缝洞型油藏分类开发

2012-09-15李江龙刘中春张宏方

特种油气藏 2012年5期

关键词：产油缝洞储集

程倩，李江龙，刘中春，张宏方，王英

(中石化石油勘探开发研究院，北京 100083)

缝洞型油藏分类开发

程倩，李江龙，刘中春，张宏方，王英

(中石化石油勘探开发研究院，北京 100083)

缝洞型碳酸盐岩油藏以岩溶、构造运动形成的溶洞、溶蚀孔洞和裂缝系统为主。溶洞呈离散状分布，是主要的储集空间，裂缝是主要的流动通道，具有埋藏深、非均质性强、开发难度大等特点。以塔河7区为例，提出“无因次自喷累计产油”的概念，定量分析井点处的地层能量，将油井出水特征划分为5类。结合物理模拟、单井的生产特征，明确5种出水类型油井钻遇的储集空间类型，分别为能量充足的溶洞型、能量欠充足的裂缝型、能量较充足的裂缝－溶洞型、能量不充足的孤立定容体型和复杂型。根据单井钻遇的储集空间类型，对油井进行聚类分析，细化已有的缝洞单元。对细化后的缝洞单元采取不同的开发对策，指导油藏分类开发。

缝洞型碳酸盐岩油藏;分类开发;无因次自喷累计产油;储集空间类型;缝洞单元;塔河油田7区

引言

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏是受构造－岩溶作用形成的缝洞系统控制，由多个缝洞体在空间上叠合形成的复合油气藏［1－6］。油藏的储集空间主要以溶洞为主，裂隙成网络状分布是主要的流动通道，致密的基质岩块基本不具渗透性［7－8］;油藏储集空间复杂，单井出水特征差异性大。李衍、戚明辉和李宗宇等人从单井动态特征、水体来源和油藏流态等不同角度分析油井的出水特征［9－11］，将缝洞型碳酸盐岩油藏油井的出水类型分为3种:缓慢出水、间隙出水、快速出水型。此外，刘中春［12］等人设计物理模拟实验，分析了不同类型储集空间的出水规律，重在机理分析，不能满足矿场需要。本次研究以塔河7区为例，针对油藏开发的关键问题“油井出水规律”，引入“无因次自喷累计采油量”的概念，定量评价自喷油井的地层能量，划分自喷油井出水类型。分析油井钻遇的储集空间类型，明确其生产特征。据此对自喷油井进行聚类分析，细化已有的缝洞单元。对细化后的缝洞单元采取不同的开发对策，实施油藏分类开发，达到控水增油的目的。

1 缝洞型油藏生产动态特征

缝洞型油藏的动态特征主要包括:①初期产能高;②出水规律复杂，通常无任何征兆突然见水;③见水后生产特征变化大，可出现突然停喷、含水缓慢上升、含水下降3种情况，且以突然停喷最多;④油藏注水补充地层能量较盲目，油藏水窜严重。据此分析认为，缝洞型油藏出水特征研究是实现高效开发的关键。

2 无因次自喷累计产油

“无因次自喷累计产油”是油井自喷期内，某一时刻的累计自喷产油量和油井累计自喷产油量的比值(式1):

式中:T为油井自喷期，d;π为无因次自喷累计产油;Qo(t)为t时刻的油井产油量，t/d。

“无因次自喷累计产油变化率η”是“无因次自喷累计产油”随生产时间的变化率:

式中:η为无因次自喷累计产油变化率，d－1;t为自喷期生产时间，d。

计算分析7区4口井“无因次自喷累计产油”，绘制“自喷时间－无因次自喷累计产油”关系曲线如图1所示:随着自喷时间增加，无因次自喷累计产油增大;无因次自喷累计产油变化率越小，自喷采油时间越长，单井地层能量越充足;其物理意义主要用来描述油井自喷产油能力，定量表征油井的地层能量。如图1所示，ηA=0.000 3 d－1、ηC=0.000 8 d－1、ηB=0.001 d－1，ηD=0.004 3 d－1，ηA＜ηC＜ηB＜ηD，井点位置处的地层能量以A井最高、C井次之，D井最低。

图1 塔河7区4口井自喷时间与无因次自喷累计产油量关系曲线

3 油井出水类型

按缝洞型油藏采油方式，将油井分为自喷采油井和抽油井2类，自喷采油井和抽油井生产动态特征差异极大。研究中引入“无因次自喷累计产油”分析自喷采油井的出水规律。绘制塔河7区23口自喷油井的无因次自喷累计产油与含水率关系曲线，统计分析表明，曲线形态主要存在以下4种特征(图2)，其中Ⅰ类油井10口，Ⅱ类油井4口，Ⅲ类油井4口，Ⅳ类油井5口。

Ⅰ类油井，无水采油期长，油井见水后，含水率增加缓慢;Ⅱ类油井，开井见水，含水率缓慢增加;Ⅲ类油井，无水采油期短，含水率迅速增加，至油井暴性水淹停喷;Ⅳ类油井，能量严重不足，不出水。

图2 塔河7区典型无因次自喷累计产油量与含水率关系曲线

此外，抽油井一般表现为地层能量严重不足，累计产油极少。没有自喷期，且无水采油期短或开井见水，出水规律复杂。据此，缝洞型油藏抽油井的出水规律通称为第Ⅴ类“复杂出水类”。

4 储集空间类型

4.1 储集空间类型

缝洞型油藏储集空间类型对油井出水规律影响实验研究表明［12］:储集空间为溶洞型，对于高黏度模拟油，见水后含水率变化曲线近“s”型，初期增加缓慢，短时间后快速增大，流量越大，含水率上升越快;储集空间为裂缝型，底水呈活塞状均匀推进，未产生底水锥进，见水后，含水率迅速达到100%，暴性水淹。

第Ⅰ类出水类型以A井为例。A井为裸眼完井，四开钻井期间由于多次发生井漏，钻至井深5 583.0～5 598.15 m出现井涌和泥浆漏失，共漏失泥浆227.7 m3;初期日产油为324 t/d，油压为11.9 MPa，截至2011年10月，累计自喷采油40× 104t。该井主要特征为:泥浆漏失严重，初期产油量高，能量充足，油井累计产量高，无水采油期长，见水初期含水率缓慢上升。结合物理模拟分析认为出水特征符合第Ⅰ类出水类型，油井钻遇的储集空间类型为溶洞型。

第Ⅱ类出水类型以C井为例。该井钻进过程中没有漏失、放空现象。油井初期日产油为95 t/d，油压为7.7 MPa;油井开井见水，见水初期含水率上升缓慢，后期含水率迅速上升暴性水淹。结合物理模拟分析认为:出水特征符合第Ⅱ类出水类型，油井钻遇的储集空间类型为裂缝型。

第Ⅲ类出水类型以B井为例。该井钻至井深5 556.6 m时，出现放空并发生严重漏失。放空井段为5 556.6～5 558.7 m、5 559.3～5 560.0 m，强钻至5 567.95 m后，裸眼完井。初期日产油为160 t/d，油压为9 MPa，截至2011年10月，累计自喷采油4×104t。其主要特征表现为:泥浆漏失严重，初期产油量高，能量较充足，油井累计产量相对较高;油井无水采油期短，见水后含水率迅速上升，油井暴性水淹。结合物理模拟分析认为:出水特征符合第Ⅲ类出水类型，油井钻遇的储集空间类型为裂缝－溶洞型。

第Ⅳ类出水类型以D井为例。油井钻至井深5 554.35～5 554.97 m出现放空，漏失泥浆3.52 m3。油井裸眼完井，初期日产油为45 t/d，油压为14.7 MPa，100 d后，油压为4.6 MPa，下降迅速。油井自喷期间不出水，累计产油0.6×104t，表现为定容体弹性衰竭式生产特征。分析认为:出水特征符合第Ⅳ类出水类型，油井钻遇的储集空间类型为孤立的小定容体。

第Ⅴ类复杂出水类型多表现为能量严重不足，油井不能自喷，累计产量极低，累计产油一般不超过0.1×104t。抽油后，油井多暴性水淹。分析认为:出水特征符合第Ⅴ类出水类型的油井钻遇的储集空间类型为复杂非有效储集层。

4.2 不同类型储集空间的生产特征

溶洞型以A井为例。油井漏失放空严重，以裸眼完井为主。油井开井自喷采油，能量充足，累计产油多，无水采油期长。油井见水初期含水率缓慢上升，后期含水率上升迅速。

裂缝型以C井为例。油井无漏失放空现象，以常规完井和酸压完井为主。油井无水采油期短或开井见水，能量欠充足，累计产油少。见水初期含水率缓慢上升，后期含水率迅速上升暴性水淹。

裂缝－溶洞型以B井为例。部分油井偶见严重放空漏失现象，以裸眼完井和酸压完井为主。油井能量较充足，累计产油相对较多，无水采油期短。油井见水初期，含水率逐渐增加或暴性水淹。

孤立定容体型以D井为例。油井放空、漏失程度一般，以裸眼完井为主。油井能量不充足，与底水沟通差，累计产油极少，不出水，表现为定容体弹性衰竭式生产特征。

复杂型，油井没有放空、漏失现象。累计产油一般不超过0.1×104t，油井能量不足，不能自喷，抽油后出水规律复杂。

5 油藏分类开发

5.1 细分缝洞单元

根据单井的见水类型，结合物理模拟和单井钻井过程有无漏失、完井方式、生产动态等资料反推油井钻遇的储集空间类型，按储集空间类型将油井进行聚类分析，细化已有的缝洞单元。以塔河7区某单元为例，该单元共有油井10口，其中自喷井8口，抽油井2口。单元储集空间类型包括能量充足的溶洞型、能量欠充足的裂隙型、能量较充足的裂缝－溶洞型和能量极不充足的复杂型。

5.2 分类开发

(1)能量充足的溶洞型在衰竭开采过程中，产量递减的主要原因是含水的上升。含水达到90%意味着油水界面已接近井底［12］。针对此类单元，首先调整工作制度，控水压锥。油井含水达90%以后，可考虑侧钻或注N2开发。

(2)能量欠充足的裂缝型，无水采油期短或开井见水，累计产油较少，含水增加较缓。实施堵水效果差，可考虑通过改变工作制度，改变井底压力大小，启动其他小裂缝，达到增油目的。

(3)能量较充足的裂缝－溶洞型，无水采油期较短，累计产油较多，含水逐渐增加或暴性水淹。由于高导流通道会圈闭一定数量的剩余油，可考虑分析油井的出水层段，开展堵水作业，调整工作制度，控水压锥等方式进行开采。

(4)能量不充足的孤立定容体型，能量严重不充足，与底水沟通极差，建议采取单井吞吐补充地层能量，调整工作制度，控水压锥等方式进行开采。

(5)能量极不充足复杂型，累产油极低，能量极不充足，不能自喷采油，建议开展侧钻井技术，沟通有效储集体，达增产目的。