党胜国

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1 第 23 卷第 1 期油气地质与采收率 Vol.23, No 年 1 月 Petroleum Geology and Recovery Efficiency Jan.2016 小气顶低幅构造强底水油藏剩余油分布主控因素党胜国, 权勃, 闫建丽, 齐鸿 ( 中海石油 ( 中国 ) 有限公司天津分公司, 天津 ) 摘要 : 曹妃甸油田群河流相底水油藏是渤海海域已开发的一类重要油藏类型, 采用不规则水平井井网开发, 目前大多数油藏已进入中高含水阶段, 但采收率偏低, 亟需理清剩余油分布规律和主控因素, 指导油田下步综合调整曹妃甸油田群新近系馆 Ⅲ 油组下段储量大开发井多, 是一个已进入高含水开发期的小气顶低幅构造强底水油藏通过静态地质资料和动态生产资料相结合, 认为微构造形态和小断距断层等构造因素河漫滩成因夹层油水界面差异油田早期开发理念目前开发井网等 5 大因素控制了研究区剩余油分布在以第 2 期夹层为界的上下开发层系中, 剩余油分布具有一定规律性上开发层系剩余油主要分布在油环井网不完善区域, 下开发层系剩余油主要分布在油藏西部的油水界面较低及井网不完善区域中部的水平生产井和气油界面之间第 4 期主力夹层下部构造高部位以及距开发井较远的断层附近关键词 : 小气顶低幅构造水平井井网夹层分布底水油藏剩余油主控因素分布规律中图分类号 :TE341 文献标识码 :A 文章编号 : (2016) Main control factors of remaining oil in the oil reservoirs with small gas cap,low amplitude structure and strong bottom water Dang Shengguo,Quan Bo,Yan Jianli,Qi Hong (CNOOC China Ltd.,Tianjin Branch,Tianjin City,300452,China) Abstract:The bottom water reservoir of fluvial facies in Caofeidian oilfields is a kind of important reservoir type in the Bo hai sea,developed by irregular horizontal well pattern. Most of the oil reservoirs have entered into middle-high water cut stage with low recovery efficiency. It is urgent to research distribution law and main control factors of the remaining oil for guiding next overall adjustment. The lower member of GuanⅢ(NgⅢ)oil formation in Caofeidian oilfields is a main devel opment unit with massive OIP,many production wells,small gas cap and low amplitude structure at high water cut stage. By analysis of geological data and production data,five factors controlling the distribution of remaining oil in the study area were concluded as structure factor(micromorphology of structure,faults with small fault throw and so on),interlayer of flu vial flood-plain,difference of oil-water contact,early development policy and current production well pattern. Remaining oil distribution has some regularity in the upper and the lower development units separated by the second-period interlayer. Remaining oil in the upper unit mainly distributes in the area with imperfect well pattern of oil ring. Remaining oil in the lower unit distributes mainly in areas with lower oil-water contact and imperfect well pattern of western oil reservoir,in the central region between lateral section and gas-oil contact,in the structural high part under the fourth-period interlayer and in areas near faults far away from production well. Key words:small gas cap;low amplitude structure;horizontal well pattern;interlayer distribution;bottom water reservoir; remaining oil;main control factors;distribution law 随着主力油藏进入高含水开发期, 分析剩余油形成机理和表征剩余油分布规律成为当前研究的收稿日期 : 作者简介 : 党胜国 (1980 ), 男, 陕西渭南人, 工程师, 硕士, 从事油气田开发研究联系电话 :(022) , dangshg@cnooc. com.cn 基金项目 : 国家科技重大专项海上油田丛式井网整体加密及综合调整技术 (2011ZX )

2 130 油气地质与采收率 2016 年 1 月 [1-5] 热点和重点曹妃甸油田群是渤海海域河流相底水油藏开发的案例库, 底水油藏储量占其总地质储量的 60%, 自 2004 年投产以来大多数油藏已进入中高含水阶段馆 Ⅲ 油组下段水平井井网开发的小气顶低幅构造强底水油藏是曹妃甸油田群的典型代表从静态地质资料分析入手, 结合油田 8 年来开发生产动态资料, 对高含水开发期油藏剩余油的主控因素和分布规律进行研究, 以期为渤海海域或中外类似油藏的开发挖潜调整提供借鉴和指导 1 地质概况曹妃甸油田群新近系馆 Ⅲ 油组下段油藏位于渤海湾盆地埕宁隆起区沙垒田凸起东块东部, 是中美油公司合作开发的大型亿吨级油田的主力开发油藏, 发育小气顶, 气顶指数为 0.04; 构造幅度低, 最大圈闭幅度为 40 m; 呈北东向展布 ; 是由一组雁行排列近东西向分布的正断层切割而成的背斜构造底水油藏油层主要分布在厚层辫状河储层顶部, 平均孔隙度为 26%, 平均渗透率为 μm 2, 平均砂地比为 83%, 油水体积比大于 1 550, 最大油柱高度为 22 m, 地层原油粘度为 4.3 mpa s 储层横向分布稳定, 连片性好, 垂向多期河道叠置, 夹层发育油水界面受水动力影响, 西低东高, 落差为 14 m 自 2006 年投产, 已有油井 21 口, 利用天然底水能量采用不规则井网大规模水平生产井进行开发, 至 2014 年 10 月底采出程度为 15%, 综合含水率为 90% 2 剩余油分布主控因素 2.1 构造因素微构造形态沙垒田凸起是渤海海域遭受剥蚀时间最长的凸起之一, 自古生代以来, 长期处于继承性抬升状态, 至古近纪晚期开始下沉, 在凸起边缘地带接受东营组三角洲相沉积东营组沉积后期, 凸起中心一度抬升成陆, 至新近纪整体沉降, 大面积接受馆陶组和明化镇组河流相沉积经历了长达数十亿年的准平原化过程, 沉积的新近系地层构造平缓幅度低受基底古地貌影响, 馆 Ⅲ 油组下段油藏微构造类型丰富多样, 主要发育微穹窿微背斜微半背斜等正向微构造, 微鞍状微斜面微鼻状等过渡型微构造和微沟槽微漏斗微半向斜等负向微构 [6-8] 造 ( 图 1), 对剩余油分布起到很好的控制作用图 1 微构造类型 Fig.1 Microstructure type 综合分析微构造类型与剩余储量丰度分布和水平生产井生产动态响应的关系表明, 正向微构造区域水平段避水高度大, 水平生产井平均有 2~3 个月的无水采油期, 辫状河储层平面纵向多期叠置, 部分井区夹层发育, 含水率上升缓慢, 经过近 8 a 的生产, 目前已处于高含水阶段同时构造高部位油柱高度大, 储量丰度高, 剩余油富集过渡型微构造区域水平段避水高度较低, 部分井区夹层遮挡作用减弱, 含水率上升速度较快, 目前大部分水平生产井已处于高含水阶段由于过渡型微构造区域水平生产井较少, 因此未布井区域剩余油较富集负向微构造区域水平段避水高度低, 随着生产造成的水平段底部压力下降, 底水锥进速度快, 水平生产井常发生暴性水淹, 寿命短 D6H 井位于馆 Ⅲ 油组下段油藏北东部微沟槽, 生产 1 a 含水率高达 90% 以上, 不到 2 a 就因高含水而侧钻因此低幅构造底水油藏正向微构造和过渡型微构造未布井区域是剩余油的主要富集区小断距断层新近纪以来, 右旋走滑作用改造了研究区明化镇组和馆陶组地层, 整个沙垒田凸起发育一系列呈雁行排列近东西向展布以南掉为主的正断层, 断裂发育, 但断距较小, 以 10~20 m 为主, 基本不分割厚层底水油藏油水系统初期大部分水平生产井距断层大于 200 m, 依靠天然底水能量开发的方式导致断层附近剩余油无法驱替, 因此断层附近是剩余油的富集区 2.2 河漫滩成因夹层研究区馆陶组辫状河沉积表现为大套巨厚的砂岩砂砾岩储层夹薄层泥岩, 呈现砂包泥沉积特征, 多期河道砂体垂向加积, 砂岩含量高于 80%,

3 第 23 卷第 1 期党胜国等. 小气顶低幅构造强底水油藏剩余油分布主控因素 131 大套砂岩间常发育较稳定分布的河漫滩成因泥岩夹层, 单套砂岩内部常发育泥质落淤成因夹层, 导致储层具有强非均质性, 控制了油水运动规律和剩 [9-13] 余油分布研究区馆 Ⅲ 油组下段油藏自上而下发育 4 期夹层, 其中第 2 和第 4 期夹层为河漫滩成因夹层, 其分布范围大连片性好纵向叠合程度高, 为主力夹 [14] 层第 2 期夹层发育于储层顶面以下 10 m 左右, 在生产平台中心和砂体南部区域厚度大于 1 m, 在砂体西部北部和南部厚度减薄, 自北西向南东方向展布第 4 期夹层发育于储层顶面以下 20 m 左右, 主要分布于生产平台附近和砂体南部, 分布范围大于 3 个井距, 井点钻遇厚度为 0.4~5.2 m 第 1 和第 3 期夹层为泥质落淤成因夹层, 分布局限夹层厚度分布范围分布期次与生产动态关系密切夹层厚度越大延伸范围越广纵向遮挡期次越多, 越有利于改变水平段底部的底水流动方向, 使底水沿夹层下部发生绕流, 控制底水纵向直接锥进, 有利于延长水平生产井低中含水阶段生产时间, 延缓中高含水阶段的含水率上升速度, 延长水平生产井寿命, 提高累积产油量和经济效益但夹层厚度和分布范围过大, 且多期夹层共同遮挡或者同时和断层等渗透屏障组合起遮挡作用, 则会造成油井供液能力不足, 地层压力下降馆 Ⅲ 油组下段油藏西部的 D8H1 和 D1H 井同时受第 2 和第 4 期主力夹层的共同遮挡, 生产 8 a 累积产油量分别为和 m 3, 截至 2014 年底含水率仅为 40%, 产油量分别为 30 和 50 m 3 /d, 地层压力约下降 4 MPa, 表现为大压差生产, 液量供应不足因此第 2 和第 4 期主力夹层上部水平生产井含水率低和未动用的区域剩余油比较富集, 同时第 4 期夹层下部 D7H 和 D9H 井高含水侧钻后, 目前无水平生产井生产, 构造高部位也是剩余油富集区 2.3 油水界面差异研究区馆 Ⅲ 油组下段油藏发育巨厚辫状河储层, 多期次河道垂向叠置, 平均地层厚度为 474 m, 平均储层厚度为 395 m, 含油气层主要发育于储层顶部以下 30 m 的范围水动力极强, 水流对烃类的 [15] 聚集状态起控制作用, 造成了背斜构造油藏自北东向南西方向油水界面呈规律性的下倾状态, 其南西翼油水界面海拔深度为 m, 中部为 m, 北东翼为 m 油藏中西部油层厚度大, 储量多, 水平生产井数较少, 同时受底部夹层的遮挡, 含水率上升慢, 西侧的 D8H1 和 D1H 井生产 8 a 含水率仅为 40%, 油藏中西部剩余油最富集 2.4 油田早期开发理念研究区馆 Ⅲ 油组下段油藏构造高部位发育小气顶, 开发初期没有小气顶底水油藏水平生产井整体开发的案例, 过多考虑小气顶对水平生产井的影响, 忽视了底水的影响, 水平段设计避气高度较大, 为 5~13 m, 平均为 9 m, 避水高度为 8~12 m, 平均为 10 m D6H,D7H 和 D9H 这 3 口水平生产井由于避水高度较小, 缺乏夹层有效遮挡, 生产仅 3 a 就因含水率高达 97% 而侧钻大部分水平生产井经过近 8 a 开发, 气油比由生产初期的 195~1 288 m 3 /m 3 下降至 60~190 m 3 /m 3, 气顶采出程度为 65%, 且气顶下部水平生产井均有 1 a 多的自喷生产期, 说明气顶对油井开发是有利的随着近年来开发观念的转变,2011 年所钻加密调整井 D27H,D32H,D33H, D36H 的避气高度已减少为 4~6 m, 避水高度增加为 12~16 m, 开发效果非常好因此, 油田早期的开发理念导致气顶下部水平生产井水平段和气油界面之间约 9 m 厚的油层不能得到有效动用, 是剩余油的主要富集区 2.5 目前开发井网第 2 和第 4 期主力夹层可将研究区馆 Ⅲ 油组下段油藏的储层纵向上划分为 3 期, 第 1 期储层作为 1 个开发层系, 高部位发育气顶, 边部为油环 ; 第 3 期储层和底水相连, 储量规模较小, 与第 2 期储层联合作为 1 个开发层系截至 2014 年底, 第 2 期主力夹层上部有水平生产井 7 口, 油环井网控制程度很低, 井网不完善区域剩余油富集第 2 和第 4 期夹层间水平生产井 12 口, 砂体西部和南部井网 ( 图 2) 不完善, 部分水平生图 2 目前生产井网 Fig.2 Current production well pattern

4 132 油气地质与采收率 2016 年 1 月产井井距大于 600 m, 这些部位剩余油富集, 并已得到加密调整井的验证 D27H 和 D33H 井是 2011 年实施的井间加密调整井, 实施前邻井 D15H 和 D18H 井含水率分别为 88% 和 90%, 这 2 口调整井投产初期含水率分别仅为 4% 和 13%, 截至 2014 年底含水率分别为 84% 和 58%, 累积产油量分别为和 m 3 3 剩余油分布规律数值模拟得到剩余石油地质储量丰度分布 ( 图 3), 对构造因素河漫滩成因夹层油水界面差异油田早期开发理念目前开发井网 5 个地质和开发主控因素的研究成果进行了相互验证, 认为水平井井网开发小气顶低幅构造强底水油藏剩余油在平面上和纵向上呈规律性分布整体来看, 剩余油主要分布在油层厚度大油水界面较低井网控制程度低的油藏中西部和东翼, 避水高度较大的正向微构造和过渡型微构造未布井区域以及距离开发井较远的断层附近以第 2 期夹层为界, 上开发层系剩余油主要分布在油环井网不完善区域 ; 下开发层系剩余油主要分布在西部油水界面较低和井网不完善区域中部水平生产井和气油界面之间第 4 期主力夹层下部构造高部位正向微构造和过渡型微构造未布井区域和距离开发井较远的断层附近图 3 剩余石油地质储量丰度分布 Fig.3 Remaining OIP abundance distribution 根据剩余油主控因素和分布规律, 创新性提出了高含水期水平井井网开发小气顶低幅构造强底水油藏剩余油挖潜策略, 并完成了整体调整方案, 即 1 坚持水平井井网开发和利用第 2 期主力夹层分 2 套层系开发的调整思路 ;2 整体部署调整井, 水平段尽量靠近正向微构造过渡型微构造和气顶研究区馆 Ⅲ 油组下段油藏整体部署调整井 23 口, 预测提高采收率 14%, 累积增油量约为 m 3 4 结论通过静态地质资料和动态生产资料相结合, 在曹妃甸油田群首次深入剖析了水平井井网开发小气顶低幅构造强底水油藏高含水开发期剩余油分布的控制因素, 包括微构造形态小断距断层河漫滩成因夹层油水界面差异油田早期开发理念目前开发井网等地质和开发因素通过总结主控因素控制下的剩余油分布规律, 创新性提出了合理利用第 2 和第 4 期较稳定分布的主力夹层利用水平生产井开发井网, 分上下 2 套层系开发挖潜河流相强底水油藏剩余油的调整思路研究成果为渤海海域河流相储层隔夹层发育的强底水油藏高含水期剩余油分析及后期挖潜调整思路提供了借鉴和指导参考文献 : [1] 侯健, 罗福全, 李振泉, 等. 岩心微观与油藏宏观剩余油临界描述尺度研究 [J]. 油气地质与采收率,2014,21(6): Hou Jian,Luo Fuquan,Li Zhenquan,et al.the critical description scale study on core microscopic and reservoir macroscopic re maining oil[j].petroleum Geology and Recovery Efficiency, 2014,21(6): [2] 严科. 三角洲前缘储层特高含水后期剩余油分布特征 [J]. 特种油气藏,2014,21(5): Yan Ke.Residual oil distribution features in delta front reservoir during late period of super-high water content[j].special Oil & Gas Reservoirs,2014,21(5): [3] 黄石岩. 河流和三角洲储层剩余油分布模式以渤海湾盆地胜坨油田为例 [J]. 石油实验地质,2007,29(2): Huang Shiyan.Distribution mode of remaining oil of fluvial and delta reservoir-taking the Shengtuo Oilfield of the Bohai Bay Ba sin as an example[j].petroleum Geology & Experiment,2007,29 (2): [4] 薛永超, 程林松, 梁卫, 等. 底水油藏特高含水期剩余油模式及开发对策 [J]. 大庆石油地质与开发,2011,30(3): Xue Yongchao,Cheng Linsong,Liang Wei,et al.remainned oil patterns for reservoir with bottom water at high water- cut stage and development policy[j].petroleum Geology and Oilfield Devel opment in Daqing,2011,30(3): [5] 高建, 侯加根, 林承焰, 等. 特低渗透砂岩油藏剩余油分布的主控因素及有利区块评价 [J]. 中国石油大学学报 : 自然科学版, 2007,31(1): Gao Jian,Hou Jiagen,Lin Chengyan,et al.key factors of remain ing oil distribution of the lowest permeable sandstone reservoir

5 第 23 卷第 1 期党胜国等. 小气顶低幅构造强底水油藏剩余油分布主控因素 133 and favorable area evaluation[j].journal of China University of Petroleum:Edition of Natural Science,2007,31(1): [6] 李兴国. 陆相储层沉积微相与微型构造 [M]. 北京 : 石油工业出版社,2000. Li Xingguo.Sedimentary microfacies and mini-structure of conti nental reservoir[m].beijing:petroleum Industry Press,2000. [7] 李兴国. 油层微型构造对油井生产的控制作用以胜坨孤岛油田为例 [J]. 石油勘探与开发,1987,14(2): Li Xingguo.Effect of mini-structure in a reservoir on well produc tivity[j].petroleum Expoloration and Development,1987,14(2): [8] 侯建国, 高建, 张志龙, 等. 五号桩油田桩 74 断块特低渗砂岩油藏微构造模式及其开发特征 [J]. 石油大学学报 : 自然科学版, 2005,29(3):1-5. Hou Jianguo,Gao Jian,Zhang Zhilong,et al.microstructure mode and development character of the lowest permeable sand stone reservoir of Zhuang74 fault block in Wuhaozhuang Oilfield[J]. Journal of University of Petroleum,China:Edition of Natural Sci ence,2005,29(3):1-5. [9] 朱德顺, 王勇, 朱德燕, 等. 渤南洼陷沙一段夹层型页岩油界定标准及富集主控因素 [J]. 油气地质与采收率,2015,22(5): Zhu Deshun,Wang Yong,Zhu Deyan,et al.analysis on recogni tion criteria and enrichment factors of interlayer shale oil of Es1 in Bonan subsag[j].petroleum Geology and Recovery Efficiency, 2015,22(5): [10] 杨勇, 胡罡, 田选华. 水驱油藏剩余油再富集成藏机理 [J]. 油气地质与采收率,2015,22(4): Yang Yong,Hu Gang,Tian Xuanhua.Reservoir forming mecha nism of remaining oil re- enrichment in water flooding reservoir [J].Petroleum Geology and Recovery Efficiency,2015,22(4): [11] 束青林. 孤岛油田馆陶组河流相储层隔夹层成因研究 [J]. 石油学报,2006,27(3): Shu Qinglin.Interlayer characterization of fluvial reservoir in Guantao Formation of Gudao Oilfield[J].Acta Petrolei Sinica, 2006,27(3): [12] 屈亚光, 丁祖鹏, 潘彩霞, 等. 厚油层层内夹层分布对水驱效果影响的物理实验研究 [J]. 油气地质与采收率,2014,21(3): ,110. Qu Yaguang,Ding Zupeng,Pan Caixia,et al.physical experiment on distribution of interlayers impact on water flooding recovery ef ficiency[j].petroleum Geology and Recovery Efficiency,2014,21 (3): ,110. [13] 刘建民, 徐守余. 河流相储层沉积模式及对剩余油分布的控制 [J]. 石油学报,2003,24(1): Liu Jianmin,Xu Shouyu.Reservoir sedimentary model of fluvial facies and it s control to remaining oil distribution[j].acta Petro lei Sinica,2003,24(1): [14] 党胜国, 冯鑫, 闫建丽, 等. 夹层研究在水平井开发厚层底水油藏中的应用以曹妃甸 11-6 油田 Massive 砂体为例 [J]. 油气地质与采收率,2015,22(1): Dang Shengguo,Feng Xin,Yan Jianli,et al.interlayer research ap plication in horizontal well development of thick bottom water res ervoir-a case of Massive sand in Caofeidian11-6 oilfield[j].pe troleum Geology and Recovery Efficiency,2015,22(1): [15] 郝雪峰, 尹丽娟. 油藏类型与属性的动力学涵义 [J]. 油气地质与采收率,2013,20(2):1-4. Hao Xuefeng,Yin Lijuan.Discussion on dynamic implications of oil reservoir type and property[j].petroleum Geology and Recov ery Efficiency,2013,20(2):1-4. 编辑刘北羿欢迎订阅 2016 年石油钻探技术石油钻探技术创刊于 1973 年, 由中国石油化工集团公司主管中国石化集团石油工程技术研究院主办, 是全国中文核心期刊和历年中国科技论文统计源刊, 被中国科学引文数据库 (CSCD) 美国石油文摘与化学文摘中国石油文摘和中国地质文摘等大量摘录本刊主要报道国内石油工程 ( 包括钻井钻井液固井测井录井完井开采等专业 ) 以及钻采机械设备与自动化方面的科技进展和现场经验, 适当介绍国外石油工程技术发展的水平和动向本刊主要栏目为 : 专家视点学术争鸣钻井完井测井录井油气开采钻采机械现场交流适合于石油海洋地矿行业广大石油工程技术人员高等院校师生和经营管理者阅读本刊为双月刊, 大十六开版本, 逢单月末出版 2016 年每期定价 30 元 ( 含邮寄费 ), 全年 6 期共 180 元 1. 银行汇款 : 工行北京市海淀支行, 账号 , 户名中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院, 开户行代码 : , 并注明期刊字样 2. 邮局汇款 : 北京市朝阳区北辰东路 8 号北辰时代大厦 716 室, 邮编 , 收款人 : 刘文臣, 电话 : , 传真 : , syzt@vip.163.com

( 1) ; 6 5 [ 3 ] S1 S2 1 Fig. 1 Seismic sequence prof ile framework of Wuliyasitai Sag S1 () ( 2) S2 ( ) Ο 2 S1 Fig. 2 Sedimentary fa

( 1) ; 6 5 [ 3 ] S1 S2 1 Fig. 1 Seismic sequence prof ile framework of Wuliyasitai Sag S1 () ( 2) S2 ( ) Ο 2 S1 Fig. 2 Sedimentary fa 27 3 2006 5 ACTA PETROL EI SIN ICA Vol. 27 No. 3 May 2006 : 0253Ο2697 (2006) 03Ο0027Ο05 1 2 2 2 (11 610059 ; 21 062552) : 2 ; : ; ;; ;; : TE1111 3 : A Forming pattern and distribution features of hydrocarbon