馬雄強,李坤潮,韓波(山西能源學院,山西 晉中 030600)
鄂爾多斯盆地位于我國中西部地區(qū),具有東高西低的特點[1],是我國第二大沉積盆地[2]。該地區(qū)煤炭、石油、天然氣等儲量位居我國前列[3],礦產(chǎn)種類豐富,開發(fā)潛力巨大,是我國重要的資源聚寶盆。鄂爾多斯盆地地形呈現(xiàn)東高西低的特征,整體較為平緩,坡降較小,構造簡單[4]。在鄂爾多斯盆地中,致密油田分布十分廣泛,資源總量巨大[5],是我國未來一段時期油氣開發(fā)的主戰(zhàn)場之一[6]。
鄂爾多斯盆地油氣資源儲量可觀,但開采難度極大[7]。通過研究鄂爾多斯盆地某致密油區(qū)塊的開發(fā)方式,將為鄂爾多斯盆地致密油藏的開發(fā)提供指導和借鑒,從而助力我國非常規(guī)油氣資源的發(fā)開。
鄂爾多斯致密油某區(qū)塊屬于背斜構造,內(nèi)部沒有較大斷層切割,構造較為完整,呈現(xiàn)西南方向的展布。區(qū)塊含油面積14 km2,儲層厚度12 m。
鄂爾多斯致密油某區(qū)塊儲層為致密砂巖,滲透率為0.3×10-3~1.5×10-3μm2,孔隙度8.2%~12.6%,孔喉個數(shù)較少,孔隙半徑不大,儲層物性較差。
鄂爾多斯致密油某區(qū)塊現(xiàn)有生產(chǎn)井29口,均為水平井,水平段長度為300~500 m,日產(chǎn)液量263 m3,平均含水率65%。區(qū)塊現(xiàn)有注水井16口,日注水78 m3。地層壓力12.7 MPa。
區(qū)塊內(nèi)部分生產(chǎn)井的含水率超過85%,多數(shù)生產(chǎn)井存在含水率過高,含水率上升速度過快,見水早等問題。區(qū)塊累積產(chǎn)油6.5×104t,采出程度較低,具有較大的開發(fā)潛力。
鄂爾多斯致密油某區(qū)塊天然裂縫較為發(fā)育,有利于致密油生產(chǎn)井初期的生產(chǎn)。如圖1所示,與天然裂縫不發(fā)育的致密油區(qū)塊相比,鄂爾多斯致密油某區(qū)塊的生產(chǎn)井初期產(chǎn)能高出大約15%。但是天然裂縫所能溝通的范圍有限,在生產(chǎn)井生產(chǎn)一段時間后,即會出現(xiàn)產(chǎn)量遞減明顯等現(xiàn)象。在進入穩(wěn)產(chǎn)期后,鄂爾多斯致密油某區(qū)塊生產(chǎn)井的產(chǎn)油量與天然裂縫不發(fā)育的致密油區(qū)塊生產(chǎn)井產(chǎn)油量接近,不再具有生產(chǎn)優(yōu)勢。
圖1 鄂爾多斯致密油某區(qū)塊單井平均日產(chǎn)油量 與天然裂縫不發(fā)育區(qū)塊比較
鄂爾多斯致密油某區(qū)塊構造的地層傾角較小,對致密油井的產(chǎn)能影響不大。如表1所示,在構造高部位處的高產(chǎn)生產(chǎn)井占構造高部位生產(chǎn)井總數(shù)的比例為33%,與在構造低部位處的高產(chǎn)生產(chǎn)井占構造低部位生產(chǎn)井總數(shù)的比例接近。可見生產(chǎn)井在構造中的位置對生產(chǎn)井的產(chǎn)量影響有限。
表1 高產(chǎn)生產(chǎn)井占生產(chǎn)井比例
構造中部發(fā)育有一小型的泥巖夾層,這一泥巖夾層的滲透率極低。在投產(chǎn)初期,泥巖層附近生產(chǎn)井的產(chǎn)油量與其他位置生產(chǎn)井的產(chǎn)量基本相同。之后,泥巖層附近生產(chǎn)井的產(chǎn)油量迅速下降,產(chǎn)油量顯著低于其他位置的生產(chǎn)井。這是由于泥巖層附近生產(chǎn)井的動用區(qū)域在沒有波及到泥巖層時,致密油的動用情況與其他位置的生產(chǎn)井情況基本一致。當泥巖層附近生產(chǎn)井的動用區(qū)域波及到泥巖層之后,由于泥巖層的阻擋,泥巖層之下的致密油無法被動用。此時,與其他位置生產(chǎn)井相比,泥巖層附近生產(chǎn)井的可動用區(qū)域大幅度減小,導致生產(chǎn)一段時間后,產(chǎn)量出現(xiàn)明顯下降。
壓裂參數(shù)的設計直接影響到儲層改造的效果,通過統(tǒng)計已有生產(chǎn)井的壓裂方案,可以為優(yōu)化設計方案提供參考。鄂爾多斯致密油某區(qū)塊常用的壓裂方案有3種,其增產(chǎn)效果如表2所示。通過比較可以發(fā)現(xiàn),采用5段壓裂,裂縫半長為80 m的非等間距的壓裂改造方案效果較好。
表2 不同壓裂改造方案增產(chǎn)效果
合理設計的水平井段長度,能夠最低的成本實現(xiàn)對致密油藏的高效開發(fā)。統(tǒng)計區(qū)塊內(nèi)生產(chǎn)井的水平段長度和生產(chǎn)井穩(wěn)產(chǎn)期日產(chǎn)油量的關系如圖2所示。從圖中可以看出,水平井水平段長度小于400 m時,隨著水平段長度的增加,水平井的日產(chǎn)油量增加較為明顯。但當水平段的長度超過450 m之后,生產(chǎn)井的日產(chǎn)液量增長幅度有限。因此,本區(qū)塊生產(chǎn)井的水平段長短應設計為400~450 m之間的范圍。
圖2 單井產(chǎn)量隨水平井段長度的變化曲線
鄂爾多斯致密油某區(qū)塊構造中存在的泥巖層對生產(chǎn)有較大影響,直接降低了致密油的動用效果和區(qū)塊的采收率。區(qū)塊現(xiàn)有的生產(chǎn)井設計井深都在泥巖層之上,無法對泥巖層之下的致密油進行開發(fā)。為了改善區(qū)塊的開發(fā)效果,提高區(qū)塊致密油的采出程度,建議在后續(xù)的開發(fā)過程中部署生產(chǎn)井。結合區(qū)塊現(xiàn)有生產(chǎn)井的部署情況,為了降低致密油的開發(fā)成本,取得更好的經(jīng)濟效益,可以利用泥巖層附近現(xiàn)有的生產(chǎn)井的井筒,通過合理設計,進行開窗側鉆,從而低成本的實現(xiàn)對泥巖層之下致密油的有效動用。
(1)天然裂縫發(fā)育程度和泥巖夾層對致密油井的產(chǎn)能具有較大影響。天然裂縫發(fā)育的儲層中,生產(chǎn)井投產(chǎn)初期產(chǎn)能高于天然裂縫不發(fā)育的致密油藏;泥巖夾層附近容易形成死油區(qū),降低油藏采收率。
(2)鄂爾多斯致密油可以使用5段壓裂,裂縫半長為80 m的非等間距的壓裂改造方案,以獲得較好的開發(fā)效果。
(3)鄂爾多斯致密油生產(chǎn)井的水平段長短應設計為400~ 450 m之間,并通過開窗側鉆等方式提升泥巖夾層附近致密油的動用程度。