延长油田多含油层系叠合特低渗透油藏水平井立体开发实践——以ZC区水平井开发为例

王 艳

(陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院，陕西西安 710075)

延长油田位于鄂尔多斯盆地中西部，整体构造特征是东高西低、构造平缓，局部发育鼻状隆起构造，对油气聚集起到一定作用。区内断层不发育，裂缝较发育。盆地内有分布范围广、厚度大的优质张家滩、李家畔烃源岩发育，形成了良好的油源条件，油藏特征为面积大、分布广、连片性好、多套含油层系叠合，又以低—特低渗透油藏为主。对于该类油藏利用直井开发具有一口井可以动用多套开发层系，但由于油藏物性差、随着开采时间变长地层驱动能量不足，油井普遍表现为单井产量低、递减快，采出程度低的特点。经过这几年水平井开发实践，针对这类油层埋藏深、物性差、厚度大、垂向间距大、多套含油层系叠合的特低渗透油藏，利用水平井立体开发[1-4]，直井分层合注不但能高效动用特低渗透油藏难动储量，还能提高采收率。

1 水平井立体开发概念

在我国油藏立体开发最早是在2007年以关键字提出来的，到2013年以后逐渐形成了特殊油藏立体开发的概念和开发模型[5-6]。我国的油藏立体开发目前主要有2种：一是胜利油田王端平、关富佳等针对断块多、油层多、非均质性强、布井难度大的复杂断块油藏，提出利用水平井控制优势油砂体，定向井完善注采关系开发模型，这本质上是一种“联合优化，整体开发”的方式；二是辽河油田任芳祥等针对隔夹层发育的块状稠油油藏，提出了多段多层水平井叠置、直井注汽开发模型[7]。

综合两种实践模型可以看出，水平井立体开发是根据不同油藏特征，以高效动用储量提高采出程度为目的，结合油藏平面和垂向上多套油层，既考虑油藏中流体的平面运移和驱动规律，又考虑油层在垂向上重力驱动的渗流特征的一种开发方式。水平井立体开发不仅适用于一套层系、一套井网，利用水平井和直井相结合的井网开发；也适用于多套含油层系、多套井网，利用水平井高效动用各含油层系、配套直井注水多套立体的井网同时开发[8-11]。国内其他油田主要是针对厚块状、断块物性好、非均质性强的油藏，利用水平井开发取得了一定的效果。而延长油田区内断块不发育，油藏具有物性差、非均质性强、隔夹层多、含油层系多、采出程度低的特点，为了有效提高油藏采出程度，实现高效开发，通过多年水平井开发实践，建立了2种立体开发模型[12-15]。

1.1 一套层系多段双层水平井叠置模型

针对一套层系中油层厚度大(>10 m)、中间有较稳定的隔夹层(2 m)的油藏，利用双层水平井叠置(图1)开采，直井注水井配套注水。水平井压裂投产建议以水平缝为主。

图1 双水平井叠置模型Fig.1 Double horizontal wells superposition model

1.2 多套层系直井注水驱油加水平井垂向重力泄油复合模型

针对低渗透油藏中多套层系油藏，其具有油藏埋藏深、物性差、单井产量低、采出程度低的特点，利用直井开采单层油藏产量低，多层合采层间干扰大。这类油藏利用水平井可高效开发，为了能一次动用多套低渗透油藏，提出直井注水驱油加水平井垂向重力泄油复合模型(图2)。

2 延长油田水平井立体开发实践及效果

目前，延长油田多含油层系叠合油藏主要是应用常规井开发，对于储层物性好、油层厚度大的优质储层单井开发效果相对较好，后期产量低、含水高的时期便于改层换采其他层位。而埋藏深、物性差的低渗透油藏单井开发产量低、递减快、采出程度低，对于这一类油藏主要采用水平井开发，直井配套注水开发模式，极大地提高了油井采出程度，得到了大家的共识。对于低渗透油藏中油层埋藏深、物性差、油层厚度大、垂向间距大的多含油层系叠合的油藏延长油田采用多套层系直井注水驱油加水平井垂向重力泄油复合模型，该方式首先在ZC区进行了实施。

2.1 ZC区油藏概况

ZC区位于陕西省吴起县白豹镇境内，区域构造位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡带的西部边缘(图3)，构造简单，主要为西倾单斜背景上由差异压实作用形成的一系列由东向西倾没的低幅鼻状隆起，鼻状隆起轴线近于东西向。东西向构造与砂体有效配合，形成了良好的鼻隆背斜型圈闭，有利于油气的聚集。主要含油层系长9油组储层平均孔隙度为8.08%；平均渗透率为0.47 mD，该油藏属于常温低压低孔特低渗岩性油藏，边底水能量极弱[7-11]。

长9油层组顶部以李家畔泥岩底为界与长8油层组划分，底部以高声波、高伽马、低电阻斑脱岩底为界与长10油层组划分，地层厚度为100～130 m。根据地层特征及沉积旋回将长9划分为3个亚油层组，分别为长91、长92和长93。其中长91地层厚度为30～35 m，组砂体厚度为12～20 m，油层厚度为6～10 m，自然电位、自然伽马呈箱形，水动力能力较强，顶部有李家畔泥岩，底部有长92泥岩，形成了良好的生储盖条件。长92地层厚度为70 m，以泥岩为主。长93地层厚度为20～30 m, 砂体厚度为16～25 m，油层厚度为6～14 m，自然电位、自然伽马由2～3个钟形叠合组成，是典型的正旋回沉积(图4)。

图3 ZC区构造位置Fig.3 ZC area location in Ordos basin

图4 ZC区长9地层对比Fig.4 The stratigraphic contrast of Chang-9 layer in ZC area

2.2 ZC区水平井立体开发实践与效果

2.2.1 多套层系直井注水驱油加水平井垂向重力泄油复合模型

ZC区长9油藏埋深为2 200～2 300 m，属于低渗透油藏。它顶部有一套油页岩，底部发育一套斑脱岩，长91是在水动力较强的环境下形成的大段块状砂岩，砂体厚度一般在20 m左右，分为1～2个单砂体，单砂体厚8～15 m，局部叠加为单层厚砂体。长92是较厚的泥岩，是较好的油气遮挡层。长93是一套多旋回砂岩储层，砂体厚度一般在20 m左右，分为2～3个单砂体，单砂体厚5～7 m。长91和长93两套含油层系砂岩储层中的石英含量在40%左右，长石含量在20%左右，岩屑含量在25%左右，填隙物含量在15%左右，岩石分选性中—好，磨圆度为次棱角—次圆，颗粒支撑，点—线接触关系，孔隙式胶结，胶结程度中等—好。胶结物主要为方解石，一般含量在5%左右，最高可达10%。粒径主要分布在0.13～0.45 mm，最大粒径为0.5 mm。长91和长93上下两套含油层具有油藏厚度大、连片性好、垂向间距大、物性差的特点，为了同时高效动用两套油层，提出了多套层系直井注水驱油加水平井垂向重力泄油复合模型(图5)。

根据延长油田对特低渗透油藏渗流机理、水平井井网部署优化的研究认识[16-18]，在平面井网上，在原有井网基础上部署平1、平2、平3井开发长93油层组，平4、平5、平6井开发长91油层组。周围配套注水井1、2、3、4井(图6)。部署主要参数见表1。根据裂缝监测和钻遇过程中无井涌井漏判断该区裂缝较不发育，采用水平井垂直地层主应力方向部署。

图5 ZC区长9油藏剖面Fig. 5 The reservoir section of Chang-9 in ZC area

表1 部署水平井主要参数Table 1 The planed horizontal well parameters

图6 ZC区长9双水平井开发井位Fig.6 The double horizontal well development location

2.2.2 开发效果

长91水平井与直井按投产时间(月)拉齐以后发现(图7)，初期日产油量水平井大于直井2.5 t；随着生产时间变长，直井在生产20个月左右日产油量为0.7 t/d，水平井泄油面积是常规井的2～3倍，单井日产油2.5 t，且递减较慢。

长91油层水平井与同区块直井对比分析(表2)表明，按照月1%递减预测水平井生产68个月的累计采油量，平4、平5、平6井分别是直井的4.12倍、3.68倍、2.48倍，采出程度是常规井的3.4倍。

长93水平井与直井按投产时间(月)拉齐以后发现(图8)，初期日产油量水平井大于直井6.8 t，直井单井日产油2.6 t；随着生产时间变长，直井在生产20个月左右日产油量为0.6 t/d，水平井泄油面积是常规井的3～4倍，单井日产油5.5 t，且递减较慢。

图7 按投产时间拉齐水平井与直井生产曲线对比(长91)Fig.7 The production comparison of horizontal wells and vertical wells

表2 长91层水平井与同区块直井对比分析Table 2 The comparison of horizontal wells and vertical ones in Chang-91 layer

图8 按投产时间拉齐水平井与直井生产曲线对比(长93)Fig.8 The production comparison of horizontal wells and vertical ones in Chang-93 layer

长93油层水平井与同区块直井对比分析(表3)表明，按照月1%递减预测水平井生产39个月的累计采油量，平1、平2、平3井分别是直井的6.49倍、6.44倍、5.61倍，采出程度是常规井的6.2倍。

表3 长93层水平井与同区块直井对比分析Table 3 The comparison of horizontal wells and vertical ones in Chang-93 layer

3 结论

(1)在水平井开发实践中延长油田目前主要有2种立体开发模型：一套层系多段双层水平井叠置和多套层系直井注水驱油加水平井垂向重力泄油复合模型。在后期挖潜阶段，建议重点针对老区未钻穿层系油藏利用水平井加浅层油藏直井开发综合模型、一口水平井阶梯式动用多套层系模型。

(2)针对ZC区两套含油层系叠合发育、油藏厚度大、连片性好、垂向间距大、物性差的油层地质特征，提出水平井立体开发方案为多套层系直井注水驱油加水平井垂向重力泄油复合模型。采用排距130 m、井距500 m、井排方向为北东62°的菱形反九点井网布井。

(3)按照投产时间拉齐的方法对比分析同层系直井与水平井开发效果，水平井泄油面积是常规井的2～4倍，稳产期单井日产油是常规井的2～5倍，生产相同时间水平井的累计采油量是邻井的2.5～6.5倍，采出程度是常规井的4.8倍。水平井立体开发是今后研究和实践的重点，是实现稳产的有力保障。