延長(zhǎng)油田三疊系油藏深部調(diào)剖模式的建立與應(yīng)用.doc

延長(zhǎng)油田三疊系油藏深部調(diào)剖模式的建立與應(yīng)用摘要：對(duì)于延長(zhǎng)油田延長(zhǎng)組三疊系低滲透油層，優(yōu)化低傷害或無(wú)傷害調(diào)剖劑，有效控制裂縫水竄，改變水驅(qū)方向，是深部調(diào)剖面臨的主要問(wèn)題。2005年以來(lái)結(jié)合延長(zhǎng)油田各單元的不同油藏條件和流體特性為此開(kāi)展了體系成分物化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，體系耐溫、耐鹽、耐剪切實(shí)驗(yàn)，體系強(qiáng)度及抗老化性實(shí)驗(yàn)，體系與地層配伍性實(shí)驗(yàn)等，最終優(yōu)選出適合本地區(qū)的調(diào)剖體系。關(guān)鍵詞： 深部調(diào)剖模式 儲(chǔ)層物性參數(shù) 驅(qū)油機(jī)理 調(diào)驅(qū)體系A(chǔ)bstract: Group for the extension of the extension of the Triassic oil reservoirs with low permeability, and optimize the low-injury or no injury profile control agent, effective control of water channeling cracks, change the direction of water flooding is a deep profile of the main problems facing. Since 2005 to extend the field of the unit combined with the different characteristics of the reservoir conditions and fluid composition for this system carried out physico-chemical reaction experiment, the system temperature, salinity and shear-resistant experiment, system strength and anti-oxidation experiment, the system compatible with the formation of experiments, the final selection of a suitable profile of the region system.Keyboards: Deep profile control mode，Reservoir parameters，F(xiàn)looding Mechanism，Drivesystem transfer目前，延長(zhǎng)油田投入開(kāi)發(fā)的主要生產(chǎn)層位為侏羅系延安組、直羅組和三疊系延長(zhǎng)組油層。其中三疊系延長(zhǎng)組共有長(zhǎng)1、長(zhǎng)2、長(zhǎng)3、長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6、長(zhǎng)7、長(zhǎng)8、長(zhǎng)9、長(zhǎng)10等九套開(kāi)發(fā)層系，具有多沉積旋回的生、儲(chǔ)、蓋組合、形成多套含油層段、低孔低滲的特點(diǎn)，屬湖泊三角洲沉積。開(kāi)發(fā)過(guò)程中表現(xiàn)的主要地質(zhì)特征是：1、油層物性差，非均質(zhì)性強(qiáng)：下部長(zhǎng)6-8油層的孔隙度平均值為12.3%，空氣滲透率平均值為1.2910-3m2,上部長(zhǎng)2-3滲透較高，可達(dá)1010-3m2左右，變異系數(shù)0.47-0.5，屬低滲-特低滲透油層。2、油藏含水飽和度高，油水分異差：如上部長(zhǎng)2等油層初期含水可達(dá)40%-50%；而下部長(zhǎng)6等油層，原始含水飽和度為43%-45%，但巖性細(xì)，雖然束縛水飽和度高，可動(dòng)水飽和度低，投產(chǎn)后一般含水很低。 3、油藏巖性變化大，分布差異懸殊，井網(wǎng)控制程度低：延長(zhǎng)組上部長(zhǎng)2-3地層，屬于湖退期的河流相沉積，砂體展布受控于河道流向及往復(fù)遷移方向，注水見(jiàn)效的油井多數(shù)只有1-2個(gè)方向受水驅(qū)影響。因此，必須通過(guò)改變水驅(qū)方向才能提高開(kāi)發(fā)效果。4、油層含天然裂縫，增加了注水開(kāi)發(fā)的難度：尤其延長(zhǎng)組下部長(zhǎng)6-8地層，巖性致密，往往含有微裂縫，井區(qū)注水壓力超過(guò)裂縫開(kāi)啟壓力后，易沿砂體走向形成裂縫水竄，致使油井含水上升并很快水淹，給開(kāi)發(fā)帶許多難題。5、油層啟動(dòng)壓差及驅(qū)替壓力梯度大：低滲透層一般呈非達(dá)西滲流特征，存在啟動(dòng)壓差。延長(zhǎng)組長(zhǎng)6油層室內(nèi)試驗(yàn)和礦場(chǎng)測(cè)試資料均表明，這類(lèi)油層在驅(qū)動(dòng)壓差較低時(shí)，流體不能流動(dòng)，只有當(dāng)驅(qū)動(dòng)壓差達(dá)到一定臨界值（啟動(dòng)壓力）后，流體才開(kāi)始流動(dòng)。一、三疊系油藏深部調(diào)剖模式的建立針對(duì)延長(zhǎng)組油層在開(kāi)發(fā)過(guò)程中表現(xiàn)的地質(zhì)特征和技術(shù)難點(diǎn)，分析認(rèn)為解決問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)在以下幾個(gè)方面：（1）要想改善延長(zhǎng)組油層水驅(qū)狀況，必須實(shí)現(xiàn)液流深部轉(zhuǎn)向和裂縫線水竄控制；（2）延長(zhǎng)組油層物性差，應(yīng)嚴(yán)格優(yōu)選調(diào)剖體系，減小地層傷害，保持原有注水能力；（3）河流相沉積的儲(chǔ)集層，如上部油層長(zhǎng)2-3，注水井的水驅(qū)方向性強(qiáng)，應(yīng)該定期調(diào)整水驅(qū)方向，不斷擴(kuò)大水驅(qū)體積，提高采收率；（4）裂縫發(fā)育的部分井區(qū)，如下部長(zhǎng)6-8油層，控制裂縫水竄，提高存水率，增加見(jiàn)效方向。1、延長(zhǎng)組儲(chǔ)層物性與沉積特征的關(guān)系三疊系延長(zhǎng)組地層屬內(nèi)陸湖泊相沉積。盆地東北部相對(duì)抬升，以河流三角洲平原相沉積為主，巖性較粗，厚度較?。慌璧匚髂喜块L(zhǎng)期處于水深的湖泊環(huán)境，沉積了一套巖性較細(xì)厚度大的湖泊三角洲地層。總體上，延長(zhǎng)組儲(chǔ)集層10個(gè)油層組都是一些低孔、低滲、低含油飽和度的儲(chǔ)層，但因其沉積條件、沉積物源和成巖作用不同，導(dǎo)致各油層的儲(chǔ)層物性和含油性也不同。長(zhǎng)10長(zhǎng)7是湖盆發(fā)生、發(fā)展到全盛時(shí)期，長(zhǎng)7為湖泊全盛時(shí)深半深湖沉積，是理想的生油層，長(zhǎng)6長(zhǎng)3為湖盆進(jìn)入三角洲建設(shè)期，隨著沿岸三角洲砂體的充填，湖域開(kāi)始收縮，沉積具有水退型反旋回特點(diǎn)。其中長(zhǎng)6為主要油組，是盆地由盛轉(zhuǎn)衰階段出現(xiàn)的三角洲沉積。長(zhǎng)4+5主要為湖沼相沉積，砂體不發(fā)育，物性進(jìn)一步變差，僅局部發(fā)育油層。長(zhǎng)3、長(zhǎng)2時(shí)期，三角洲平原分流河道，砂體十分發(fā)育，砂巖粒度有所變粗。長(zhǎng)1時(shí)期，湖盆衰退，形成沼澤平原，煤系地層發(fā)育。表1 儲(chǔ)層物性特征與沉積相的關(guān)系層位沉積相巖性特征孔喉結(jié)構(gòu)喉道中值半徑m孔隙度%滲透率（毫達(dá)西）長(zhǎng)1三角洲平原粉細(xì)砂巖夾炭質(zhì)泥巖，顆粒分選差大孔細(xì)喉型14-165-50長(zhǎng)2細(xì)砂巖，顆粒分選中等大孔細(xì)喉型0.6514-165-50長(zhǎng)3細(xì)砂巖，顆粒分選中等長(zhǎng)4+5湖沼相粉砂巖與泥質(zhì)巖互層，顆粒分選差小孔微細(xì)喉型0.179-120.1-1.93長(zhǎng)6三角洲前緣細(xì)砂巖、粉砂巖，顆粒分選中等小孔微細(xì)喉型0.2511-140.1-2.41長(zhǎng)7半深湖深湖泥巖，油頁(yè)巖夾薄層粉細(xì)砂巖小孔微細(xì)喉型11-140.1-2.41長(zhǎng)8湖泊砂質(zhì)泥巖夾粉細(xì)砂巖，顆粒分選中等小孔微細(xì)喉型11-140.1-2.41長(zhǎng)9小孔微細(xì)喉型長(zhǎng)10河流三角洲厚層中細(xì)砂巖，底粗砂巖，分選差大、中孔微細(xì)喉型11-140.1-2.41表中數(shù)據(jù)表明，儲(chǔ)層物性參數(shù)與沉積相之間存在明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系：長(zhǎng)1長(zhǎng)3主要為河流相沉積，相變大，顆粒粗，物性相對(duì)要好；長(zhǎng)4+5長(zhǎng)10主要為湖泊相沉積，相變小，顆粒細(xì)，物性差。2、延長(zhǎng)組油層微觀驅(qū)油機(jī)理微觀模型常規(guī)水驅(qū)油試驗(yàn)表明，潤(rùn)濕性不同，水驅(qū)時(shí)油水運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及形成的殘余油分布明顯不同；非均質(zhì)系數(shù)越大，滲透率級(jí)差越大，兩相驅(qū)替越易發(fā)生繞流，水洗厚度減小，形成的殘余油也就越多；油水粘度比增大，采收率減??；正韻律比反韻律的采收率小。上部地層以長(zhǎng)2為代表，下部地層以長(zhǎng)6為代表，進(jìn)行微觀水驅(qū)油試驗(yàn)，可以觀察到長(zhǎng)6油層注入水在喉道中主要以活塞式驅(qū)油為主，注入水所達(dá)到的孔道將油驅(qū)得比較干凈，長(zhǎng)2油層在水驅(qū)油過(guò)程中，主要以非活塞式，驅(qū)油注入水在喉道邊緣前進(jìn)較快，易造成油滴卡斷，形成殘余油，降低驅(qū)油效率。長(zhǎng)6、長(zhǎng)2油層在驅(qū)油過(guò)程中，注入水以多條路線向出口推進(jìn)，注入水推進(jìn)比較均勻。但長(zhǎng)6油層在無(wú)水期結(jié)束時(shí)，注入水的主要滲流通道只具雛形，繼續(xù)注入時(shí)，注入水沿各條滲流通道向周?chē)鷶U(kuò)展，形成更多的滲流通道，同時(shí)，更多的油被驅(qū)出。而長(zhǎng)2層在無(wú)水期結(jié)束時(shí)，注入水的滲流通道已基本形成，繼續(xù)注入時(shí)，注入水的流動(dòng)通道幾乎不再增加，當(dāng)然驅(qū)出的油也不多。造成這種驅(qū)油差異的主要原因是巖石的潤(rùn)濕性：長(zhǎng)2油層巖石礦物以長(zhǎng)石石英為主，有機(jī)質(zhì)含量極少（綠泥石含量小于2%），粘土礦物以伊利石為主，所以巖石表面潤(rùn)濕性為親水。與上部地層不同的是，下部長(zhǎng)4+5長(zhǎng)8油層綠泥石含量明顯增多（大于4%），綠泥石礦物的親油性較強(qiáng)，因此引起了油層潤(rùn)濕性的變化。對(duì)于親水巖石，小孔隙中為水所占據(jù)，大孔隙中為油所充填。水驅(qū)油時(shí)，大孔隙中的油首先被驅(qū)替出后，水形成連續(xù)相，大孔隙滲流阻力小，隨后注入的水將沿大孔道向前推進(jìn)。因此，無(wú)水期后，驅(qū)油效率增加值不大。因此上部長(zhǎng)2、延9層無(wú)水期驅(qū)油效率與最終驅(qū)油效率相差不大。而下部地層長(zhǎng)6、長(zhǎng)4+5油層潤(rùn)濕性一般為中性，且束縛水、殘余油飽和度都比較高，無(wú)水期注水倍數(shù)低，表明孔隙結(jié)構(gòu)差，非均質(zhì)性嚴(yán)重。由于束縛水、殘余油飽和度都比較高，油水兩相流區(qū)間跨度小，因而最終驅(qū)油效率較低。表2 不同油層水驅(qū)油試驗(yàn)數(shù)據(jù)表層位顆粒大小分布孔隙結(jié)構(gòu)非均質(zhì)性潤(rùn)濕性驅(qū)油效率（%）無(wú)水期含水95%最終延9極不均勻較強(qiáng)，孔隙大，喉道大，但分布不均，繞流嚴(yán)重親水3742.646.1長(zhǎng)2極不均勻親水36.742.344.9長(zhǎng)4+5較均勻較弱，孔隙小，喉道小，分布較均勻，小范圍繞流中性-弱親水26.639.041.1長(zhǎng)6較均勻中性19.829.3403、裂縫發(fā)育特征延長(zhǎng)組地層裂縫從成因上可分兩類(lèi)：一是構(gòu)造裂縫，一是成巖裂縫。構(gòu)造裂縫是構(gòu)造應(yīng)力（張應(yīng)力、剪應(yīng)力）作用造成的，一般形成角度較高的垂直和斜交裂縫；成巖裂縫是地層沉積后經(jīng)溶蝕、成巖、風(fēng)化等原因形成的，一般形成與層面近乎平行分布的水平裂縫。據(jù)觀察，裂縫分布一般在巖層內(nèi)，裂縫間距大多在1-2.5m之間，密度約為0.4-1條/m；薄巖層中裂縫比厚巖層中更發(fā)育，密度更大，當(dāng)巖層的厚度大于3m后，其中裂縫一般不發(fā)育；根據(jù)試驗(yàn)，微裂縫的平均滲透率49.310-3m2,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基質(zhì)滲透率。據(jù)古地磁法測(cè)試，該區(qū)古水流方向?yàn)楸睎|西南向，即砂體軸向，物性較好，滲流阻力小，雖然在地層條件下呈閉合狀態(tài)，但油層經(jīng)壓裂改造、注水開(kāi)發(fā)后，局部井區(qū)注水壓力超過(guò)裂縫開(kāi)啟壓力，易沿砂體軸向形成裂縫水竄，造成平面矛盾及縱向上注采剖面的不均衡。同時(shí)，裂縫線上的采油井表現(xiàn)為見(jiàn)效快、見(jiàn)水快，水線推進(jìn)速度0.434.35m/d，個(gè)別井12個(gè)月就暴性水淹；裂縫側(cè)向的油井見(jiàn)效緩慢，甚至長(zhǎng)期不見(jiàn)效，水驅(qū)動(dòng)用程度差，加劇了注水開(kāi)發(fā)的平面矛盾。4、調(diào)剖體系的優(yōu)選對(duì)于三疊系低滲透油層，優(yōu)化低傷害或無(wú)傷害調(diào)剖劑，有效控制裂縫水竄，改變水驅(qū)方向，是深部調(diào)剖面臨的主要問(wèn)題。為此開(kāi)展了體系成分物化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，體系耐溫、耐鹽、耐剪切實(shí)驗(yàn)，體系強(qiáng)度及抗老化性實(shí)驗(yàn)，體系與地層配伍性實(shí)驗(yàn)等，最終優(yōu)選出適合本地區(qū)的調(diào)剖體系。由于延長(zhǎng)組上部地層長(zhǎng)2-3和下部地層長(zhǎng)4+5長(zhǎng)8沉積環(huán)境不同，油層物性不同，在注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中突出的主要矛盾也不同，因此體系配方和性能也應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。以控制大孔道為主的深部調(diào)剖體系配方：疏水締合聚合物（AP-P3）+交聯(lián)劑+TLS膠粒+少量預(yù)交聯(lián)顆粒以封堵裂縫為主的深部堵水體系配方：疏水締合聚合物（AP-P4）+交聯(lián)劑+預(yù)交聯(lián)顆粒+少量TLS膠粒性能指標(biāo)：交聯(lián)后體系強(qiáng)度50000mPa.s；顆粒堵劑膨脹倍數(shù)：淡水50倍，地層水17倍；體系抗溫700C；體系抗鹽85000mg/L；體系抗老化時(shí)間200天；顆粒堵劑的粒徑0.512mm。5、深部調(diào)剖模式的建立根據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)總結(jié)，初步建立了延長(zhǎng)組油層深部調(diào)剖模式：對(duì)于上部長(zhǎng)2-3地層，物性相對(duì)較好，一般以孔隙性見(jiàn)水為主，見(jiàn)水方向受砂體走向控制，采取深部調(diào)剖體系可改變流體轉(zhuǎn)向，擴(kuò)大水驅(qū)體積，實(shí)現(xiàn)均衡水驅(qū)。對(duì)于下部長(zhǎng)4+5長(zhǎng)8地層，儲(chǔ)層致密，物性差，往往以裂縫性水淹為主，采取深部裂縫封堵體系可有效控制主向裂縫，提高側(cè)向油井的見(jiàn)效程度。表3 深部調(diào)剖模式的技術(shù)參數(shù)體系類(lèi)型針對(duì)油層施工壓力施工排量劑量m3顆粒粒徑體系濃度對(duì)應(yīng)油井措施深部調(diào)剖體系孔隙性見(jiàn)水較低4-7 m3/h1600以上較大較高合理調(diào)整產(chǎn)液結(jié)構(gòu)裂縫封堵體系裂縫性見(jiàn)水較高3-4 m3/h1400以下較小較低恢復(fù)水淹井，保持完善的注采井網(wǎng)二、深部調(diào)剖模式現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果1、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況從2005年開(kāi)始至今，該體系在延長(zhǎng)油田已實(shí)施深部調(diào)剖堵水措施20井次，既有以改變流體轉(zhuǎn)向?yàn)橹鞯目紫缎砸?jiàn)水調(diào)剖井，也有以控制裂縫線水淹為主的裂縫封堵井。取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，目前已成為解決層內(nèi)、層間、平面三大矛盾的重要措施，隨著油田中高含水階段的臨近，其應(yīng)用前景將更為廣闊。2、典型區(qū)塊治理效果分析下面以定邊采油廠為例，分析該調(diào)剖模式在2008年的實(shí)施效果：2008年應(yīng)用該調(diào)剖模式共實(shí)施調(diào)剖7個(gè)井次，其中在西仁溝油區(qū)實(shí)施4井次，在樊學(xué)油區(qū)實(shí)施3井次。其中，西仁溝油區(qū)，主力油層為長(zhǎng)2，油區(qū)構(gòu)造處于鄂爾多斯盆地陜北斜坡西部中段定邊臺(tái)地之上，構(gòu)造背景是東高西低，向西或西北傾斜的大單斜，但在內(nèi)部發(fā)育有規(guī)模不等、軸向有異的鼻褶，導(dǎo)致單斜構(gòu)造復(fù)雜化。該區(qū)塊2006年5月注水開(kāi)發(fā)以來(lái)，注入水沿近東西向快速推進(jìn)，位于該向的部分采油井在短期內(nèi)暴性水淹，見(jiàn)水油井平均見(jiàn)水周期僅33天，水線推進(jìn)速度達(dá)21.6m/d，動(dòng)態(tài)上表現(xiàn)為裂縫型水淹特征。針對(duì)這一狀況，2008年采取裂縫深部堵水體系實(shí)施治理，取得顯著效果。另一區(qū)塊為樊學(xué)區(qū)塊（開(kāi)發(fā)層系長(zhǎng)4+5），與西仁溝油區(qū)不同的是，該區(qū)油井見(jiàn)水多數(shù)受沉積微相影響，注入水沿北東-南西方向即古河道流向推進(jìn)較快，孔隙性見(jiàn)