于家義，謝 軍，吳美娥，劉文銳，劉長(zhǎng)地，張 美，徐建紅

中石油吐哈油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 哈密

1. 引言

近年來(lái)，致密油已成為全球非常規(guī)石油勘探開發(fā)的亮點(diǎn)領(lǐng)域。美國(guó)開發(fā)致密油成功的主體思路是利用水平井加多段改造工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)體積改造，增加油藏改造體積，從而實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。由于基本采用衰竭式開采，儲(chǔ)層能量得不到補(bǔ)充，導(dǎo)致壓后裂縫導(dǎo)流能力無(wú)法穩(wěn)定，引起油井產(chǎn)量急劇下降[1][2]。我國(guó)致密油儲(chǔ)集層多為頁(yè)巖、砂巖和碳酸鹽巖，在開發(fā)上整體借鑒美國(guó)致密油開發(fā)思路采用水平井加多段壓裂技術(shù)，并結(jié)合自身儲(chǔ)層特點(diǎn)，在工藝參數(shù)上進(jìn)行優(yōu)化，但基本采用衰竭式開采，其他補(bǔ)充能量的方式也正在探索之中。

三塘湖盆地條湖組馬中致密油與國(guó)內(nèi)外已發(fā)現(xiàn)的致密油在儲(chǔ)集層巖性、生儲(chǔ)接觸關(guān)系、原油密度方面均有不同[3]。在衰竭式開采的過(guò)程中面臨油井產(chǎn)量遞減快的難題。

2. 油藏特征

三塘湖條湖組馬中致密油油藏與國(guó)內(nèi)外已發(fā)現(xiàn)的其他致密油油藏存在一定差異[3][4][5]。首先烴源巖與儲(chǔ)集層不是緊密接觸而是源儲(chǔ)分離，中二疊統(tǒng)蘆草溝組(P2l)二段烴源巖生成的原油沿?cái)鄬酉蛏线\(yùn)移100～500 m，穿過(guò)條湖組一段火山熔巖，在條湖組二段沉凝灰?guī)r中聚集[5]；其次儲(chǔ)集層巖性是沉凝灰?guī)r。

該油藏局部構(gòu)造為一南東向北西傾伏的單斜構(gòu)造，儲(chǔ)集層巖性單一，非均質(zhì)性較弱。油層厚度15 m左右，平均孔隙度15.5%，平均滲透率0.36 mD，以納米孔喉為主，屬中高孔、特低滲儲(chǔ)集層。地層原油密度0.86 g/cm3、黏度58.80 mPa?s，屬于中質(zhì)高黏原油。

3. 開發(fā)中存在的問題

三塘湖條湖組馬中致密油油藏于2012年發(fā)現(xiàn)，該油藏初期采用準(zhǔn)衰竭式開采。投產(chǎn)水平井55口，初期3個(gè)月平均單井產(chǎn)量穩(wěn)定(13.5 t/d)，隨后表現(xiàn)出致密油油藏水平井開發(fā)的普遍難題，即單井產(chǎn)量遞減快[6][7][8]。壓力測(cè)試發(fā)現(xiàn)，致密油地層壓力逐年下降，由開發(fā)初期的23.0 MPa降至目前的6.8 MPa，31口井產(chǎn)量雙曲遞減規(guī)律分析得到首年遞減率為57.5%。

4. 改善開發(fā)效果方法研究

4.1. 改善開發(fā)效果方法優(yōu)選

為改善開發(fā)效果，前期對(duì)油井開展了多種治理措施。其中試驗(yàn)注水吞吐2井次、平均單井初期日增油10.7 t，平均單井累計(jì)增油1106 t。試驗(yàn)補(bǔ)能壓裂2井次，平均單井初期日增油8.5 t，平均單井累計(jì)增油1328 t。證明注水吞吐、補(bǔ)能壓裂2種措施改善開發(fā)效果好。

在井網(wǎng)二次加密后，為開展水驅(qū)創(chuàng)造了有效驅(qū)替條件。油藏開發(fā)方式完善為：先衰竭式開采；當(dāng)單井產(chǎn)量降低至3.0 t/d后進(jìn)行注水吞吐、補(bǔ)能壓裂；多輪次吞吐后轉(zhuǎn)水驅(qū)開采。目前處于前兩個(gè)階段，筆者針對(duì)注水吞吐、補(bǔ)能壓裂開發(fā)階段進(jìn)行了研究。

4.2. 注水吞吐增油機(jī)理研究

注水吞吐主要的增油機(jī)理主要包括提升地層壓力、油水重力分異和滲吸排油等3個(gè)方面[9]。三塘湖條湖組馬中致密油油藏巖心壓裂液作用前后潤(rùn)濕性測(cè)試結(jié)果表明，儲(chǔ)集層表現(xiàn)為弱親水-親水特征，壓裂液作用后潤(rùn)濕性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水-強(qiáng)親水特征(圖1)。因此，三塘湖條湖組馬中致密油油藏單井注水吞吐增油機(jī)理是以提升地層壓力和發(fā)生在裂縫與通過(guò)裂縫溝通的基質(zhì)孔隙中的滲吸排油為主，以油水重力分異為輔。

Figure 1. The core wettability comparison before and after the fracturing fluid used in Mazhong Tight Oil Reservoir圖1. 馬中致密油巖心壓裂液作用前后潤(rùn)濕性對(duì)比

4.3. 注水吞吐參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

運(yùn)用常規(guī)建模技術(shù)建立了馬中致密油油藏單口水平井地質(zhì)模型，Eclipse軟件模擬油藏衰竭開采1年后開展注水吞吐，對(duì)關(guān)鍵施工參數(shù)(注入量、注入速度、燜井時(shí)間、吞吐輪次)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，模擬過(guò)程中采用單一變量原則。

參數(shù)優(yōu)化結(jié)果表明：增加累計(jì)注水量，吞吐增油量增加但換油率減小，推薦累計(jì)注水10,000 m3(圖2(a))；注水速度對(duì)吞吐增油效果影響不大，推薦注水速度400 m3/d，現(xiàn)場(chǎng)也可根據(jù)實(shí)際注入能力進(jìn)行調(diào)整(圖2(b))；增加燜井時(shí)間對(duì)吞吐增油效果影響不大，推薦燜井時(shí)間30 d (圖2(c))；隨著吞吐輪次增加，增油效逐漸變差，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益，推薦開展3輪吞吐(圖2(d))。

Figure 2. The oil increment effect of single well soaking under different parameters圖2. 不同參數(shù)下的單井吞吐增油效果

5. 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用情況

5.1. 注水吞吐實(shí)施情況

馬中致密油注水吞吐第1輪次已實(shí)施20口井，措施有效率90%。投產(chǎn)時(shí)間大于150 d的18口措施井平均單井累計(jì)注水9654 m3、吞吐后平均排液3 d、日增油6.6 t，單井平均累計(jì)增油724 t，其中23.1%的井仍在受效期，預(yù)測(cè)單井累計(jì)增油可達(dá)900 t，提高采收率0.3%。

注水吞吐第2輪次已實(shí)施7井次，投產(chǎn)2井次，平均單井累計(jì)注水10003 m3，吞吐后平均排液4 d、初期日增油9.2 t、平均已投產(chǎn)116 d，單井平均累計(jì)增油600 t。

5.2. 補(bǔ)能壓裂實(shí)施情況

截止到2018年初，馬中致密油補(bǔ)能壓裂已實(shí)施8井次，措施有效率100%，平均單井累計(jì)注入液量13275 m3，措施后平均排液4 d、初期日增油9.7 t、平均已投產(chǎn)175 d，單井平均累計(jì)增油1061 t，5口井仍在受效期。預(yù)測(cè)單井累計(jì)增油1500 t，提高采收率0.6%。

6. 結(jié)論

1) 對(duì)于微裂縫發(fā)育或經(jīng)人工造縫后形成復(fù)雜縫網(wǎng)(整體上單井控制范圍近似為相對(duì)獨(dú)立封閉式儲(chǔ)集體)的致密油油藏，注水吞吐、補(bǔ)能壓裂是提高采收率的有效方式。

2) 馬中致密油油藏預(yù)測(cè)單井首輪注水吞吐累計(jì)增油為900 t，提高采收率0.3%；預(yù)測(cè)單井補(bǔ)能壓裂累計(jì)增油1500 t，提高采收率0.6%。