水平井在高含水期低幅度边水油藏的应用

石油地质　缸科技２０１　２年第６期　水平井在高含水期低幅度边水油藏的应用　郝秀敏①　杨浩岭②　乔珊①　①华北油田采油五厂０５２３６０河北辛集；②莫斯科古勃金石油天然气大学　摘要方法：深南油田台４断块馆陶组低幅度边水油藏，因构造幅度小，含油条带窄，常规直井开发造成边水指进现象严重，含　水上升快等特点，开发过程中采取了沿构造高部位部署钻探水平井的措施。目的：解决开采过程中出现的难题，有效控制生产压差、　防止水体突进。结果：断块内实施钻探３口水平井，投产后初期日产纯油１２０ｔ／ｄ，已累计产油７　６５×１０　ｔ，采收率提高１５％，取得了明显　的开发效果和可观的经济效益。结论：断块内实施水平井的开发成功，为提高断块地质储量动用程度奠定了基础；为同类油藏高含水期　剩余油挖潜提供了可借鉴经验。　关键词１　地质特征　水平井高含水期低幅度边水油藏　台４断块构造位置属于深县凹陷深南背斜带北部的西阳台背斜，　为一轴向北东的断鼻构造油藏，在地层上倾方向被一条北东走向正断　层切割，断层断距约７０ｍ，是该油藏形成的重要遮挡条件。地层分别　向北、北西、北东三个方向倾没，构造平缓，地层倾角ｌ。～３。。构　造长轴方向与断层平行，圈闭幅度１８ｍ左右，油藏沿断层呈北东向展　部，构造高点埋深１７２６ｍ。主要目的层为上第三系馆陶组，探明含油　面积０．９ｋｍ２，储量为１６６×１０　ｔ。　心高程校正的基础上，综合应用三维地震技术，精细描述油藏三维构　造模型，形成高精度的构造模型。建立了研究区块目的层段的构造模　型、空隙度、渗透率和含油饱和度的属性模型，描述了油藏构造形态　及属性特征的三维空间变化。综合利用地震、地质、测井等方法，研　究目的层砂体形态、规模、分布、顶面构造形态、储层物性、含油性　及层内夹层的变化，建立储层精细地质模型。　４水平井油藏工程优化设计　台４断块馆陶组划分为三个油组，油层纵向上分布集中，主力油　层集中分布在Ｎｇ　Ｉ油组，其中Ｉ油组可以划分为１１个小层。油层埋　深ｌ７ｏ０ｍ～１７５０ｍ，为一套河流相沉积，储层岩性为含砾中砂岩，储层　理论和实践研究表明，影响水平井开采效果的因素很多，其中水　平井开采油藏工程优化设计是否合理是影响水平井开采效果的主要因　素之一　。设计指标包括水平井在油层中的位置、水平段长度、水平　井产能等参数。　４．１水平井在油层中的位置优化　物性很好，平均孔隙度２７．８％，水平空气渗透率１　１９４．５×１０～¨　，垂　向空气渗透率５１８．４　ｘ　１０～　ｍ　，为高孔高渗储层，边水活跃，地层能　量充足。原油性质较好，地面原油密度０．８７８ｇ／ｃｍ　，粘度３９．９ｍＰａ．ｓ，　凝固点３２℃，含蜡１４　７％，含硫０．１７％，胶质沥青质２２％；地层原油密　度０．８４４ｇ／ｃｍ　，粘度１０．２ｍ　Ｐａ．ｓ，原始地层压力１７　４ＭＰａ，原始油气比　４，原油体积系数１．０３５，为低饱和油藏。地层水总矿化度１０１ｌ～　１３１２ｍｇ／１，氯离子１２４～２０４ｍｇ／ｌ，水型ＮａＨＣＯ　型。油藏地层压力系数　０．９５～０．９７左右，地层温度７ｌ℃左右，属正常地温和正常压力系统。　油层分布受断鼻构造的控制，表现为高油低水，高好低差的分布特　点，油藏类型为层状构造油藏。　台４断块从１９８９年１２月￣（［２００４年５月底实施水平井前相继有９口井　投入开发，开井７口，Ｈ产液水平２０１ｔ／ｄ，日产油水平１６ｔ／ｄ，综合含水　９２％，动液面在井口，平均单井日产油水平２．３ｔ／ｄ，采油速度０．３７％，　累积产油２５．５×１０ａｔ，累积产水７５．３×１０　ｍ　，采出程度１２．２８％。从开　发动态上反映：油井投产后初期产量均较高，边水能量较强，边水指　进现象严重，投产后很快见水，随着产油量的急剧下降，含水迅速上　升，投产较晚的２口井投产初期含水较高，产水量较大，产能递减　大，断块高部位控制程度低，储量动用状况差。　２水平井开发可行性分析　针对台４断块层状砂岩油藏，用Ｊｏｓｈｉ（乔西）公式计算水平井水　平段的最佳位置，用８表示水平井在油层中的偏心距，因油层有效厚　度ｈ为６ｍ，故偏心距８取ｌ、２、３ｍ等。根据台４断块水平井的目标位　置、目标层位以及周围直井的分布状况，水平井的水平段长度Ｌ在　２５０ｍ以内，水平段的目标层有效厚度ｈ在６ｍ左右，故设计Ｌ／ｈ取值为　ｓ（）、４（）、３０、２０等，即是水平井段长度Ｌ为３００、２４０、１８（Ｉ、ｌ２０ｍ。　从理论上分析，层状砂岩油藏钻水平井，偏心距８为０时，水平　井的产能最高，随着８的增大，水平井的产能逐步降低，降低幅度比　较小；当８达到最大３ｍ、水平与垂直渗透率比值Ｋｈ／Ｋ＝ｌ～ｌ０　时，水平井的水平段长度Ｌ在３００ｍ以内，其产油指数也能达到最大产　能的９３％以上。所以该层钻水平井时，其位置可以根据层内物性变化　或层内纵向上的非均质性，尽可能钻到油层物性较好的位置，避免钻　遇油层中的隔夹层，同时考虑到生产该层的直井都是生产油层的下　部，且含水比较高，建议在油层上部位置物性较好的位置钻水平井。　４．２水平井段长度优化　台４断块馆陶组油藏构造完整，油层埋深浅，储层物性好，渗透　率较高，地层能量充足，油井投产初期产量比较高，是部署水平井的　理想区块；由于油藏幅度低，边水指进现象严重，造成油井含水上升　快。在沿油藏顶部部署水平井，一方面即可以保持与油水边界有一定　在对台４断块钻水平井的水平段长度优化时，主要考虑目的层的　垂向渗透率、水平井生产时水平段内阻对水平井长度的影响、必须与　储层砂体发育规模相一致，并综合考虑井网部署和地面环境等因素。　在油藏特定地质条件和地面环境下，水平段长度设计并不是越长越　好，只有根据油藏地质条件、钻井成本和作业风险等优化研究，才　能获得比较好的开发效果和经济效益　。根据台４断块水平井的目标位　置、目标层位以及周围直井的分布状况以及周围直井上返开采的需　要，水平井的可能水平段长度在２５０ｍ左右。　４　３水平井轨迹设计　的距离，又可以减小生产压差，防止边水的突进，解决含水上升陕的　问题。另一方面水平井泄油半径大，能有效的增加单井控制储量…。　台４断块馆陶组油藏砂层发育，砂体横向分布稳定，连通性好，储层　厚度大，目前水平井开发技术可在有效厚度大于３ｍ的范围布井　。台　４断块实施水平井的区域储层有效厚度６ｍ，满足水平井调整要求。断　块内剩余油分布规律性强，具备部署水平井完善井网的潜力。平面上　剩余油主要分布在构造的高部位，纵向上剩余油主要分布在目的层的　夹层上部及夹层下部附近。钻水平井目的层剩余地质储量较高，具备　部署水平井完善井网的物质基础。　３精细地质模型的建立　（１）设计台４平１井，钻９号层水平段的轨迹如下：Ａ靶点距离断　层８０ｍ，距离台４—４井１４０ｍ，垂深１７２１．５ｍ，与目的层顶面相距　２．０ｍ，Ｂ靶点距离断层９０ｍ，距离台４一ｌｘ井１０５ｍ，垂深１７２１．０ｍ，与　目的层顶面相距１．５ｍ，设计的水平段长为２５０ｍ。　（２）设计台４平２井，钻１０＋１　１号层水平段的轨迹如下：Ａ靶点距　离断层３０ｍ，距离台４—４井１５０ｍ，垂￣Ｆ．１７３１．９ｍ，与目的层顶面相距　２．０ｍ，Ｂ靶点距离断层２５ｍ，距离台４一ｌｘ井１３０ｍ，垂深１７２９．５ｍ，与　目的层顶面相距２．０ｍ，设计的水平段长为２００ｍ。　（３）设计台４平３ｘ井大斜度水平井，钻７一ｌｌ号层水平段的轨迹如　下：Ａ靶点距离断层４０ｍ，距离台４—６ｘ井底４５ｍ，垂￣Ｉ１６９２．６ｍ，Ｂ靶　点距离断层１０ｍ，距离台４—１ｘ井２３０ｍ，垂深１７３５．６ｍ，设计的水平段　长度为２００ｍ。　（转２６页）　水平井的部署对油藏模型的精度要求比较高，只有建立了精细的　地质模型，才能确保水平井的成功钻探。在地质研究过程中，应用建　模软件系统Ｐｅｔｒｅｌ，在钻井测井资料经过地层对比、井斜、海拔、补　学术研讨　－呋’曩工科技２０１　２年第６期　交错井网与正对井网相比，在相同水平井长哪油／水井问距Ｂ条　件下，变化规律相近。　在确定条件下，注采井距Ｄ对井网滞留区面积的影响较大。　２．３井间距影响　（３）针对今后的水平井井网设计，从势能的角度给出了合理的　水平井长度、注采井距与井间距的影响关系。　（符号注释：ｋ一渗透率，１（）一　ｍ！；　一粘度，ｍＰａ‘ｓ；ｈ－水平井距离油　层低部距离，ｍ；卜水平井段长度，ｍ；Ｑ一水平井的流量，ｍ３／ｓ；Ｑ　无因次　产量，１。）　（１）井间距Ｂ的影响一正对井网。水平井长度Ｌ和注采井距Ｄ　均为５０１）ｍ，研究不同油／水井间距Ｂ下井问势大小、势差（井点０势一　井间Ｘ势）的变化。　参考文献　【１１姜洪福，隋军，庞彦明，等特低丰度油藏水平井开发技术研究与应　用ｌＪ】石油勘探与开发，２００６，３３（３）：３６４—３６８　ｆ２１秦宗超，刘迎责，刑维奇，等水平井地质导向技术在复杂河流相油　田中的应用：以曹妃甸１１２１油田为侈０Ⅱ】石油勘探与开发，２００６，３３（３）：３７８—　３８２　图９势随距离的变化　图１０势差随距离的变化　［３】周海民，常学军，郝建明，等冀东油田复杂断块油藏水平井开发技　术与实践［『】石油勘探与开发，２００６，３３（５）：６２２—６２９　【４】相建民．塔里木油田水平井高效开发技术Ⅱ］石油勘探与开　发，２００６，３３（６）：７２２—７２８　在水平井间隔区域，势能、ｘ方向势差都随井间距Ｂ的增大而减　小，最终趋向平缓；井间距Ｂ越短，对井间的作用越强，但势能下　降、势差降低幅度都较大。　在相同长度Ｌ和注采井距Ｄ条件下，油／水井间距Ｂ越长，势、势　差变化越大，水平段的绕流越明显；但在确定井间距条件下，井间中　心区域存在明显的滞留区。　（２）井间距Ｂ的影响…交错井网。水平井长度Ｌ和注采井距Ｄ　均为５０ｌ／ｍ，研究不同ｉｌｌ水井间距Ｂ下井问势大小、势差（井点０势一　［５］　韩学强．美国首次实施水平井注水法采油Ⅱ】世界石油工业，１９９２　（１０）：１９　【６】Ｐｅｔ　ｒｏｌｅｕｍ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｄｉｔｏｒａｌ　Ｂｏａｒｄ．Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｗｅｌｌｓ　ｉｎｊｅｃｔ　ｎｅｗ　ｌｉｆｅ　ｉｎｔｏ　ｍａｔｕｒｅ　ｆｉｅｌｄⅡ】Ｐｅｔ　ｒｏｌｅｕｍ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，１９９２，　６４（４）：４９—５０　井间ｘ势）的变化。　『７１王国清．利用水平井注水可以提高老油田的注水量、采油量和原　油采收率【ｌ＿．石油情报，１９９２，（４７）：１２２　［８】Ｔａｂｅｒ　Ｊ　Ｊ，Ｓｅｒｉｇｈｔ　Ｒ　Ｓ　Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｗｅｌｌｓ　ｆｏｒ　ＥＯＲ　ｏｒ　ｗａｔｅｒｆｌｏｏｄｉｎｇ［Ａ］ＳＰＥ　２３９５２，１９９２　８７—１００　；　图１１势随距离变化的关系　墨　，　［９】Ｉｓｍａｉｌ　Ｍｏｓｔａｆａ　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ａｎｄ　ｇａｓ　ｐａｔｔｅｒｎ　ｆｌｏｏｄｉｎｇ　ｕｓｉｎｇ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｗｅｌｌｓ　ｉｎ　ｔｉｇｈｔ　ｃａｒｂｏｎａｔｅ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ【Ａ１．ＳＰＥ　２５５９９，１９９３　２９—４２　【１０】Ｎｉｊｓ　Ｎｅｄｅｒｖｅｅｎ，Ｍｉｃｈａｅｌ　Ｄａｍｍ　Ｂａｓａｌ　ｗａｔｅｒｆｌｏｏｄｉｎｇ　ｏｆ　ｔｉｇｈｔ　ｃｈａｌｋ　ｉｆｅｌｄ　ｗｉｔｈ　ｌｏｎｇ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｆｒａｃｔｕｒｅｄ　ｉｎｊｅｃｔｏｒｓ［Ａ１．ＳＰＥ　２６８０２，１９９３　４９７—５０５　［１　１】　Ｆｅｒｒｉｒａ　Ｈ，Ｍａｍｏｒａ　Ｄ　Ｄ，Ｓｔａｒｔｚａｎ　Ｒ　Ａ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｆ　ｗａｔｅｒｌｏｏｄｉｆｎｇ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｗｅｌｌｓ『Ａ】ＳＰＥ　３５２０８，１９９６．５２９—５３４　图１２势差随距离变化的关系　交错井网与正对井网相比，在相同水平井长Ｌ和注采井距Ｄ条件　下，变化规律相近。在确定条件下，油／水井间距Ｂ对井网水淹面积的　影响较大。　油，水井间距Ｂ越大，井网水淹面积越大；但井间中心区域滞留区　亦逐渐增大。　３结语　【１２】Ｚａｋｉｒｏｖ　Ｓ　Ｎ，Ｚａｋｉｒｏｖ　Ｉ　Ｓ　Ｎｅｗ　ｍｅｔ　ｈｏｄｓ　ｆｏｒ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｏｉｌ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｏｆｔｈｉｎ　ｏｉｌ　ｒｉｍｓ［Ａ］ＳＰＥ　３６８４５，１９９６　２６１　２６７　［１３】Ｄａｋｅ　Ｌ　Ｐ，ＳｕｔｃｕｌｉｆＰ　Ｇ，Ｔｗｅｅｄｉｅ　Ａ　Ａ　Ｐ　Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｈｙｄｒｏ２　ｃａｒｂｏｎ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ　ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ／ｏｒ　１ｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｗｅｌｌｓ［Ｒ１　Ｈａｇｕｅ：９ｔｈ　Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　Ｏｉｌ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ，１９９７　［１４】刘月田，张吉昌各向异性油藏水平井网稳定渗流与产能分析叫　石油勘探与开发，２００４，３１（１）：９４—９６　（１）建立了一套方法对平行正对水平井井网和平行交错水平井　井网在空间势的大小进行了量化分析。　（２）两种水平井形势下，势能、ｘ方向势差均随距离的增大而　减小；在井间中心区域存在明显的滞留区。　作者简介究生。　柴项羽（１９８５一），西南石油大学油气田开发专业硕士研　（收稿日期：２０１２－－０３—３０）　（接１４２页）４　４产能预测　６结论　水平井初期产能预测方法主要有两类：公式直接计算法、与直井　类比法。影响水平井产能的因素很多，主要有水平井段长度、油层厚　度、储层物性各向异．性、油层污染程度。公式法计算结果的可靠受各　种参数选取的影响，误差较大…。而与直井类比法将理论计算与周围　直井生产实际相结合，因而产能预测结果较接近实际。根据该块储　（１）处于高含水期的低幅度边水油藏剩余油平面上主要分布在　构造的较高部位；纵向上主要分布在目的层的夹层上部及夹层下部附　近。　层特点，综合分析产能影响因素，用类比法预测所钻水平井的采油指　数为直井的３倍，台４断块直井日产液平均为３３ｔ，所钻水平井在目前　油层条件下日产液能力能够达￣１］１００ｔ／ｄ，预测ｓ年内累计阶段累计产油　３．Ｉ）ｘ　１０　ｔ，累计产水２７×１０　ｍ　。　５实施效果分析　（２）针对台４断块Ｎｇ　Ｉ油组构造高部位剩余油的水平井开发试　验取得了较好效果，初期单井日产油５６ｔ，采收率提高１５％。　（３）本断块部署水平井的成功经验对类似油藏有较大的推广价　值，同时对高含水期的低幅度边水油藏剩余油的高效开发，进一步提　高采收率提供了强大的技术支撑。　参考文献　【１］杨广林利用水平井技术开发低幅度边水油藏Ｕ】内蒙古石油化　工．２００９．１３：６７　在钻探水平井过程中，依据地震解释成果图、三维地质模型、测　井解释成果图，结合ＬＷＤ监控仪、岩屑录井。实时对水平段钻井进　行预测跟踪、校正和调整，指导钻井轨迹运行，实现了在油层顶部　的穿行，保证了较高的油层钻遇率。　在台４断块共实施３口水平井，投产初期合计日产纯油１２０ｔ／ｄ，到　２０１２年３月底合计日产油水平４０ｔ／ｄ，综合含水９３．３％，累计产油７．６５ｘ　１０‘ｔ，取得了较好的开发效果和经济效益。　『２１朱桂平水平井技术高效开发草２（）馆陶西北部薄层特稠油油藏　Ⅲｌ】＿内江科技，２０１１，１２：１３２　Ｉ　３罗彩珍，等水平井技术在西柳１ｏ断块低渗透薄层油藏挖潜中的应　３】用ⅡＪ＿石油天然气学报（江汉石油学院学报），２（）（）９，３１（４）：２８１　作者简介郝秀敏（１９６３一），女，工程师，一直从事油藏综合地　质研究工作。　（收稿日期：２０１２—０４—１１）