勝坨油田斷塊油藏新技術(shù)的分析研究

1、勝坨油田復(fù)雜斷塊油藏開(kāi)發(fā)技術(shù)研究吳東磊、趙霞、王霞（勝采二礦二十一隊(duì)）摘要：針對(duì)勝坨油田復(fù)雜斷塊油藏的復(fù)雜性，系統(tǒng)闡述了近年來(lái)勝坨油田復(fù)雜斷塊油藏開(kāi)采中的新技術(shù)，如地層測(cè)試、細(xì)分層系、改善水驅(qū)效果的智能決策及油藏經(jīng)營(yíng)管理等。地層測(cè)試適用于早期地層復(fù)雜性的判斷，測(cè)試油藏參數(shù)、確定區(qū)域邊界；利用最優(yōu)分割法對(duì)開(kāi)發(fā)層系進(jìn)行細(xì)分，有利于消除層間差異，提高采收率；改善水驅(qū)效果的智能決策對(duì)各種措施進(jìn)行優(yōu)化、達(dá)到合理配置的目的；油藏經(jīng)營(yíng)管理強(qiáng)調(diào)多學(xué)科、技術(shù)相結(jié)合，注重開(kāi)發(fā)決策的整體性，達(dá)到利潤(rùn)的最大化。關(guān)鍵詞：復(fù)雜斷塊 新技術(shù) 地層測(cè)試 細(xì)分層系 油藏經(jīng)營(yíng)管理主要受斷層作用形成的油氣圈閉都稱(chēng)為斷塊油藏，同屬于

2、一個(gè)斷裂帶形成的含油氣斷塊油藏往往劃歸在一起稱(chēng)為斷塊油田。復(fù)雜斷塊油田是表明斷塊切割復(fù)雜程度的一種特殊分類(lèi)，通常認(rèn)為含油面積小于1km2的斷塊油藏，且地質(zhì)儲(chǔ)量占油田儲(chǔ)量50%以上的斷塊油田，稱(chēng)為復(fù)雜斷塊油田。我們勝利采油廠發(fā)育著以斷塊為特點(diǎn)含油豐富的油氣區(qū)，分布眾多的斷裂構(gòu)造帶形成多種復(fù)雜的復(fù)式構(gòu)造油氣田。勝坨油田復(fù)雜斷塊油藏經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā)，積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，勘探、開(kāi)發(fā)滾動(dòng)發(fā)展技術(shù)是斷塊油藏開(kāi)發(fā)的有效方法。但隨著開(kāi)發(fā)的不斷深入，逐漸暴露出許多新問(wèn)題，將復(fù)雜斷塊油藏作為一個(gè)整體開(kāi)發(fā)將是該類(lèi)油藏開(kāi)發(fā)的有效途徑2。1 復(fù)雜斷塊油藏開(kāi)發(fā)中的問(wèn)題復(fù)雜斷塊油藏以其含油區(qū)域復(fù)雜而開(kāi)發(fā)困難，以勝坨油田斷塊油藏

3、來(lái)看，經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā)，主要暴露出的問(wèn)題有：（1）含油層系多，斷塊之間儲(chǔ)量富集程度差異大，油水關(guān)系復(fù)雜由于地質(zhì)作用的影響，形成了斷塊間含油層位不一致、含油量差異大，每個(gè)斷塊有獨(dú)立的油水系統(tǒng)，油水關(guān)系復(fù)雜，同一斷塊各含油砂層組無(wú)統(tǒng)一的油水界面，甚至一個(gè)油砂體就有一個(gè)油水界面，有的斷塊油藏油水界面多達(dá)數(shù)十個(gè)，給油藏開(kāi)發(fā)帶來(lái)很大的困難。（2）儲(chǔ)層物性、原油性質(zhì)、油層產(chǎn)能差別大斷塊間、層系間原油性質(zhì)變化較大，由于油藏的滲濾條件、原油性質(zhì)存在著顯著差異，油層產(chǎn)能差別也很大，斷塊油藏儲(chǔ)層物性差異較大，如勝坨油田含油層系沙一段儲(chǔ)層油層空氣滲透率目前有沙一14層無(wú)解釋?zhuān)驼扯茸兓秶诤艽?，地面原油粘度?6

4、02125mPa·s。（3）含油井層系多、層間非均質(zhì)性嚴(yán)重。斷塊油藏含油砂層組非常多，往往都有多套開(kāi)發(fā)層系，生產(chǎn)厚度很大；斷塊層間滲透率級(jí)差較大，導(dǎo)致層間采出程度和吸水能力差異大。2 復(fù)雜斷塊油藏開(kāi)發(fā)新技術(shù)針對(duì)勝坨油田復(fù)雜斷塊油藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中所暴露出的問(wèn)題，提出了許多有效的方法，主要有：地層測(cè)試技術(shù)、細(xì)分層系技術(shù)、改善水驅(qū)效果的智能決策技術(shù)以及油藏經(jīng)營(yíng)管理。2.1 地層測(cè)試技術(shù)地層測(cè)試技術(shù)對(duì)于復(fù)雜斷塊油田早期判斷油藏的復(fù)雜性顯得尤為重要3。通過(guò)不穩(wěn)定試井方法，利用在開(kāi)井生產(chǎn)和關(guān)井恢復(fù)壓力過(guò)程中連續(xù)測(cè)量井底壓力變化，油藏工程師們能夠分析出一口井四周供油區(qū)域的有效滲透率和近井地帶可能發(fā)生的

5、地層污染（或改善）狀況。在一定條件下，還能應(yīng)用壓力恢復(fù)曲線的變化趨勢(shì)來(lái)判斷一口井四周供油區(qū)域的邊界（斷層、邊水、氣頂）特征，結(jié)合鉆井取心和地震學(xué)資料，估算產(chǎn)油井的供油面積的大致形狀和儲(chǔ)量的規(guī)模，這樣就可以在復(fù)雜斷塊油田的滾動(dòng)勘探開(kāi)發(fā)中少打低效井。通過(guò)對(duì)地層測(cè)試資料的分析，一般可以獲取如下主要參數(shù)和信息：原始地層壓力；地層有效滲透率；儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)性質(zhì)；不滲透邊界的大致形狀及最近邊界的距離；表明井底受污染情況的表皮系數(shù)；油井的流動(dòng)效率、地層的污染系數(shù)或堵塞比；措施效果的評(píng)價(jià)；油井控制的動(dòng)儲(chǔ)量。2.2 細(xì)分層系技術(shù)隨著注水開(kāi)發(fā)的不斷深入，油層孔隙結(jié)構(gòu)、孔隙度、滲透率、潤(rùn)濕性等方面均發(fā)生了明顯變化，

6、加上流體非均質(zhì)性的影響，使得油藏各方面的非均質(zhì)程度進(jìn)一步加劇，開(kāi)發(fā)矛盾更為突出。對(duì)于多油層復(fù)雜斷塊油藏來(lái)講，開(kāi)發(fā)過(guò)程中的層間矛盾始終是影響開(kāi)發(fā)的主要矛盾，精細(xì)油藏描述和開(kāi)發(fā)研究表明，即使含水大于90%以后，剩余油潛力仍然是主要在層間差異上，影響層間干擾的因素主要包括地質(zhì)因素和開(kāi)發(fā)因素兩個(gè)方面。多油層、多種沉積相帶是層間各向異性的基本原因，油層物性和原油性質(zhì)差異大是層間干擾的主要因素，大段合采合注是造成層間干擾的主要開(kāi)發(fā)因素。圖1 斷塊油藏細(xì)分層系技術(shù)思路圖層系細(xì)分的主要原則有：只要單井控制儲(chǔ)量高于經(jīng)濟(jì)極限，可以把具有經(jīng)濟(jì)產(chǎn)能的單油層以上的油層劃分為單獨(dú)的開(kāi)發(fā)目的層，但對(duì)于滲透率較低或具有氣頂或

7、底水的油層，其最小厚度應(yīng)相應(yīng)的增加，每一套獨(dú)立的開(kāi)發(fā)層系必須有良好的隔層分開(kāi)，隔層厚度大于2.5m。同一套層系主力層不宜超過(guò)34層，小層不宜超過(guò)10層，有效厚度不易超過(guò)20m，只要經(jīng)濟(jì)上合理，一套層系所含的油層數(shù)應(yīng)盡可能少，以減少層間干擾。粘度較高、滲透率高的油層必須與低粘度、低滲透的油層分開(kāi)。同一套層系中油層滲透率級(jí)差不宜大于5，平均單層突進(jìn)系數(shù)不宜超過(guò)2.0。同一套層系的油層比采油指數(shù)相差不大于2倍。同一套層系中油層壓力要相近，具有同一驅(qū)動(dòng)類(lèi)型。對(duì)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，含油面積大于0.5km2的區(qū)塊，油層具備條件的可劃分開(kāi)發(fā)層系，復(fù)雜、破碎斷塊不宜細(xì)分層系，可根據(jù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)作局部調(diào)整。下層系井網(wǎng)調(diào)整

8、以打新井為主，上層系井網(wǎng)充分利用老井，以利于簡(jiǎn)化管柱。層系劃分重組是要建立在對(duì)儲(chǔ)層性質(zhì)正確認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上的。而對(duì)于描述處于高含水開(kāi)發(fā)后期的多油層復(fù)雜斷塊儲(chǔ)層，所涉及的參數(shù)是復(fù)雜的，單一的任何一個(gè)參數(shù)都不能全面表征儲(chǔ)層的性質(zhì)。因此，引入綜合指數(shù)法，對(duì)各層性質(zhì)進(jìn)行描述，進(jìn)而根據(jù)所選的數(shù)學(xué)分類(lèi)方法最優(yōu)分割法，對(duì)層系進(jìn)行重組劃分。根據(jù)斷塊油藏的特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)資料的統(tǒng)計(jì)狀況，選擇如下指標(biāo)表征儲(chǔ)層的性質(zhì)：靜態(tài)指標(biāo)：滲透率、孔隙度、有效厚度、粘度、含油面積動(dòng)態(tài)指標(biāo)：相對(duì)吸水強(qiáng)度、采油指數(shù)、剩余可采儲(chǔ)量、含水、壓力給出各樣品的評(píng)價(jià)指標(biāo)之后，需對(duì)各參數(shù)進(jìn)行無(wú)量綱化，以剔除不同量綱之間的影響。選擇最大、最小值方法對(duì)各參

9、數(shù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理。在計(jì)算出各評(píng)價(jià)樣品各項(xiàng)參數(shù)的評(píng)價(jià)得分值后，應(yīng)根據(jù)評(píng)價(jià)目的對(duì)各項(xiàng)參數(shù)給以不同的權(quán)重，體現(xiàn)各參數(shù)的不同的重要程度，我們選擇層次分析法作為確定權(quán)重的方法。將無(wú)因次矩陣和權(quán)重向量進(jìn)行合成，最終得出我們所需的靜態(tài)指標(biāo)、動(dòng)態(tài)指標(biāo)和綜合指標(biāo)。層系的優(yōu)化與組合是多油層復(fù)雜斷塊油藏高含水開(kāi)發(fā)后期改善開(kāi)發(fā)效果的基礎(chǔ)，而影響層系優(yōu)化組合的地質(zhì)因素和開(kāi)發(fā)因素較多，無(wú)法以某一種主要參數(shù)來(lái)劃分開(kāi)發(fā)層系，必須以綜合各種參數(shù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，故我們采用綜合指數(shù)法。在根據(jù)綜合指數(shù)對(duì)各對(duì)象進(jìn)行分類(lèi)時(shí)，分類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)和方法都是多種多樣的，根據(jù)多方面的調(diào)研我們合理地采用聚類(lèi)分析法來(lái)完成這一任務(wù)，對(duì)斷塊油藏進(jìn)行合理的細(xì)分。

10、具體的分類(lèi)步驟如圖1所示。圖2 改善水驅(qū)效果的智能決策技術(shù)研究思路2.3 改善水驅(qū)效果的智能決策技術(shù)隨著斷塊油田開(kāi)發(fā)的深入，大部分都已進(jìn)入了高含水期，但是油田采出程度并不高。油田開(kāi)發(fā)的三大矛盾層間矛盾、層內(nèi)矛盾和平面矛盾十分突出，油藏水驅(qū)動(dòng)用程度低，很大一部分原油仍留在地下，隨著油井含水率升高和地層物性變差，老井的綜合遞減逐步上升，增產(chǎn)、增注措施的效果逐步變差，經(jīng)濟(jì)效益下降。改善水驅(qū)效果的智能決策技術(shù)的提出可以有效優(yōu)化斷塊油田措施的設(shè)計(jì)，合理規(guī)劃與配置措施實(shí)施。改善水驅(qū)效果的智能決策技術(shù)的主要內(nèi)容包括： 油田開(kāi)發(fā)調(diào)整的宏觀決策研究，包括開(kāi)發(fā)層系的重新評(píng)價(jià)及重組，開(kāi)發(fā)井網(wǎng)的適應(yīng)性分析，注采系統(tǒng)的

11、分析與調(diào)整。 措施效果分析，包括增油量分析和增加采收率分析。 工藝措施的宏觀規(guī)劃研究，在滿足產(chǎn)量、含水等一系列技術(shù)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)條件下，實(shí)現(xiàn)措施的優(yōu)化配置。 措施的單井配置研究，包括措施的適應(yīng)性篩選，數(shù)據(jù)庫(kù)的建立及模糊優(yōu)選的內(nèi)容。 高含水期油田開(kāi)發(fā)調(diào)整的宏觀決策軟件的編制。注水開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)包括：開(kāi)發(fā)技術(shù)指標(biāo)、生產(chǎn)管理指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)；開(kāi)發(fā)調(diào)整方向與措施的內(nèi)容包括：油田開(kāi)發(fā)后期宏觀調(diào)整知識(shí)獲取與分類(lèi)、專(zhuān)家系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)等；計(jì)算出合理指標(biāo)，將實(shí)際的開(kāi)發(fā)指標(biāo)與合理開(kāi)發(fā)指標(biāo)對(duì)比，通過(guò)模糊決策的方法推理出結(jié)論；措施規(guī)劃要求建立措施規(guī)劃數(shù)學(xué)模型并求解，進(jìn)而進(jìn)行規(guī)劃；效果預(yù)測(cè)可以采用時(shí)間序列分析法對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測(cè)；措

12、施配置方案需要建立措施篩選標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)。最后專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)確定提高采收率目標(biāo)及每種措施的貢獻(xiàn)率。研究思路如圖2所示。2.4 油藏經(jīng)營(yíng)管理油藏管理是在一定的管理環(huán)境下，將目前已有的工藝技術(shù)應(yīng)用到一個(gè)已知的油藏系統(tǒng)，通過(guò)優(yōu)化開(kāi)采并降低資本投資和作業(yè)費(fèi)用來(lái)最大限度地提高經(jīng)濟(jì)效益。復(fù)雜斷塊油藏開(kāi)發(fā)過(guò)程強(qiáng)調(diào)集約式的油藏管理具有十分重要的意義，正是由于復(fù)雜斷塊油藏的復(fù)雜性，在整個(gè)勘探、開(kāi)發(fā)滾動(dòng)發(fā)展的過(guò)程中，有組織地把油氣藏開(kāi)發(fā)相關(guān)的眾多學(xué)科、技術(shù)集約成一個(gè)整體，統(tǒng)一在一個(gè)項(xiàng)目組中，實(shí)行統(tǒng)籌規(guī)劃和集約經(jīng)營(yíng)，對(duì)復(fù)雜斷塊油田各個(gè)開(kāi)發(fā)階段進(jìn)行目標(biāo)設(shè)立、方案部署和調(diào)整，經(jīng)濟(jì)優(yōu)化、方案實(shí)施、工藝措施及流程的選擇、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、效果評(píng)

13、價(jià)和方案調(diào)整，以提高復(fù)雜斷塊油田的采收率，并獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益，具體可表述如下。（1）勘探與開(kāi)發(fā)緊密結(jié)合地球物理、油藏地質(zhì)、油藏工程等專(zhuān)業(yè)相互依賴(lài)，在斷塊油田開(kāi)發(fā)全過(guò)程中成為不可分割的整體。一個(gè)復(fù)雜斷塊構(gòu)造帶發(fā)現(xiàn)之后，在對(duì)斷塊區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)階段，開(kāi)發(fā)就應(yīng)早期介入，收集一切油氣顯示，根據(jù)測(cè)試資料初步確定壓力系統(tǒng)，油氣水界面等，利用現(xiàn)代高精度地面、鉆井、測(cè)井、測(cè)試技術(shù)，盡可能地提高油藏描述的綜合水平，對(duì)勘探、開(kāi)發(fā)的戰(zhàn)略布局做出研究，并隨著情況變化不斷完善滾動(dòng)勘探開(kāi)發(fā)的部署。并且隨著項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)行，始終貫徹勘探與開(kāi)發(fā)相互滲透，使復(fù)雜斷塊油田開(kāi)發(fā)達(dá)到最佳開(kāi)采效果。（2）復(fù)雜斷塊油田滾動(dòng)開(kāi)發(fā)中，既要有總體部

14、署，不同階段又要有靈活多變的實(shí)施方案和調(diào)整方案復(fù)雜斷塊油田的開(kāi)發(fā)，首先對(duì)一兩個(gè)大的斷塊區(qū)或一個(gè)構(gòu)造帶進(jìn)行油藏評(píng)價(jià)，對(duì)不同的區(qū)塊進(jìn)行分類(lèi)，明確簡(jiǎn)單區(qū)、復(fù)雜帶和富集區(qū)，形成整體的規(guī)劃部署，井以此作為油田地面建設(shè)骨架工程的依據(jù)。斷塊油田在總體規(guī)劃部署方案指導(dǎo)下分步實(shí)施，往往開(kāi)始是編制初步的開(kāi)發(fā)方案，隨后實(shí)施開(kāi)發(fā)方案、試采方案、注采方案。這些方案并不是同步的，但又是互相聯(lián)系的，隨著不同方案的實(shí)施、認(rèn)識(shí)在深化，方案也逐步完善、油田的調(diào)整方案總的趨勢(shì)是層系不斷細(xì)分、井網(wǎng)逐步加密，通過(guò)不斷地協(xié)調(diào)注采關(guān)系，提高水驅(qū)控制儲(chǔ)量、水驅(qū)動(dòng)用程度，達(dá)到較長(zhǎng)時(shí)期的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。（3）根據(jù)不同斷塊單元的地位，分別制定經(jīng)營(yíng)管理的

15、策略每個(gè)斷塊油田中，復(fù)雜斷塊油藏類(lèi)型很多，要根據(jù)儲(chǔ)量的大小、開(kāi)采的難易程度，制定出不同經(jīng)營(yíng)管理的技術(shù)政策界限。同時(shí)在開(kāi)采過(guò)程中，使各個(gè)斷塊之間有一個(gè)合理的比例關(guān)系，以保證整個(gè)斷塊區(qū)的原油產(chǎn)量持續(xù)穩(wěn)定地增長(zhǎng)，并獲得最高的經(jīng)濟(jì)效益。（4）針對(duì)不同油藏類(lèi)型的開(kāi)采特點(diǎn)，制定出一套與復(fù)雜斷塊油藏相適應(yīng)的增產(chǎn)增注工藝系列和適應(yīng)性強(qiáng)的地面建設(shè)流程復(fù)雜斷塊油田開(kāi)發(fā)是一個(gè)滾動(dòng)變化的過(guò)程，在實(shí)施建設(shè)中，同樣要加強(qiáng)各學(xué)科之間的協(xié)作和研究。復(fù)雜斷塊油田由于斷塊多、斷塊小、注采井網(wǎng)完善程度差，油井多為單向受效，見(jiàn)水規(guī)律復(fù)雜，積極研究和發(fā)展堵水調(diào)剖工藝技術(shù)是斷塊油田調(diào)整的一項(xiàng)重要措施。上述各種技術(shù)、措施、部署和策略的成功，關(guān)鍵在于多學(xué)科的通力合作和強(qiáng)有力的按項(xiàng)目組統(tǒng)籌的經(jīng)營(yíng)管理方式，集約式的油藏經(jīng)營(yíng)管理完全符合復(fù)雜斷塊油田開(kāi)發(fā)的客觀規(guī)律，因此必然會(huì)獲得最好的開(kāi)發(fā)效果和最大的經(jīng)濟(jì)效益。3 結(jié)論（1）復(fù)雜斷塊油藏石油儲(chǔ)量可觀，但具有構(gòu)造復(fù)雜、非均質(zhì)性強(qiáng)、含油層系多、油水關(guān)系復(fù)雜等特點(diǎn)，開(kāi)采難度較大。（2）地層測(cè)試、細(xì)分層系、改善水驅(qū)效果的智能決策及油藏經(jīng)營(yíng)管理等近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)從油藏整體出發(fā)，強(qiáng)調(diào)技術(shù)、措施的優(yōu)化與組合，最終目標(biāo)是提高采收率、增加