侧钻井地质设计优化及应用

张芬辉

(中国石化胜利油田分公司现河采油厂,山东东营257068)

侧钻井地质设计优化及应用

张芬辉

(中国石化胜利油田分公司现河采油厂,山东东营257068)

现河地区复杂断块油藏经过长期强化开采,剩余油高度分散,井况问题突出,原井网对于油田开发的不适应性逐渐表现出来。20世纪90年代前一般靠补充完善井进行调整,但近年来受投资效益等限制,侧钻井技术以投资低等特有优势得到迅速发展。根据现河油田的地质特点和开发状况,利用精细油藏描述技术加大地质模型重建,利用油藏工程及动态监测技术分析剩余油分布,优化侧钻井的选井及标准化地质设计,形成现河地区挖掘剩余油潜力的4种模式。应用后较大幅度地提高了采收率,并取得显著的经济效益。

侧钻井;断块油藏;剩余油;现河地区

侧钻井技术是利用老井(套管损坏井、井下事故井或高含水低效井等),通过段铣套管或套管开窗重新侧钻到设计目的层,进行完井、投产,使老井获得新的产能,是目前国内外许多老油田挖掘剩余油、提高采收率的重要措施。

现河地区自1994年开始应用套管开窗侧钻技术,针对复杂断块构造储层复杂、剩余油高度分散的地质和开发特点,通过多年实践逐步形成了侧钻井地质研究的技术系列[1]:微观构造成图技术、流体单元精细划分与描述技术、小规模残余油定量描述技术、标准化地质设计技术。截至2010年6月,已侧钻投产井460口,累积产油251.3×104t。

1 剩余油潜力

现河地区位于中央背斜带西部,由于受早期的济阳运动和东营运动的影响,形成了呈NE或近EW走向的4个次级构造带,由于受张扭应力的作用,二、三级大断层派生出一些“鱼刺”状次级伴生断层,这些伴生断层的产状各异,一般为四、五级断层,落差为5～20 m,在很大程度上控制着油气的富集程度。大构造内部又被三、四、五级断层复杂化为几百个大小不等的构造单元,这些构造单元最大面积50 km2,最小不到0.1 km2,它们之间通过鞍部、斜坡和小的向斜相连。现河地区剩余油潜力主要在[2]:断失层;局部微构造高点;井间剩余油滞留区;老井部分生产层段报废,原井仍有潜力的层系;井网不完善的潜力层。

1.1 精细构造描述

1.1.1 大比例尺非标准层地质综合成图技术

由于侧钻井是挖掘、开发老区的剩余油,研究区块内井网密度较大,要精确落实井间、层间剩余油分布就必须进行精细构造解释,主要做法是开展目标区大比例尺(1∶5 000)、小等高距(2～5 m)非标准层构造成图,进行小层精细对比,细分储层到均质段,落实构造高点和储层细微变化。

1.1.2 低序级断层描述技术

低序级断层指由高序级断层派生的、用常规地球物理方法难以识别的小断层和微断层(如断距小于10 m或延伸长度小于100 m),具有较强的隐蔽性[3]。高序级断层控制了含油断块的构造趋势和断块产状,低序级断层进一步分割含油断块使得含油断块的油水关系复杂化[4]。因此在侧钻井地质设计中必须综合应用地震—地质综合解释成图、人机联作、水平切片和相干分析、断层和层位统一解释等多种技术方法,提高断层的解释精度,准确落实局部微构造的变化及微断层的延伸。

1.1.3 老井综合校正技术

老油田经长期开发,井网密度相当大,但由于所运用完井资料本身的井斜影响,在利用钻井、测井资料作构造图的时候,往往井间的构造深度和储层展布间存在矛盾,因此对这些井点提出陀螺测井的方案要求,以消除老井井斜不利影响,做到主断棱、井间构造、局部构造、油水边界四落实。

1.2 储层及沉积微相

现河地区作为侧钻目标储层主要以沙河街组三角洲沉积为主,分3种类型:沙一段滨浅湖相储集体、沙二上三角洲平原亚相分流河道及沙二下河口砂坝厚层砂岩储集体。其中沙二上三角洲平原亚相分流河道、沙二下河口砂坝厚层砂岩储集体因储层发育、物性好、产能高等特点而作为主要的目的层,在历年的侧钻井中占到90%。

1.2.1 沙一段滨浅湖相储层

利用上述方法又进一步划分成滨浅湖泥、浅湖砂坝、生物滩、席状砂等几个微相。根据划分和描述结果认为浅湖砂坝和席状砂是有利的沉积微相,其特点是储层的分布较为稳定,厚度较薄,一般为1～3 m。对于此类油藏主要研究储层的稳定性及内部隔、夹层的分布状况。

1.2.2 沙二段三角洲平原亚相分流河道

对于此类油藏主要是从沉积模式入手,划分为以下几种沉积微相:河道、废弃河道、天然堤、决口扇、泛滥平原、河道间等6种主要微相。其中,河道由于物性较好是有利的沉积微相,对此主要依据水系方向研究河道的展布规律和变化特征,建立河道沉积的电相图板及断层与河道的匹配关系,半定量地落实断块单一河道的分布特点,从而较为准确的落实侧钻目标。

1.2.3 沙二下河口砂坝厚层储集体

主要是进行储层细分描述工作,共划分为水下分流河道、水下天然堤及决口扇、河口坝、远砂坝、席状砂等5种微相,其中河口坝最为有利。对此微相按时间单元进行了均质段划分,从平面上落实了每个均质段砂体、均质段间隔、夹层及渗透率的分布,结合油藏工程研究落实每个均质段的剩余油潜力。

1.3 油藏动态监测及剩余油定量描述技术

现河主力断块具有含油层系多、构造复杂等地质特点,长期的大段合采和电泵强采造成层间动用程度不均一、剩余油分散、各小层水淹状况差异大的开发状况。为了准确落实剩余油在各个小层的分布状况,为侧钻井设计提供依据,必须分析断块的开发历史,充分利用多项生产监测资料,寻找动用相对较差、水淹程度相对较低的油层实施侧钻。

2 侧钻井型的选择

2.1 上侧型

对于“屋脊”式油藏,由低部位的井向高部位侧钻,可占据顶部有利的无井控制区。由于老井钻井时资料较少,钻井准确度不高,不能充分占据“屋脊”高部位的有利位置,造成无井控制的剩余区。当剩余油面积大时,可通过补充完善新井来控制,当剩余油区面积中等而低部位生产井已报废或低效时,则可利用低部位井向储集层上倾方面侧钻。只要顶部断层位置控制准确,储集层稳定,这类井往往能获得如下效果:(1)初期生产一般含水率较低,产量较高; (2)控制一个或几个油层的最有利部位,对提高采收率作用大且可以实现层间接替,累积产油多;(3)有可能钻到低部位井未钻遇的新油层,增加新储层。

2.2 下侧型

“屋脊”式油藏中,由于各种原因,可造成打到顶部断层以外下降盘的“过头井”。可利用“过头井”向“屋脊”储集层的下倾方向侧钻。由于反方向进入上升盘,一般可控制少数几个油层的最有利部位,因而适用于主力层剩余油较多的油藏,并且对井身设计控制要求较高。

2.3 平侧型

对于储集层渗透率较高、边水活跃的“屋脊”式油藏,由于产量高,边水推进快而不均匀。当顶部虽有油井但井间距较大时,就在相邻油井间形成因边水舌状突进而留下的剩余油区。原生产井进入高含水低效益时,可从老井眼向构造高度基本相同的剩余油区钻侧钻井。这类井当油层较单一时,需要老井间较大的剩余面积;当油层较多时,往往形成上下叠加的剩余油层,有较好的储量基础。

2.4 套管内加深型

当某层系进入低效状态时,若其完钻井深以下还存在较多未控制、未动用的可采储量,可利用原井眼在套管内加深至下部油层完井。

3 地质设计标准化

3.1 侧钻井选井条件

侧钻井及侧钻水平井适合的油藏类型比较多,但由于该类井是利用有油层套管的老井进行开窗侧钻,因此受原井井径、侧钻井径、水平位移、井斜方位、井斜角、深度、地层能量等因素限制。同时该类井对地质储量和井身结构等方面都有一定的要求。

3.1.1 井身条件选择

裸眼段长度要求不大于1 km,一般为300～500 m;侧钻井井斜角要求不大于50°,一般为25°～40°;开窗点井斜角应小于5°,井斜方位要与侧钻目的层方位基本一致;老井必须有油层套管,套管尺寸不小于139.7 mm;开窗点要求选择在泥岩段,泥岩段厚度不小于5 m;窗口附近井段固井质量良好,附近套管损坏较轻且无变形。

3.1.2 侧钻井井位选择条件

(1)侧钻井可采储量(0.5～0.8)×104t,侧钻水平井可采储量1.0×104t。

(2)侧钻井目的层以中高渗透层为主,且地层能量充足,层间压降差距不能太大,以免影响固井质量和侧钻井高含水后期提液措施。

3.2 地质设计步骤

侧钻井设计一般分以下3步进行:

(1)侧钻井设计。包括构造、储层落实、控制地质储量及剩余可采储量测算、老井井史调查、井位筛选、侧钻井井位初步设计。

(2)井斜校正。老井上作业落实井况,利用陀螺仪测斜,计算原井井斜实际轨迹、目的层的方位、位移等参数。

(3)修改设计。通过井斜校正,重新落实构造,计算控制地质储量、剩余可采储量、修改开窗点位置、目的层耙点、中靶垂深和完钻垂深等参数,经过审核后发出地质设计。

3.3 地质设计标准模式

为确保侧钻井井位质量,针对侧钻井地质设计要求高和现河构造储层复杂的特点,逐步摸索形成了一套“两论述十三图五表”标准模式,即:井区油藏地质特征、开发现状及潜力分析、油层顶面构造图、小层平面图、主要目的层油层有效厚度等值图、南北向油藏剖面图、东西向油藏剖面图、小层注入采出状况图、小层水淹图、井区注采井网部署图、近几年新井电测曲线图、过设计点地震剖面图、断面图、井身结构示意图、目前井下管柱示意图,井区基本情况表、邻井生产和注水情况表、井史数据表、新井设计参数表、老井报废申请表。该模式已作为胜利管理局侧钻井地质设计标准在全局推广,该标准突出了模型精细化和剩余油圈定多手段定量化,加强了侧钻井质量,保证了井位地质设计的准确可靠。

4 应用及效果

通过多年的研究及实践,侧钻井挖潜剩余油的优势更加明显,对多层系侧钻目标的控制更为准确;突破占屋脊打高点的单一侧钻模式,在复杂断块老区构造腰部实施侧钻;在侧钻水平井史3-9-侧平1应用套管完井方式,使侧钻水平井的分段开采成为可能;完成了河46-侧斜更2,最大井斜角74°,裸眼段840 m的高难度侧钻井,并获得初产70 t的高产,全年累积产油4 600 t;对于工程原因造成的报废侧钻井实施上提开窗点重新侧钻。

1994-2010 年在45个断块,设计完钻侧钻井、侧钻水平井460口,增加可采储量965×104t,单井初增能力25.6 t,含水率54.5%,较老井含水率低30%～40%,有5个区块采收率提高了3.2%。

5 结束语

侧钻技术在现河地区的推广应用充分表明,侧钻井是复杂断块开发老区充分发掘剩余油潜力,降本增效的有效手段。复杂断块油藏构造储层复杂、层系多、含油条带窄,占屋脊打高点的开发模式造成井间滞留区、断失层及局部微高的剩余油难以充分动用,为侧钻井的实施提供了物质保证。侧钻井成本较低,一般仅为新井的1/3～1/2,又可使闲置资产发挥作用,综合效益可观,地质在侧钻钻探的精度越来越高,目前已能钻探到可采储量(0.5～1)×104t的小油藏。

[1] 刘志萍,牛富玲.侧钻技术在复杂断块油田挖潜中的应用[C].胜利油田开发技术论文集,2004(2):463-475.

[2] 汤春云.复杂断块油藏高含水期精细描述技术及剩余油分布规律[J].江汉石油职工大学学报,2003,16(1):22-25.

[3] 罗群,黄捍东,王保华,等.低序级断层的成因类型特征与地质意义[J].油气地质与采收率,2007,14(3):19-21.

[4] 曾祥平,杨海中,王宏,等.低序级断层识别技术在复杂断块油藏注采调整中的应用[J].石油勘探与开发,2006,33(5):614-616.

[责任编辑] 辛艳萍

TE 22

A

1673-5935(2010)04-0010-03

2010-08-17

张芬辉(1969-),女,山东高密人,中国石化胜利油田分公司现河采油厂工程师,主要从事油田开发研究。