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      低滲透油田油藏精細(xì)描述的研究和應(yīng)用

      2017-03-04 02:28:48謝耀榮趙曉紅陳念偉張紅濤畢建霞北京凱博瑞石油科技有限公司北京100083
      化工管理 2017年3期
      關(guān)鍵詞:油藏儲(chǔ)層油田

      謝耀榮 趙曉紅 陳念偉 張紅濤 畢建霞(北京凱博瑞石油科技有限公司,北京 100083)

      低滲透油田油藏精細(xì)描述的研究和應(yīng)用

      謝耀榮 趙曉紅 陳念偉 張紅濤 畢建霞(北京凱博瑞石油科技有限公司,北京 100083)

      在油田開發(fā)的過程中,通過油藏精細(xì)描述技術(shù)的合理應(yīng)用,可以以地質(zhì)模型的形式對(duì)油藏的潛力進(jìn)行描述,為優(yōu)化油田開發(fā)決策具有重要的意義,所以油藏精細(xì)描述技術(shù)在目前油田開發(fā)和管理的過程中得到較廣泛的應(yīng)用。在此背景下,本文針對(duì)低滲透油田油藏精細(xì)描述的研究和應(yīng)用問題展開系統(tǒng)的分析,并結(jié)合某低滲透油田鄂爾多斯盆地靖安油田五里灣長(zhǎng)6油藏的實(shí)際數(shù)據(jù),對(duì)其應(yīng)用過程進(jìn)行說明,為油田企業(yè)應(yīng)用油藏精細(xì)描述技術(shù)提供參考。

      油藏精細(xì)描述技術(shù);低滲透油田;研究與應(yīng)用

      一般情況下,油層儲(chǔ)層滲透率、豐度和單井產(chǎn)能均較低的油田就被視為低滲透油田,我國(guó)低滲透油田面積廣泛,目前已經(jīng)探測(cè)到的低滲透油田的油藏儲(chǔ)量已經(jīng)達(dá)到全國(guó)油藏儲(chǔ)量的2∕3,如何保證開發(fā)潛力巨大的低滲透油田在開發(fā)前可以得到全面、準(zhǔn)確的描述,為確定開采策略提供可靠的依據(jù)一直是低滲透油田開發(fā)企業(yè)探索的問題,而油藏精細(xì)描述技術(shù)可以為解決此問題提供有效的“工具”。

      1 油藏精細(xì)描述技術(shù)分析

      在油田勘探難度逐漸提升和成像測(cè)井技術(shù)、核磁共振測(cè)井技術(shù)、隨鉆測(cè)井等新技術(shù)、新方法不斷完善的作用下,人們逐漸認(rèn)識(shí)到對(duì)油田儲(chǔ)層進(jìn)行精細(xì)研究,了解儲(chǔ)層定性和定量評(píng)價(jià)結(jié)果等對(duì)老油田穩(wěn)產(chǎn)、提升開采安全性等方面的重要性,并結(jié)合地震精細(xì)化研究的相關(guān)成果,創(chuàng)建了油藏精細(xì)描述技術(shù)[1]。油藏精細(xì)描述技術(shù)的形成基于油藏描述的定量發(fā)展,其主要性能是通過建立油藏地質(zhì)模型對(duì)地質(zhì)體的具體情況進(jìn)行揭示和反應(yīng),在具體應(yīng)用的過程中主要包括前期地質(zhì)研究、建立可視化三維地質(zhì)模型和模擬油藏?cái)?shù)值三個(gè)方面[2]。在進(jìn)行油藏?cái)?shù)值模擬的過程中,要在開發(fā)初期和開發(fā)的中后期分別進(jìn)行,在開發(fā)初期模擬的主要目的是對(duì)具體的油藏開發(fā)方式進(jìn)行評(píng)價(jià),對(duì)生產(chǎn)體系、開發(fā)部署等進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)具體的生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整等;而在開發(fā)的中后期,主要是在油藏開發(fā)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行精度優(yōu)化,對(duì)剩余油藏的分布規(guī)律進(jìn)行定量分析,對(duì)油藏生產(chǎn)方案進(jìn)行調(diào)整,確定有利于采收率提升的具體措施等。

      2 低滲透油田油藏精細(xì)描述的應(yīng)用過程分析

      要保證油藏精細(xì)描述技術(shù)在低滲透油田開發(fā)過程中得到合理、有效的應(yīng)用,首先要了解應(yīng)用個(gè)階段的主要工作,筆者以,低滲透油田鄂爾多斯盆地靖安油田五里灣長(zhǎng)6油藏為例,對(duì)精細(xì)描述的具體應(yīng)用過程進(jìn)行探索。

      2.1 前期地質(zhì)研究過程中油藏精細(xì)描述技術(shù)的應(yīng)用

      所謂前期地質(zhì)研究過程即油田儲(chǔ)量評(píng)價(jià)基本滿足實(shí)際需要后,為推動(dòng)油田開發(fā),通過“提前介入、向后延伸”的模式對(duì)油田具體的地質(zhì)油藏、鉆井完井、才有工藝、生產(chǎn)作業(yè)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、報(bào)告標(biāo)志、ODP開發(fā)方案等方面資料進(jìn)行整理分析和動(dòng)態(tài)跟蹤的過程,此過程的順利、全面實(shí)現(xiàn),對(duì)縮減油田發(fā)現(xiàn)至投產(chǎn)的時(shí)間消耗,提升油田的經(jīng)濟(jì)效益具有積極作用[3]。在前期地質(zhì)研究過程中,精細(xì)試井解釋技術(shù)、油井初期產(chǎn)能評(píng)價(jià)技術(shù)、油田全范圍類比技術(shù)、流體性質(zhì)評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)技術(shù)、多井型相結(jié)合井網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)等都要得到廣泛的應(yīng)用,以此獲得精細(xì)描述各方面的實(shí)際數(shù)據(jù)。

      例如,低滲透油田鄂爾多斯盆地靖安油田五里灣長(zhǎng)6油藏在前期地質(zhì)研究的過程中,通過油藏精細(xì)描述技術(shù)發(fā)現(xiàn),油藏地層厚度在100至130米之間,含有層是三疊系延長(zhǎng)組中的6油層組,截止目前油田開發(fā)活動(dòng)中通過建成的545口油井和197口水井,使動(dòng)用的油田面積和地質(zhì)儲(chǔ)量分別達(dá)到了150平方千米左右和8154×104噸左右,整體產(chǎn)油量達(dá)到了每天2484噸左右,換言之每口油井在每天的產(chǎn)油量可以達(dá)到4.6噸左右[4]。另外通過油藏精密描述技術(shù)可以發(fā)現(xiàn),該低滲透油田的平均孔隙率和平均滲透率分別在0.13左右和1.10×10-3μm2左右,滿足低滲透油田對(duì)滲透率和孔隙度的基本要求。除此之外,該油田的油層組可以劃分成包含水下分流河道、河口壩等在內(nèi)的6個(gè)沉積微相。

      在進(jìn)行油藏精細(xì)描述的過程中,通過對(duì)油藏滲透率、孔隙度等因素分析可以判斷油田自身是否屬于低滲透油田;基于巖層與沉積構(gòu)造序列、沉積旋回等,通過標(biāo)志層和輔助標(biāo)志層分別對(duì)砂層組和小層進(jìn)行控制,對(duì)油田的儲(chǔ)層進(jìn)行劃分,有利于進(jìn)行油田層位的準(zhǔn)確定位,并對(duì)其分布規(guī)律進(jìn)行判斷,如油水分異是否明顯等[5]。對(duì)油田地質(zhì)的沉積微相進(jìn)行研究可以對(duì)油層的發(fā)育和分布進(jìn)行判斷,甚至了解油層的結(jié)構(gòu)和流動(dòng)單元分析具有信息支撐作用,需要注意的是地質(zhì)的滲透率和孔隙度等數(shù)據(jù)也是對(duì)油層流動(dòng)單元進(jìn)行分析的重要依據(jù),可以為評(píng)價(jià)目前動(dòng)態(tài)開采方案的合理性和科學(xué)性以及對(duì)目前動(dòng)態(tài)開采方案進(jìn)行調(diào)整提供直接的、可靠的依據(jù)。

      2.2 建立三維地質(zhì)模型和確定模擬油藏?cái)?shù)值中油藏精細(xì)描述技術(shù)的應(yīng)用

      建立的三維可視化地質(zhì)模型不僅要可以對(duì)低滲透油田的構(gòu)造、儲(chǔ)層、流體空間分布等方面進(jìn)行客觀、準(zhǔn)確的反應(yīng),而且要可以顯示出低滲透油田目前在地下空間中的實(shí)際分布狀態(tài),可見此模型實(shí)際上是用數(shù)字化的形式對(duì)油田現(xiàn)有情況進(jìn)行反應(yīng)的過程。例如低滲透油田鄂爾多斯盆地靖安油田五里灣長(zhǎng)6油藏在建立三維地質(zhì)模型的過程中,通過對(duì)沉積相、儲(chǔ)層測(cè)井及物性、測(cè)井二次解釋等方面進(jìn)行系統(tǒng)的分析,并在隨機(jī)建模軟件的基礎(chǔ)上,可以建立出低滲透油田相對(duì)應(yīng)的滲透率模型、孔隙率模型、土層原始有效厚度模型等,在模型建立的過程中,考慮到可視化的實(shí)際需要,網(wǎng)格尺寸、網(wǎng)格規(guī)模都要合理的確定,其通常分別為25米×25米×0.5米和494×530×115,在對(duì)其他低滲透油田進(jìn)行三維可視化建模的過程中,可以結(jié)合實(shí)際情況對(duì)網(wǎng)格尺寸和網(wǎng)格規(guī)模進(jìn)行合理的調(diào)整[6]。在此基礎(chǔ)上要對(duì)網(wǎng)格方向、模擬層設(shè)置、網(wǎng)格總數(shù)等方面進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),保證模擬的精度,在案例低滲透油田建模的過程中,筆者選擇的網(wǎng)格方向是應(yīng)力方向,選擇的模擬層間距為3米,選擇的網(wǎng)格總數(shù)為247×265×23,基本滿足精度模擬的實(shí)際需要。需要注意的是為保證建立的低滲透油田三維可視化模型可以真實(shí)、全面的反映出油田目前的狀態(tài),在建模后要按照其動(dòng)態(tài)變化的實(shí)際情況對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。例如案例油田所處的地層深度決定,油藏在水力壓力的作用下生成了諸多垂直裂縫,所以在完成上述三維可視化建模過程后,要結(jié)合等值滲流阻力法原理、等連通系數(shù)法原理等對(duì)儲(chǔ)層滲透率模型進(jìn)行有效的修正,使模型可以客觀的反應(yīng)出井筒附近地層的滲透率、井間連通性等。

      在三維可視化地質(zhì)模型建立后,要對(duì)模擬油藏?cái)?shù)值進(jìn)行確定,這是油藏精細(xì)描述技術(shù)在低滲透油田中應(yīng)用的核心環(huán)節(jié),所謂油藏?cái)?shù)值模擬,實(shí)際上就是通過計(jì)算機(jī)所具有的顯示技術(shù)和目前形成的人工智能技術(shù)等非地下油水的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行模擬的過程,在模擬的過程中,不僅可以表現(xiàn)出油田地下油水在某一時(shí)刻的分布狀態(tài),而且可以對(duì)其在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的油藏動(dòng)態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)[7]。需要注意的是在油藏?cái)?shù)值模擬的過程中,要將模型中原本設(shè)定的模擬層進(jìn)一步細(xì)化,直至到達(dá)單砂層,所以模型的網(wǎng)格數(shù)量會(huì)突破百萬(wàn),這種精細(xì)化的模擬表述,可以保證油田有份分布模擬的準(zhǔn)確性和客觀性。在進(jìn)行油藏?cái)?shù)值模擬的過程中,要對(duì)模型進(jìn)行歷史擬合,通過油田真正的歷史數(shù)據(jù)輸入和模擬器的運(yùn)行,判斷模型所獲取的數(shù)據(jù)與油田目前的實(shí)際情況是否相符,以此推斷模型建立的可靠度和可信度,然后在歷史擬合結(jié)果較理想的前提下,通過模型對(duì)油田具體的油水比、油藏壓力、油藏采收率等進(jìn)行確定,為低滲透油田的開發(fā)和管理提供依據(jù)。例如,案例油田在利用模擬油藏?cái)?shù)值技術(shù)后,確定預(yù)測(cè)方案中最低流動(dòng)壓力和最高流動(dòng)壓力分別為3兆帕和35兆帕,在擬合2004年中期以前歷史數(shù)據(jù)后,對(duì)2004年下半期至2016年末的油田油水分布狀態(tài)進(jìn)行了模擬,模擬中將每口井每天的生產(chǎn)量確定為5噸,注采比確定在1.0至1.15之間,結(jié)合目前該油田的開采狀況可以發(fā)現(xiàn),其預(yù)定的開采方案較為合理,油藏精細(xì)描述技術(shù)得到了較理想的應(yīng)用。

      3 油藏精細(xì)描述技術(shù)在低滲透油田中應(yīng)用的效果

      在低滲透油田應(yīng)用油藏精細(xì)描述技術(shù)不僅可以為確定開發(fā)技術(shù)接線和了解剩余油分布負(fù)率提供依據(jù),而且可以達(dá)到以下效果:

      3.1 推動(dòng)老油田的穩(wěn)產(chǎn)

      在油藏精細(xì)描述技術(shù)的應(yīng)用過程中,可以通過確定的沉積相、沉積微相等因素,對(duì)低滲透性油田的油砂體分布規(guī)律、砂體的剖面連通性等,進(jìn)一步提升流體單元?jiǎng)澐值目茖W(xué)性和合理性,然后通過對(duì)應(yīng)的擴(kuò)邊滾動(dòng)技術(shù)進(jìn)行油體的開發(fā),這對(duì)提升油田的產(chǎn)量具有積極的作用。

      3.2 保證注水量的合理性和科學(xué)性

      在油藏精細(xì)描述技術(shù)的作用下,可以對(duì)油藏壓力分布狀況進(jìn)行較全面的認(rèn)識(shí),在此基礎(chǔ)上結(jié)合油藏體剖面油水井分布情況和已有的歷史注水?dāng)?shù)據(jù)等,可以對(duì)注水方案進(jìn)行有效的調(diào)整。例如案例工程在實(shí)際開發(fā)和管理的過程中,對(duì)油藏中部、背部和邊部的注水壓力進(jìn)行了區(qū)別處理,一方面對(duì)油田中存在的異常高壓區(qū)域進(jìn)行了有效的控制,另一方面使案例油田整體的能量分布更加均衡。在注水量合理調(diào)控的過程中,如果結(jié)合酸化調(diào)劑、油井補(bǔ)孔壓裂等技術(shù)使用,對(duì)改善油藏體的動(dòng)用程度也會(huì)具有積極的作用。

      3.3 對(duì)改善油田單井的日平均生產(chǎn)能力具有積極的作用

      通過油藏精細(xì)描述技術(shù),可以更加深入的對(duì)油田中個(gè)別油井產(chǎn)量相對(duì)低下的原因進(jìn)行探析,而且可以結(jié)合探析結(jié)果對(duì)油田邊部網(wǎng)井進(jìn)行合理的調(diào)整,并對(duì)水流的驅(qū)動(dòng)方向進(jìn)行改善,進(jìn)而保證單井的日平均生產(chǎn)能力的提升。例如案例油田在應(yīng)用油藏精細(xì)描述技術(shù)后,通過以上兩種措施,使油井單口每日產(chǎn)油量提升2.04噸左右,對(duì)提升油田企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有重要的作用。

      除上述效果外,筆者認(rèn)為在油藏精細(xì)描述技術(shù)的作用下,油田在開發(fā)和管理的過程中,可以結(jié)合油藏水流動(dòng)相分布的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行決策的設(shè)計(jì)和優(yōu)化,這在一定程度上對(duì)提升油田企業(yè)的開發(fā)管理決策的可行性、實(shí)施效果具有積極的作用,而且可以避免油田企業(yè)在油田開發(fā)過程中資金投入的不必要浪費(fèi)。

      4 結(jié)語(yǔ)

      通過上述分析可以發(fā)現(xiàn),現(xiàn)階段人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到低滲透油田開發(fā)在我國(guó)油氣能源生產(chǎn)過程中的重要性,并有意識(shí)的將油藏精細(xì)描述技術(shù)應(yīng)用于低滲透油田開發(fā)和管理的過程中,為優(yōu)化低滲透油田開發(fā)和管理過程中采用的決策提供參考,這是低滲透油田開發(fā)安全性提升,管理理念更加完善的具體體現(xiàn),應(yīng)在不斷優(yōu)化的基礎(chǔ)上不斷推廣。

      [1]宋剛祥.鴨兒峽油田油藏開發(fā)評(píng)價(jià)與后期開發(fā)調(diào)整研究[D].長(zhǎng)江大學(xué),2013.

      [2]郭順.陜北地區(qū)特低滲油藏精細(xì)描述與剩余油分布規(guī)律研究[D].西北大學(xué),2011.

      [3]崔晶,崔磊.低滲透油田油藏精細(xì)描述的研究和應(yīng)用[J].石化技術(shù),2015,10:226.

      [4]包琪宗.姬塬油田樊學(xué)長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6區(qū)塊精細(xì)油藏描述[D].西安石油大學(xué),2014.

      [5]胡青.西峰油田低滲透油藏開采技術(shù)研究[D].西安石油大學(xué),2014.

      [6]王友啟.勝利油田高含水期油藏水驅(qū)精細(xì)調(diào)整技術(shù)方向[J].石油鉆探技術(shù),2011,01:101-104.

      [7]汪鴻鵬,胡銘寰,火寧,肖進(jìn)軍.油藏精細(xì)描述及儲(chǔ)層評(píng)價(jià)技術(shù)在七個(gè)泉油田的應(yīng)用[J].青海石油,2011,04:25-32.

      謝耀榮(1962-),男(漢族),甘肅 甘谷,高級(jí)工程師,主要研究方向:油藏精細(xì)描述;油藏水平井開發(fā)效果評(píng)價(jià)及技術(shù)政策優(yōu)化研究;天然氣成藏與主控因素研究。

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