魏金蘭，張 煜，姜明忠, 宋祖勇，鄒海燕

(中國石油青海油田分公司，甘肅敦煌 736202)

油砂山薄互層復雜斷塊油藏開發(fā)層系細分研究

魏金蘭，張 煜，姜明忠, 宋祖勇，鄒海燕

(中國石油青海油田分公司，甘肅敦煌 736202)

油砂山油田屬于長井段薄互層復雜斷塊油藏，具有油層數(shù)量多、縱向跨度大、砂泥巖薄互層、非均質(zhì)性強等特點。針對油砂山油田目前開發(fā)中存在的含水上升快、儲量動用程度低、注采系統(tǒng)不完善、注水效果差等問題，以油田探明地質(zhì)儲量為物質(zhì)基礎，依據(jù)細分層系可行性研究，確定了油藏分斷塊、分層系的細分開發(fā)方案，實施后取得了明顯的開發(fā)調(diào)整效果。

油砂山油田；開發(fā)層系細分；油層厚度；復雜斷塊油藏

油砂山油田位于青海省柴達木盆地西部南區(qū)，探明疊合含油面積8.6 km2，其中Ⅰ類石油地質(zhì)儲量2 366×104t。油田構造為一頂部平緩、南陡北緩的不對稱半背斜箱狀構造，主要發(fā)育下油砂山組(N21)和上干柴溝組(N1)兩套儲層，儲層平均孔隙度18%，平均滲透率376.4×10-3μm2，儲層物性總體表現(xiàn)為中-高孔、中-高滲特征。

油砂山油田縱向上油層薄、多，縱向上劃分為13個油層組211個小層，含油井段一般為300～500 m，最長可達800 m，平均406.7 m，單井平均油層厚度47.13 m，

油田整個開發(fā)歷程可分為五個階段：天然能量試油試采階段(1956-1981年)、試注試采階段(1992-1996年)、試注水滾動開發(fā)上產(chǎn)階段(1997-2002年)、開發(fā)調(diào)整產(chǎn)能擴建階段(2003-2006年)及細分層系開發(fā)階段(2007-目前)。

1 油田開發(fā)中存在問題

油田自2004-2011年以復算儲量為基礎，通過完善注采井網(wǎng)、分層系調(diào)整方案的實施，層間矛盾得到一定緩減，2006年最高年產(chǎn)達到12×104t。但油田自身構造復雜，儲層薄、多、散、雜、非均質(zhì)強，仍然面臨著如下比較突出的問題，上產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)基礎不牢。

(1)水驅(qū)儲量控制程度低。根據(jù)最新地質(zhì)研究成果，油砂山油田受斷層和巖性影響，6個斷塊13個油組共有油砂體5 632個，其中四類油砂體(地質(zhì)儲量小于1×104t ，含油面積小于0.05 km2)占油砂體總數(shù)的59.9%，控制了油砂體儲量的19.07%?？傮w上，油砂體發(fā)育不穩(wěn)定、規(guī)模小、橫向延續(xù)性差，這種“薄、多、散、雜”油砂體，大多為1～2口井控制，難以形成完善的注采井網(wǎng)，加上斷層的存在制約著開發(fā)井網(wǎng)的部署，造成油井多向受效低、油水井連通性差、水驅(qū)控制程度低。

(2)層間干擾嚴重，儲層動用程度低。油砂山油田縱向上油層薄、多，2004年1、2斷塊實施分層系開發(fā)以后，一定程度上減緩了層間干擾，也取得了一定效果，但是油田縱向上有211個小層，大部分為混層系開采。一方面目前水井平均射開厚度在30 m以上，造成層間干擾嚴重，儲量動用程度低；另一方面對于長井段、多層的井射孔不完善，造成油水井連通率低，從而影響油田注水開發(fā)效果。

(3)油水井數(shù)比高，地層能量得不到及時補充，單井產(chǎn)量低。油砂山油田目前油水井數(shù)比為2.5，其中部分斷塊油水井數(shù)比均為3.0左右，注采對應率低，導致油井受水驅(qū)效果差，地層能量得不到及時補充，油井供液不足，單井產(chǎn)量低。

2 開發(fā)層系細分研究

2.1 層系細分的必要性[1-2]

(1)根據(jù)地質(zhì)研究成果，沉積微相對物性的控制影響作用明顯。油砂山油田儲層包括多種沉積相類型，自下而上經(jīng)歷了湖泊-三角洲-河流的沉積相演變過程，發(fā)育多種沉積微相砂體，相變快，因此儲層非均質(zhì)強。物性相差較大的油層、差油層同時射孔，好的儲層抑制差儲層動用，造成儲層動用低，有必要對層系進一步細分。

(2)根據(jù)吸水剖面資料統(tǒng)計的吸水厚度動用程度與射開厚度的關系圖(圖1)，吸水厚度動用程度與射開厚度有明顯的負相關性，即射開厚度越大，動用程度越低。吸水層數(shù)動用程度與射開油層層數(shù)具有相同規(guī)律，即射開層數(shù)越多，吸水層動用程度越低，層間干擾越大。

圖1 油砂山油田射開層數(shù)、厚度與動用程度關系

(3)生產(chǎn)資料統(tǒng)計結果表明，采油強度隨著射開厚度增加逐步降低(圖2)。由于油層條件不同，各斷塊又具有不同的采油強度和不同變化幅度，其中4斷塊平均日產(chǎn)油量和采油強度最大，同時隨射開厚度增加，采油強度下降最劇烈；5～6斷塊平均日產(chǎn)油量和采油強度最小，射開厚度隨采油強度下降也最平緩；1～3斷塊變化趨勢介于二者之間。

圖2 油砂山油田射開厚度與采油強度關系曲線

2.2 層系細分的可行性

油砂山油田射孔井段長，層間干擾嚴重，儲量縱向動用程度低，在油層厚度較大的區(qū)域細分開發(fā)層系是必要的，而且是可行的，可行性主要表現(xiàn)在：

(1) 單井油層厚度控制儲量大，有劃分層系開發(fā)的儲量基礎。1、2斷塊Ⅱ、Ⅲ層系、3斷塊及4斷塊局部區(qū)域的油層疊合厚度大于30 m，單油組厚度大于15 m，具備分層系的厚度條件[3]。

(2) 各油層組間的隔層厚度一般在3～5 m，具備分層系的隔層條件。Ⅱ上、Ⅱ下層系隔層的巖性以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，孔隙度一般在3.8%以下，空氣滲透率小于1×10-3μm2，隔層平均厚度3.25 m，水井細分區(qū)域隔層平均厚度2.86 m，細分開發(fā)層系區(qū)域隔層平均厚度3.26 m，各井組間隔層基本穩(wěn)定。

(3) 油砂山油田試油試采資料反映，各層組均有一定生產(chǎn)能力，一般初期產(chǎn)量大于0.5 t/d、射孔厚度小于20 m時，穩(wěn)定生產(chǎn)采油強度可達到0.08 t/(d·m)，如果加強注水，保持一定生產(chǎn)壓差，分層系可獲得一定產(chǎn)能，具備分層系的產(chǎn)能條件。

2.3 層系細分方案

2.3.1 劃分開發(fā)層系的思路和原則

油砂山油田1、2斷塊Ⅱ、Ⅲ層系部分區(qū)域儲量豐度高，油層厚度大，層間干擾嚴重，儲量動用程度低。根據(jù)油層厚度和生產(chǎn)能力的分布特征，優(yōu)選油層厚度較大的區(qū)域進行局部細分層開發(fā)，層系劃分與組合原則[4]為：

(1)一套開發(fā)層系中油水界面、壓力系統(tǒng)、流體性質(zhì)等特征基本一致。

(2)一套開發(fā)層系中儲層沉積條件及所控制儲層沉積砂體的非均質(zhì)性不宜過大(大慶滲透率極差取值5～10)。

(3)一套開發(fā)層系中縱向不能太長，油層數(shù)不宜太多，主力油層2～3個，油層總數(shù)在8個左右；同時兼顧考慮一套層系中要留有一定的有效厚度(一般10 m左右)和一定單井控制儲量下的生產(chǎn)能力。

(4)要留有2 m以上穩(wěn)定的泥巖隔層。

2.3.2 分層系方案論證

1、2斷塊Ⅱ、Ⅲ層系及3、4斷塊油層厚度大，儲量豐度高，根據(jù)Ⅱ、Ⅲ層系及3、4斷塊油層等厚圖，四個開發(fā)單元構造主體部位油層厚度在30 m以上，達到了進一步細分層系的技術政策界限，5、6斷塊油層厚度小，滿足不了分層系開發(fā)的技術要求，暫不考慮劃分開發(fā)層系。

根據(jù)劃分層系的原則和界限，結合1、2斷塊縱向上儲層分布特點、地層劃分情況，對Ⅱ、Ⅲ層系縱向上進一步細分層系的界限進行論證：

1、2斷塊Ⅱ?qū)酉悼v向上以K21為界，Ⅷ油組為Ⅱ上層系，Ⅸ油組為Ⅱ下層系；1、2斷塊Ⅲ層系縱向上以Ⅺ-10為界，Ⅹ～Ⅺ-10油組為Ⅲ上層系，Ⅺ-11～ⅩⅢ油組為Ⅲ下層系。

(1)儲量分布：以K21為界對Ⅱ?qū)酉导毞趾?，Ⅱ上、下層系油砂體儲量分別為182.65×104t、170.26×104t，分別占1、2斷塊Ⅱ?qū)酉涤蜕绑w儲量的51.75%、48.25%；對Ⅲ層系細分后，Ⅲ上、Ⅲ下層系油砂體儲量分別為166.4346×104t、120.397×104t，分別占1、2斷塊Ⅲ層系油砂體儲量的58.03%、41.98%。

(2)隔層的穩(wěn)定性分析。Ⅱ上、Ⅱ下層系隔層的巖性以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，孔隙度一般在3.8%以下，空氣滲透率小于1×10-3μm2，隔層平均厚度3.25 m，水井細分區(qū)域隔層平均厚度2.86 m，細分開發(fā)層系區(qū)域隔層平均厚度3.26 m，各井組間隔層基本穩(wěn)定。Ⅲ上、Ⅲ下層系隔層的巖性以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，孔隙度一般在3.5%以下，空氣滲透率小于0.95×10-3μm2，隔層平均厚度2.5 m，水井細分區(qū)域隔層平均厚度3.1 m，細分開發(fā)層系區(qū)域隔層平均厚度3.7 m，各井組隔層基本穩(wěn)定。

(3)儲層非均質(zhì)性分析。以K21為界對Ⅱ?qū)酉导毞趾螅驅(qū)酉悼v向上的儲層非均質(zhì)性得到有效緩解，滲透率級差、滲透率突進系數(shù)較細分前分別下降41.54%、67.17%。以Ⅺ-10為界對Ⅲ層系細分后，Ⅲ層系縱向上的儲層非均質(zhì)性得到有效緩解，滲透率級差、滲透率突進系數(shù)較細分前分別下降47.6%、53.17%。

2.3.3 分層系方案

根據(jù)劃分層系的原則和界限，結合新的地質(zhì)認識及油田目前開發(fā)現(xiàn)狀，1、2斷塊進一步細分為6套層系，4斷塊局部區(qū)域細分兩套層系，具體劃分結果見表1。

表1 油砂山油田調(diào)整方案開發(fā)層系劃分情況

2.3.4 方案部署

Ⅱ下層系新增油井13口，新增水井4口；老井利用20口，其中油井15口、水井5口、轉(zhuǎn)注3口；油水井數(shù)比為2.08，調(diào)整產(chǎn)能0.4×104t。Ⅲ上層系新增油井24口，新增水井6口，老井利用18口，其中油井10口、水井8口，油水井數(shù)比為2.43，調(diào)整產(chǎn)能0.64×104t。

3 效果分析

2013年油砂山油田通過對Ⅱ、Ⅲ層系縱向上進一步細分，完鉆井13口，目的層段平均鉆遇油層12.4 m/6層，油層厚度滿足進一步細分開發(fā)需求，投產(chǎn)井12口(2口排液)，目前平均單井日產(chǎn)油2.4 t/d，含水21.6%，單井產(chǎn)量達到設計要求，水驅(qū)控制程度階段提高2.4個百分點，油藏動用程度有所提高，縱向吸水狀況得到改善，自然遞減下降了6個百分點，含水上升趨勢得到有效控制。預測油砂山油田采收率由目前標定的18.57%提高到20.84%，開發(fā)形勢明顯好轉(zhuǎn)。

4 結論與認識

(1)細分開發(fā)層系是長井段薄互層復雜油藏縮小層間差異的根本措施，細分開發(fā)層系可提高油層水驅(qū)波及體積和水驅(qū)動用程度，充分發(fā)揮各油層的生產(chǎn)能力，減緩油藏含水上升速度。

(2)劃分開發(fā)層系的基本原則包括層系的儲量基礎、井段長度、含油小層數(shù)量、儲層滲透性差異、壓力系統(tǒng)和油井產(chǎn)能大小等。

(3)1、2斷塊經(jīng)過縱向細分層系后，目前單井控制有效厚度15 m左右；而4斷塊單井控制有效厚度達近30 m，單井控制有效厚度過大，作為一個開發(fā)層系縱向上非均質(zhì)性增強，層間矛盾突出，且4斷塊儲量豐度達到1000×104t/km2，因此4斷塊還有進一步細分層系的必要。

[1] 羅水亮，曾流芳，李林祥，等．多油層復雜斷塊油藏開發(fā)層系細分研究[J]．西南石油大學學報( 自然科學版)，2010，32(6)：8-102．

[2] 王延杰，張紅梅，江曉暉，等．多層系油田開發(fā)層系劃分和井網(wǎng)井距研究[J]．新疆石油地質(zhì)，2002,23(1)：40-43．

[3] 于紅軍.純化薄互層低滲透油田開發(fā)層系的劃分與組合[J]．復雜油氣藏，2010,3(1)58-61．

[4] 鮮波,熊鈺，石國新，等.薄層油藏合采層間干擾分析及技術對策研究[J]. 特種油氣藏，2007,14(3)：51-54.

編輯：李金華

1673-8217(2015)04-0084-03

2015-02-20

魏金蘭,地質(zhì)工程師，1983年生，2005年畢業(yè)于中國石油大學測繪工程專業(yè)，現(xiàn)從事油氣田開發(fā)的生產(chǎn)與科研工作。

中國石油重大科技專項“柴達木盆地老區(qū)提高采收率關鍵技術研究”(2011E-03-06)。

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