時(shí)間:2018年12月28日 分類:科學(xué)技術(shù)論文 次數(shù):
下面文章基于詳細(xì)的中外文文獻(xiàn)調(diào)研,結(jié)合典型油田實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié),系統(tǒng)介紹了目前高含水油田精細(xì)油藏描述研究的現(xiàn)狀和研究中存在的5個(gè)方面主要問(wèn)題。認(rèn)為地層精細(xì)劃分與對(duì)比、儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究、開(kāi)發(fā)過(guò)程中儲(chǔ)層變化規(guī)律研究、多信息綜合剩余油表征技術(shù)和高含水油藏三次采油相關(guān)研究等屬于高含水油田精細(xì)油藏描述中的5個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,并明確提出了目前應(yīng)用效果較好的幾種新技術(shù)和方法。
關(guān)鍵詞:儲(chǔ)層非均質(zhì)性,斷裂體系,精細(xì)油藏描述,剩余油,高含水油田
油藏描述是20世紀(jì)30年代萌芽,70年代發(fā)展起來(lái)的用于油氣田勘探和開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)實(shí)用技術(shù)[1-5],在業(yè)內(nèi)已成為認(rèn)識(shí)油藏特征最基本和最重要的手段[6-10]。目前這項(xiàng)新技術(shù)已在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用,獲得了顯著經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[11-15]。對(duì)于高含水油田精細(xì)油藏描述,眾多研究者均十分關(guān)注[16-29]。
中國(guó)許多油田從20世紀(jì)80年代進(jìn)入高含水期,因此對(duì)于高含水油田相關(guān)的研究也有數(shù)十年的歷史,取得了一定的進(jìn)展。筆者認(rèn)為目前高含水油田精細(xì)油藏描述存在的問(wèn)題主要包括以下幾方面。①構(gòu)造精細(xì)解釋和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度較低;②油水關(guān)系復(fù)雜;③儲(chǔ)層傷害;④儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng);⑤建立精細(xì)油藏描述數(shù)據(jù)、成果管理和應(yīng)用平臺(tái)難度大。本文旨在通過(guò)全面梳理目前高含水油田精細(xì)油藏描述研究進(jìn)展,為促進(jìn)該類油田精細(xì)油藏描述技術(shù)發(fā)展和提高油田開(kāi)發(fā)效果提供參考。
1高含水油田精細(xì)油藏描述關(guān)鍵問(wèn)題
精細(xì)油藏描述是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,涉及的研究?jī)?nèi)容十分廣泛,本次將目前高含水油田精細(xì)油藏描述的關(guān)鍵問(wèn)題總結(jié)為以下5個(gè)方面。
1.1地層精細(xì)劃分與對(duì)比
高含水油田類型眾多,從碎屑巖、碳酸鹽到其他巖類都有[30-36],開(kāi)發(fā)中后期地層精細(xì)劃分難度大,傳統(tǒng)的“旋回對(duì)比,分級(jí)控制”的地層劃分對(duì)比方法,很難解決這一問(wèn)題。高分辨率層序地層學(xué)理論通過(guò)地質(zhì)成因分析和對(duì)于不同等級(jí)地層基準(zhǔn)面旋回在空間上的對(duì)比和劃分,一方面在理論上使得地層劃分與對(duì)比具有地質(zhì)成因意義,更加符合地下地質(zhì)實(shí)際,另一方面在技術(shù)上可以使得地層的劃分與對(duì)比精細(xì)至單層級(jí)別[37],對(duì)應(yīng)單砂體,滿足了高含水油田生產(chǎn)實(shí)踐的要求。
圖中短期基準(zhǔn)面旋回對(duì)應(yīng)經(jīng)典層序地層學(xué)中5級(jí)層序,中期基準(zhǔn)面旋回對(duì)應(yīng)4級(jí)層序。前者對(duì)應(yīng)單層級(jí)別的地層劃分單元,后者對(duì)應(yīng)小層級(jí)別的地層劃分單元。傳統(tǒng)的地層劃分方法只能將地層劃分至中期基準(zhǔn)面旋回,而高分辨率層序地層學(xué)可以將地層細(xì)分至短期基準(zhǔn)面旋回,即單層。
1.2儲(chǔ)層非均質(zhì)性
儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究涉及的內(nèi)容比較豐富,主要包括流場(chǎng)非均質(zhì)性和流體非均質(zhì)性兩大類[38-39]。目前在儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究中大多集中于流場(chǎng)非均質(zhì)性研究方面,對(duì)于流體非均質(zhì)性研究甚少。儲(chǔ)層流場(chǎng)非均質(zhì)性研究最多的是利用測(cè)井精細(xì)解釋的滲透率成果計(jì)算變異系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)和級(jí)差等參數(shù),通過(guò)分析這些參數(shù)在空間上的變化規(guī)律來(lái)定量表征儲(chǔ)層流場(chǎng)非均質(zhì)性特征。雖然測(cè)井資料具有定量化和易獲取等優(yōu)點(diǎn),但受儲(chǔ)層物性測(cè)井解釋精度的限制,上述參數(shù)的準(zhǔn)確性在一定程度上受到質(zhì)疑。
對(duì)于高含水油田而言,工作的重點(diǎn)應(yīng)該放在不同小層或單層之間或之內(nèi)的隔層或夾層上。隔夾層的研究應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注兩個(gè)問(wèn)題。第一,隔夾層有效性的評(píng)價(jià),應(yīng)該重點(diǎn)刻畫(huà)在空間上有效封隔油氣水等流體的隔夾層,可以通過(guò)物理模擬和數(shù)值模擬等解決。第二,隔夾層對(duì)地下油水(汽)等運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響分析。目前流體非均質(zhì)性研究還很薄弱,需要加強(qiáng)地球化學(xué)方法和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)應(yīng)用等攻關(guān)。
1.3開(kāi)發(fā)過(guò)程中儲(chǔ)層變化規(guī)律
在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中,隨著注水或注汽等措施的實(shí)施,儲(chǔ)層發(fā)生一系列的變化,主要包括孔隙結(jié)構(gòu)、粘土礦物性質(zhì)及其所引起的儲(chǔ)層滲透率的變化等。儲(chǔ)層流體性質(zhì)也發(fā)生相應(yīng)的變化。王志章等[40]以雙河油田水驅(qū)油藏和克拉瑪依油田九區(qū)汽驅(qū)油藏為例,對(duì)開(kāi)發(fā)中后期油藏參數(shù)變化規(guī)律及變化機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)分析。
Dario等[41]以挪威海某區(qū)實(shí)際資料為例,利用地震數(shù)據(jù)進(jìn)行貝葉斯轉(zhuǎn)換預(yù)測(cè)儲(chǔ)層性質(zhì)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)變化。本次研究利用掃描電鏡資料,對(duì)遼河盆地西部凹陷某蒸汽驅(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)蒸汽驅(qū)前后儲(chǔ)層變化規(guī)律進(jìn)行了分析。
蒸汽驅(qū)之前和之后,粘土礦物含量大幅增加,特別是高嶺石等更加穩(wěn)定的粘土礦物(與伊蒙混層粘土礦物相比)含量增加最為明顯。由于粘土礦物等的含量大幅度增加,導(dǎo)致其堵塞孔隙和喉道,儲(chǔ)層孔隙度和滲透率降低,對(duì)比發(fā)現(xiàn),蒸汽驅(qū)之后孔隙度和滲透率的減小更甚。對(duì)于儲(chǔ)層在開(kāi)發(fā)中的變化規(guī)律研究,開(kāi)發(fā)中后期密閉取心井與開(kāi)發(fā)初期的取心井物性分析資料對(duì)比是行之有效的方法。儲(chǔ)層的敏感性分析也可以提供相關(guān)的證據(jù)。
1.4多信息綜合剩余油表征技術(shù)
確定高含水油田剩余油分布特征是精細(xì)油藏描述研究的核心內(nèi)容,也是目前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)[42]。韓大匡認(rèn)為,高含水油田剩余油體現(xiàn)“總體高度分散,局部相對(duì)富集”的格局[43]。趙軍龍等[44]對(duì)中高含水期剩余油測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)。目前研究剩余油的方法有許多種,包括地質(zhì)方法,油藏工程、試井以及數(shù)值模擬方法、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)技術(shù)、各種動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法等。
對(duì)于高含水油田開(kāi)展剩余油分布規(guī)律研究,最關(guān)鍵還是在重視數(shù)值模擬的同時(shí),重點(diǎn)利用好密閉取心井資料,加強(qiáng)相關(guān)的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究,注重各種動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和生產(chǎn)資料信息的挖掘。同時(shí)應(yīng)該加強(qiáng)儲(chǔ)層地質(zhì)成因模式和微構(gòu)造、小斷層識(shí)別等地質(zhì)研究。近幾年,大慶油田在斷層附近部署加密調(diào)整井,挖潛剩余油,取得了良好的效果。這對(duì)于高含水油田精細(xì)油藏描述研究中剩余油表征就是一個(gè)很好的啟示。
1.5高含水油藏三次采油相關(guān)探索
三次采油既能擴(kuò)大波及體積,又能提高驅(qū)油效率,是開(kāi)發(fā)中后期高含水、特高含水條件下老油田要大幅度提高石油采收率,經(jīng)濟(jì)可行的有效途徑[16]。而要開(kāi)展三次采油,必須正確認(rèn)識(shí)高含水期油田開(kāi)發(fā)地質(zhì)特征。筆者認(rèn)為精細(xì)油藏描述中需重點(diǎn)關(guān)注以下兩方面。
第一,聚驅(qū)、注汽等三采措施與水驅(qū)機(jī)理差異很大,需要開(kāi)展聚驅(qū)相關(guān)的儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)和聚驅(qū)機(jī)理等研究,為三采方式和驅(qū)油劑的選擇提供依據(jù)[59-61]。同時(shí),開(kāi)展三采對(duì)儲(chǔ)層傷害等相關(guān)的理論分析和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究。
第二,油氣水和分布運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究。油田高含水階段,要合理制定、規(guī)劃和實(shí)施好三采措施,首先必須準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)地下油氣水的分布和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
2高含水油田精細(xì)油藏描述研究發(fā)展趨勢(shì)
高含水油田精細(xì)油藏描述需要解決的問(wèn)題眾多,隨著生產(chǎn)實(shí)踐的深入,新的問(wèn)題不斷出現(xiàn)。本次將高含水油田精細(xì)油藏描述研究發(fā)展趨勢(shì)總結(jié)為如下5方面。
2.1斷裂體系精細(xì)解釋
目前斷裂體系在中國(guó)各大油田廣泛存在,從東部的大慶、大港、勝利,到西部的新疆、塔里木等都可以看到。受資料精度和研究者經(jīng)驗(yàn)等因素影響,目前斷裂體系精細(xì)解釋難度很大。王乃舉等指出,影響油藏注水開(kāi)發(fā)的主要是四級(jí)斷層或更次一級(jí)的斷層[17]。因此斷裂體系的精細(xì)刻畫(huà),對(duì)于高含水油田剩余油刻畫(huà)和提高石油采收率具有十分重要的意義。在高含水油田精細(xì)油藏描述中,有3個(gè)問(wèn)題需要特別注意。
第一,井震資料緊密結(jié)合斷裂體系剖面精細(xì)解釋和平面組合。
主要還是利用取心井資料標(biāo)定高精度的三維地震資料,一般可以實(shí)現(xiàn)三級(jí)斷裂的解釋。根據(jù)資料的精度和開(kāi)發(fā)生產(chǎn)實(shí)踐的需求,對(duì)于中淺層油藏,應(yīng)識(shí)別出斷距5m以上的五級(jí)斷層,深層油藏應(yīng)識(shí)別出斷距10m以上的四級(jí)斷層,超深層應(yīng)該識(shí)別出三級(jí)或四級(jí)斷層。李陽(yáng)等對(duì)四級(jí)和五級(jí)斷層的分類特征及識(shí)別標(biāo)志有過(guò)詳細(xì)地介紹[62]。
第二,小斷層和微構(gòu)造的識(shí)別和刻畫(huà)。
對(duì)于開(kāi)發(fā)中后期油田而言,由于剩余油刻畫(huà)成為精細(xì)油藏描述十分重要的目標(biāo)之一,而小斷層和微構(gòu)造又對(duì)剩余油的分布起著控制作用。因此研究中應(yīng)該特別重視小斷層和微構(gòu)造的精細(xì)刻畫(huà)。
第三,斷層封閉性的研究。陳歡慶等[63]利用典型井水分析數(shù)據(jù),對(duì)遼河盆地西部凹陷蒸汽驅(qū)試驗(yàn)區(qū)斷裂滲流屏障的封閉性進(jìn)行了分析。高含水期油水關(guān)系復(fù)雜,注采井之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系成為開(kāi)發(fā)生產(chǎn)實(shí)踐中需要關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題之一。而斷裂體系的存在又是注采井之間對(duì)應(yīng)關(guān)系十分重要的決定因素,因此有必要加大斷層封閉性研究的力度。
3結(jié)論
1)精細(xì)油藏描述研究是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,涉及的研究?jī)?nèi)容眾多。
高分辨率層序地層學(xué)可以有效解決地層精細(xì)劃分的問(wèn)題,將分層界限細(xì)分至單層。儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究中物理模擬和數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)是隔夾層有效性評(píng)價(jià)的現(xiàn)實(shí)途徑,同時(shí)應(yīng)該通過(guò)加強(qiáng)地球化學(xué)方法應(yīng)用和動(dòng)態(tài)資料分析開(kāi)展流體非均質(zhì)性研究。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)研究、分析測(cè)試資料的對(duì)比、不同開(kāi)發(fā)階段測(cè)井物性解釋資料的對(duì)比分析等是開(kāi)發(fā)過(guò)程中儲(chǔ)層變化規(guī)律研究的有效方法。地質(zhì)方法、油藏工程、試井以及數(shù)值模擬方法、室內(nèi)試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等方法可以實(shí)現(xiàn)剩余油表征。三次采油相關(guān)機(jī)理和開(kāi)發(fā)地質(zhì)基礎(chǔ)研究需要在高含水油田精細(xì)油藏描述中加強(qiáng)。
2)井震資料緊密結(jié)合、小斷層和微構(gòu)造的識(shí)別刻畫(huà)、斷層封閉性研究等是高含水油田斷裂體系精細(xì)解釋的核心。
儲(chǔ)層構(gòu)型劃分的級(jí)次、構(gòu)型單元界面的發(fā)育規(guī)律和構(gòu)型單元的定量規(guī)模特征及空間組合模式等是構(gòu)型精細(xì)表征技術(shù)關(guān)注的重點(diǎn)。測(cè)井水淹層解釋可以通過(guò)分區(qū)分層位、發(fā)展測(cè)井新技術(shù)新方法等不斷提高解釋精度。優(yōu)勢(shì)滲流通道的研究方法主要包括地質(zhì)、數(shù)值模擬和各種數(shù)學(xué)計(jì)算方法等。多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)建模技術(shù)需要不斷改進(jìn)算法,同時(shí)加強(qiáng)軟件國(guó)產(chǎn)化。高含水油田精細(xì)油藏描述中裂縫表征、單砂體的精細(xì)刻畫(huà)和井間砂體連通性描述以及儲(chǔ)層流體非均質(zhì)性等問(wèn)題也值得關(guān)注。目前大港和冀東等油田在地質(zhì)成因分析基礎(chǔ)上,通過(guò)井震結(jié)合進(jìn)行構(gòu)造精細(xì)解釋和砂體空間預(yù)測(cè)取得了很好的效果。
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