目的層，但對于滲透率較低或具有氣頂或

7、底水的油層,其最小厚度應相應的增加,每一套獨立的開發(fā)層系必須有良好的隔層分開，隔層厚度大于2.5m。同一套層系主力層不宜超過34層，小層不宜超過10層，有效厚度不易超過20m，只要經(jīng)濟上合理，一套層系所含的油層數(shù)應盡可能少，以減少層間干擾。粘度較高、滲透率高的油層必須與低粘度、低滲透的油層分開。同一套層系中油層滲透率級差不宜大于5，平均單層突進系數(shù)不宜超過2.0.同一套層系的油層比采油指數(shù)相差不大于2倍。同一套層系中油層壓力要相近，具有同一驅動類型。對構造相對簡單，含油面積大于0。5km2的區(qū)塊，油層具備條件的可劃分開發(fā)層系，復雜、破碎斷塊不宜細分層系,可根據(jù)動態(tài)監(jiān)測作局部調(diào)整。下層系井網(wǎng)調(diào)整

8、以打新井為主，上層系井網(wǎng)充分利用老井，以利于簡化管柱。層系劃分重組是要建立在對儲層性質(zhì)正確認識的基礎上的。而對于描述處于高含水開發(fā)后期的多油層復雜斷塊儲層，所涉及的參數(shù)是復雜的,單一的任何一個參數(shù)都不能全面表征儲層的性質(zhì)。因此，引入綜合指數(shù)法，對各層性質(zhì)進行描述,進而根據(jù)所選的數(shù)學分類方法-最優(yōu)分割法，對層系進行重組劃分.根據(jù)斷塊油藏的特點及現(xiàn)場資料的統(tǒng)計狀況，選擇如下指標表征儲層的性質(zhì)：靜態(tài)指標：滲透率、孔隙度、有效厚度、粘度、含油面積動態(tài)指標：相對吸水強度、采油指數(shù)、剩余可采儲量、含水、壓力給出各樣品的評價指標之后，需對各參數(shù)進行無量綱化,以剔除不同量綱之間的影響。選擇最大、最小值方法對各

9、參數(shù)進行無量綱化處理.在計算出各評價樣品各項參數(shù)的評價得分值后，應根據(jù)評價目的對各項參數(shù)給以不同的權重，體現(xiàn)各參數(shù)的不同的重要程度，我們選擇層次分析法作為確定權重的方法。將無因次矩陣和權重向量進行合成，最終得出我們所需的靜態(tài)指標、動態(tài)指標和綜合指標。層系的優(yōu)化與組合是多油層復雜斷塊油藏高含水開發(fā)后期改善開發(fā)效果的基礎,而影響層系優(yōu)化組合的地質(zhì)因素和開發(fā)因素較多，無法以某一種主要參數(shù)來劃分開發(fā)層系,必須以綜合各種參數(shù)進行綜合評價,故我們采用綜合指數(shù)法。在根據(jù)綜合指數(shù)對各對象進行分類時，分類的標準和方法都是多種多樣的,根據(jù)多方面的調(diào)研我們合理地采用聚類分析法來完成這一任務，對斷塊油藏進行合理的細分

10、。具體的分類步驟如圖1所示。圖2 改善水驅效果的智能決策技術研究思路2.3 改善水驅效果的智能決策技術隨著斷塊油田開發(fā)的深入,大部分都已進入了高含水期,但是油田采出程度并不高.油田開發(fā)的三大矛盾-層間矛盾、層內(nèi)矛盾和平面矛盾十分突出，油藏水驅動用程度低,很大一部分原油仍留在地下，隨著油井含水率升高和地層物性變差，老井的綜合遞減逐步上升，增產(chǎn)、增注措施的效果逐步變差，經(jīng)濟效益下降。改善水驅效果的智能決策技術的提出可以有效優(yōu)化斷塊油田措施的設計，合理規(guī)劃與配置措施實施。改善水驅效果的智能決策技術的主要內(nèi)容包括: 油田開發(fā)調(diào)整的宏觀決策研究,包括開發(fā)層系的重新評價及重組，開發(fā)井網(wǎng)的適應性分析，注采系

11、統(tǒng)的分析與調(diào)整。 措施效果分析，包括增油量分析和增加采收率分析。 工藝措施的宏觀規(guī)劃研究,在滿足產(chǎn)量、含水等一系列技術經(jīng)濟目標條件下，實現(xiàn)措施的優(yōu)化配置。 措施的單井配置研究，包括措施的適應性篩選，數(shù)據(jù)庫的建立及模糊優(yōu)選的內(nèi)容. 高含水期油田開發(fā)調(diào)整的宏觀決策軟件的編制。注水開發(fā)效果評價包括：開發(fā)技術指標、生產(chǎn)管理指標、經(jīng)濟效益指標；開發(fā)調(diào)整方向與措施的內(nèi)容包括：油田開發(fā)后期宏觀調(diào)整知識獲取與分類、專家系統(tǒng)的實現(xiàn)等;計算出合理指標，將實際的開發(fā)指標與合理開發(fā)指標對比，通過模糊決策的方法推理出結論;措施規(guī)劃要求建立措施規(guī)劃數(shù)學模型并求解，進而進行規(guī)劃;效果預測可以采用時間序列分析法對產(chǎn)量進行預測

12、;措施配置方案需要建立措施篩選標準庫。最后專家經(jīng)驗確定提高采收率目標及每種措施的貢獻率。研究思路如圖2所示.2.4 油藏經(jīng)營管理油藏管理是在一定的管理環(huán)境下，將目前已有的工藝技術應用到一個已知的油藏系統(tǒng)，通過優(yōu)化開采并降低資本投資和作業(yè)費用來最大限度地提高經(jīng)濟效益。復雜斷塊油藏開發(fā)過程強調(diào)集約式的油藏管理具有十分重要的意義，正是由于復雜斷塊油藏的復雜性,在整個勘探、開發(fā)滾動發(fā)展的過程中,有組織地把油氣藏開發(fā)相關的眾多學科、技術集約成一個整體，統(tǒng)一在一個項目組中，實行統(tǒng)籌規(guī)劃和集約經(jīng)營，對復雜斷塊油田各個開發(fā)階段進行目標設立、方案部署和調(diào)整，經(jīng)濟優(yōu)化、方案實施、工藝措施及流程的選擇、動態(tài)監(jiān)測、效

13、果評價和方案調(diào)整，以提高復雜斷塊油田的采收率，并獲得最大的經(jīng)濟效益,具體可表述如下。(1）勘探與開發(fā)緊密結合地球物理、油藏地質(zhì)、油藏工程等專業(yè)相互依賴，在斷塊油田開發(fā)全過程中成為不可分割的整體。一個復雜斷塊構造帶發(fā)現(xiàn)之后,在對斷塊區(qū)進行評價階段,開發(fā)就應早期介入，收集一切油氣顯示，根據(jù)測試資料初步確定壓力系統(tǒng)，油氣水界面等，利用現(xiàn)代高精度地面、鉆井、測井、測試技術，盡可能地提高油藏描述的綜合水平，對勘探、開發(fā)的戰(zhàn)略布局做出研究，并隨著情況變化不斷完善滾動勘探開發(fā)的部署。并且隨著項目的實施進行，始終貫徹勘探與開發(fā)相互滲透,使復雜斷塊油田開發(fā)達到最佳開采效果。(2）復雜斷塊油田滾動開發(fā)中，既要有總

14、體部署，不同階段又要有靈活多變的實施方案和調(diào)整方案復雜斷塊油田的開發(fā)，首先對一兩個大的斷塊區(qū)或一個構造帶進行油藏評價，對不同的區(qū)塊進行分類,明確簡單區(qū)、復雜帶和富集區(qū)，形成整體的規(guī)劃部署，井以此作為油田地面建設骨架工程的依據(jù).斷塊油田在總體規(guī)劃部署方案指導下分步實施,往往開始是編制初步的開發(fā)方案，隨后實施開發(fā)方案、試采方案、注采方案。這些方案并不是同步的，但又是互相聯(lián)系的,隨著不同方案的實施、認識在深化，方案也逐步完善、油田的調(diào)整方案總的趨勢是層系不斷細分、井網(wǎng)逐步加密,通過不斷地協(xié)調(diào)注采關系，提高水驅控制儲量、水驅動用程度，達到較長時期的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。（3）根據(jù)不同斷塊單元的地位,分別制定經(jīng)營管

15、理的策略每個斷塊油田中，復雜斷塊油藏類型很多，要根據(jù)儲量的大小、開采的難易程度，制定出不同經(jīng)營管理的技術政策界限。同時在開采過程中，使各個斷塊之間有一個合理的比例關系,以保證整個斷塊區(qū)的原油產(chǎn)量持續(xù)穩(wěn)定地增長，并獲得最高的經(jīng)濟效益。（4）針對不同油藏類型的開采特點，制定出一套與復雜斷塊油藏相適應的增產(chǎn)增注工藝系列和適應性強的地面建設流程復雜斷塊油田開發(fā)是一個滾動變化的過程，在實施建設中，同樣要加強各學科之間的協(xié)作和研究.復雜斷塊油田由于斷塊多、斷塊小、注采井網(wǎng)完善程度差，油井多為單向受效，見水規(guī)律復雜,積極研究和發(fā)展堵水調(diào)剖工藝技術是斷塊油田調(diào)整的一項重要措施.上述各種技術、措施、部署和策略的成功，關鍵在于多學科的通力合作和強有力的按項目組統(tǒng)籌的經(jīng)營管理方式，集約式的油藏經(jīng)營管理完全符合復雜斷塊油田開發(fā)的客觀規(guī)律,因此必然會獲得最好的開發(fā)效果和最大的經(jīng)濟效益.3 結論（1）復雜斷塊油藏石油儲量可觀，但具有構造復雜、非均質(zhì)性強、含油層系多、油水關系復雜等特點，開采難度較大。（2）地層測試、細分層系、改善水驅效果的智能決策及油藏經(jīng)營管理等近年來發(fā)展起來的新技術從油藏整體出發(fā)，強調(diào)技術、措施的優(yōu)化與組合,最終目標是提高采收率、增