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宝浪油田储层属侏罗系含煤岩系粗粒低孔、特低渗储层。截止到2010年,已投入注水开发13年。注水开发效果差、含水上升快是开发过程中的主要矛盾。因此,开展储层非均质特征及其对注水开发影响的研究对油田增产和稳产具有重要的理论和实际意义。
本文主要运用多学科理论,采用地质、测井、实验测试、计算机技术、采油工艺、油藏工程等综合技术与方法,重点以宝浪油田宝北区块为例,在综合分析储层沉积及成岩作用的基础上,从隔夹层分布、砂体空间叠置关系、储层微观孔隙结构、流动单元和裂缝分布等方面详细分析储层的非均质性。在此基础上,采用动静态结合的方法,重点研究了沉积微相、储层裂缝、三级断层、夹层、储层敏感性、流动单元分布等参数分布的非均质性对注水开发的影响。最后,提出了针对低渗透非均质性油藏的开发程序和主要对策。
具体内容主要包括以下六个方面:
(1)利用现代沉积学理论,通过岩心精细描述,结合测井和分析测试资料,确定储层的沉积微相类型,建立宝浪油田侏罗系含煤岩系粗粒近源浅水辫状河三角洲沉积模式,分析了储层宏观特征和微观特征。在详细分析各沉积单元内部构成的基础上,分析了储层沉积微相对注水开发的影响规律。
(2)利用岩石矿物学、沉积学、构造学及成岩作用分析方法理论,建立了宝浪油田侏罗系含煤岩系储层成岩作用模式,研究成岩作用对储层微观孔喉特征的影响,分析成岩作用对流体渗流的影响。
(3)利用渗流力学方法,在对隔夹层类型及其分布规律的研究基础上,分析了隔夹层对流体渗流及注水开发的影响。
(4)以岩心和岩样分析实验资料为基础,利用聚类分析及神经网络方法划分和识别了储层流动单元。在合理划分和预测流动单元分布的基础上,结合中子寿命、示踪剂等测试资料,详细分析了不同流动单元平面组合和垂向组合下的吸水和产液模式。
(5)在对岩心裂缝详细观察描述基础上,综合油田的动态资料,开展了宝浪油田低渗储层裂缝发育特征研究,利用物理实验分析了裂缝对注水开发的影响。同时,结合生产动态资料,从油田尺度上分析了裂缝的注水反映及其注水开发的影响。
(6)在上述研究基础上,总结该类储层油藏的注水开发特征和生产规律,有针对性的提出了该类油藏的开发程序和开发调整对策。
通过研究,取得的主要成果和认识如下:
(1)宝浪油田储层沉积属浅水三角洲沉积体系和湖泊体系,其中,浅水三角洲沉积体系包括辫状分流河道、心滩、漫流、分支间湾、决口扇等沉积微相;湖泊体系包括滨湖、浅湖、浅水湖湾和滨湖沼泽等相。
(2)宝浪油田宝北区块三级断层共有15条,试井解释结果表明三级断层具有较好的封闭性。宝北区块天然裂缝分为高角度剪切缝和张性裂缝、中低角度剪切缝和低角度潜在缝三组。裂缝发育规律与断层、构造和岩性有关,裂缝走向与背斜轴线方向一致。裂缝对储层渗透率的贡献较大,是储层平均渗透率的10倍左右。
(3)宝浪油田油层组层次储层连续性好,连通性较强;小层层次表现为辫状河道砂体规模差异较大;单砂体层次,岩性差异大、相变快、多期旋回叠加;微观层次显示不同储层孔隙和喉道相差较大,具有多峰特征。
(4)宝浪油田沉积微相的非均质性特征对注水效果的影响目前主要表现在两个方面:①多期切隔、叠加的水下分流河道砂体连通好,其吸水强度相对均匀,吸水状况好:规模小的水下分流河道砂体连通较差,其吸水强度差异大;②注入水沿古河道舌进,分布于河道主流线上油井见效快,见水早,水淹快,注入水波及范围少。其特点与水下分流河道砂体展布及物性的方向性特征相一致。
(5)含不同倾角单条裂缝岩心实验驱替结果显示,出口端开始见水时,注入体积倍数关系为:30°角裂缝>15°角裂缝>交叉裂缝>0°角裂缝,采出程度关系为:30°角裂缝>15°角裂缝>交叉裂缝>0°角裂缝;当出口端含水为100%时,注入体积倍数关系为:0°角裂缝>15°角裂缝>交叉裂缝>30°角裂缝,最终采出程度关系为:30°角裂缝>交叉角裂缝>15°裂缝>0°角裂缝。
(6)裂缝对注水开发具有重要的影响,在微裂缝较发育时,注水井吸水能力较好,启动压力和注入压力低;裂缝发育区注水井指示曲线存在拐点,超过拐点压力,吸水量急剧增大;裂缝发育的层注水井启动压力和注入压力低;裂缝发育的层吸水能力强;油井水窜严重,方向性比较明显;裂缝发育区油井见效快,暴性水淹严重,方向明显。
(7)夹层对注水开发影响表现为:①注采井组间稳定分布的夹层把油层分成了若干独立的流动单元,减弱了重力和毛管力的作用,对正韵律、块状厚油层来说,夹层有利于提高注水波及体积,而对反韵律油层则不利于下部油层的动用;②不稳定夹层对局部井点流体起遮挡作用,同样减弱了局部井点的重力和毛管力的作用,但对注采井组间的水线推进起一定的遮挡作用,不利于提高注水波及体积;③随机夹层减少了注水和产液的有效截面积和有效厚度,延长了注水受效周期,对油层动用状况和水驱波及体积系数影响不大。
(8)根据全连接规则下马氏距离聚类方法把本区流动单元分为5种类型,分别为流动单元A、分别为流动单元B、分别为流动单元C、分别为流动单元D和分别为流动单元E。采用神经网络技术建立了非取心井的流动单元识别模式,对比结果认为采用神经网络方法预测的流动单元正确率高。
(9)流动单元特征对注水开发的影响突出表现在其与储层水淹非均质性的关系方面。注水井的吸水模式包括5种模式:均匀吸水型、指状吸水型、形状反向型、先指状,后均吸水型、复合类型。采油井的吸水模式包括6种模式:渐变式、锯齿状、均匀型、阶梯状、重复型和复合型。
(10)通过分油组、分区块的生产动态分析,结果显示宝北Ⅰ+Ⅱ、Ⅲ1油组间的生产动态相差较大。与Ⅲ1油组相比,Ⅰ+Ⅱ油组含水上升慢,开发效果相对较好,采出程度较大。从不同部位比较看,中部好于北部,北部好于南部。
(11)针对低渗透油藏,在中后期开发中采取局部细分开采、缩小井距、改变注采关系、利用故障井侧钻完善井网、水平井和其他三次采油技术能提高原油采收率。