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科学技术论文

浅谈高含水油田精细油藏描述研究进展

时间:2018年12月28日 所属分类:科学技术论文 点击次数:

下面文章基于详细的中外文文献调研,结合典型油田实践经验总结,系统介绍了目前高含水油田精细油藏描述研究的现状和研究中存在的5个方面主要问题。认为地层精细划分与对比、储层非均质性研究、开发过程中储层变化规律研究、多信息综合剩余油表征技术和高含水

  下面文章基于详细的中外文文献调研,结合典型油田实践经验总结,系统介绍了目前高含水油田精细油藏描述研究的现状和研究中存在的5个方面主要问题。认为地层精细划分与对比、储层非均质性研究、开发过程中储层变化规律研究、多信息综合剩余油表征技术和高含水油藏三次采油相关研究等属于高含水油田精细油藏描述中的5个关键问题,并明确提出了目前应用效果较好的几种新技术和方法。

  关键词:储层非均质性,断裂体系,精细油藏描述,剩余油,高含水油田

石油科学通报

  油藏描述是20世纪30年代萌芽,70年代发展起来的用于油气田勘探和开发的一项实用技术[1-5],在业内已成为认识油藏特征最基本和最重要的手段[6-10]。目前这项新技术已在生产中广泛应用,获得了显著经济效益和社会效益[11-15]。对于高含水油田精细油藏描述,众多研究者均十分关注[16-29]。

  中国许多油田从20世纪80年代进入高含水期,因此对于高含水油田相关的研究也有数十年的历史,取得了一定的进展。笔者认为目前高含水油田精细油藏描述存在的问题主要包括以下几方面。①构造精细解释和储层预测精度较低;②油水关系复杂;③储层伤害;④储层非均质性强;⑤建立精细油藏描述数据、成果管理和应用平台难度大。本文旨在通过全面梳理目前高含水油田精细油藏描述研究进展,为促进该类油田精细油藏描述技术发展和提高油田开发效果提供参考。

  1高含水油田精细油藏描述关键问题

  精细油藏描述是一项系统工程,涉及的研究内容十分广泛,本次将目前高含水油田精细油藏描述的关键问题总结为以下5个方面。

  1.1地层精细划分与对比

  高含水油田类型众多,从碎屑岩、碳酸盐到其他岩类都有[30-36],开发中后期地层精细划分难度大,传统的“旋回对比,分级控制”的地层划分对比方法,很难解决这一问题。高分辨率层序地层学理论通过地质成因分析和对于不同等级地层基准面旋回在空间上的对比和划分,一方面在理论上使得地层划分与对比具有地质成因意义,更加符合地下地质实际,另一方面在技术上可以使得地层的划分与对比精细至单层级别[37],对应单砂体,满足了高含水油田生产实践的要求。

  图中短期基准面旋回对应经典层序地层学中5级层序,中期基准面旋回对应4级层序。前者对应单层级别的地层划分单元,后者对应小层级别的地层划分单元。传统的地层划分方法只能将地层划分至中期基准面旋回,而高分辨率层序地层学可以将地层细分至短期基准面旋回,即单层。

  1.2储层非均质性

  储层非均质性研究涉及的内容比较丰富,主要包括流场非均质性和流体非均质性两大类[38-39]。目前在储层非均质性研究中大多集中于流场非均质性研究方面,对于流体非均质性研究甚少。储层流场非均质性研究最多的是利用测井精细解释的渗透率成果计算变异系数、突进系数和级差等参数,通过分析这些参数在空间上的变化规律来定量表征储层流场非均质性特征。虽然测井资料具有定量化和易获取等优点,但受储层物性测井解释精度的限制,上述参数的准确性在一定程度上受到质疑。

  对于高含水油田而言,工作的重点应该放在不同小层或单层之间或之内的隔层或夹层上。隔夹层的研究应该重点关注两个问题。第一,隔夹层有效性的评价,应该重点刻画在空间上有效封隔油气水等流体的隔夹层,可以通过物理模拟和数值模拟等解决。第二,隔夹层对地下油水(汽)等运动规律的影响分析。目前流体非均质性研究还很薄弱,需要加强地球化学方法和动态监测及生产动态数据应用等攻关。

  1.3开发过程中储层变化规律

  在油田开发过程中,随着注水或注汽等措施的实施,储层发生一系列的变化,主要包括孔隙结构、粘土矿物性质及其所引起的储层渗透率的变化等。储层流体性质也发生相应的变化。王志章等[40]以双河油田水驱油藏和克拉玛依油田九区汽驱油藏为例,对开发中后期油藏参数变化规律及变化机理进行详细分析。

  Dario等[41]以挪威海某区实际资料为例,利用地震数据进行贝叶斯转换预测储层性质的静态和动态变化。本次研究利用扫描电镜资料,对辽河盆地西部凹陷某蒸汽驱实验区蒸汽驱前后储层变化规律进行了分析。

  蒸汽驱之前和之后,粘土矿物含量大幅增加,特别是高岭石等更加稳定的粘土矿物(与伊蒙混层粘土矿物相比)含量增加最为明显。由于粘土矿物等的含量大幅度增加,导致其堵塞孔隙和喉道,储层孔隙度和渗透率降低,对比发现,蒸汽驱之后孔隙度和渗透率的减小更甚。对于储层在开发中的变化规律研究,开发中后期密闭取心井与开发初期的取心井物性分析资料对比是行之有效的方法。储层的敏感性分析也可以提供相关的证据。

  1.4多信息综合剩余油表征技术

  确定高含水油田剩余油分布特征是精细油藏描述研究的核心内容,也是目前研究的热点和难点[42]。韩大匡认为,高含水油田剩余油体现“总体高度分散,局部相对富集”的格局[43]。赵军龙等[44]对中高含水期剩余油测井评价技术进行了总结。目前研究剩余油的方法有许多种,包括地质方法,油藏工程、试井以及数值模拟方法、室内实验技术、各种动态监测方法等。

  对于高含水油田开展剩余油分布规律研究,最关键还是在重视数值模拟的同时,重点利用好密闭取心井资料,加强相关的室内实验研究,注重各种动态监测和生产资料信息的挖掘。同时应该加强储层地质成因模式和微构造、小断层识别等地质研究。近几年,大庆油田在断层附近部署加密调整井,挖潜剩余油,取得了良好的效果。这对于高含水油田精细油藏描述研究中剩余油表征就是一个很好的启示。

  1.5高含水油藏三次采油相关探索

  三次采油既能扩大波及体积,又能提高驱油效率,是开发中后期高含水、特高含水条件下老油田要大幅度提高石油采收率,经济可行的有效途径[16]。而要开展三次采油,必须正确认识高含水期油田开发地质特征。笔者认为精细油藏描述中需重点关注以下两方面。

  第一,聚驱、注汽等三采措施与水驱机理差异很大,需要开展聚驱相关的储层孔隙结构和聚驱机理等研究,为三采方式和驱油剂的选择提供依据[59-61]。同时,开展三采对储层伤害等相关的理论分析和室内实验研究。

  第二,油气水和分布运动规律研究。油田高含水阶段,要合理制定、规划和实施好三采措施,首先必须准确认识地下油气水的分布和运动规律。

  2高含水油田精细油藏描述研究发展趋势

  高含水油田精细油藏描述需要解决的问题众多,随着生产实践的深入,新的问题不断出现。本次将高含水油田精细油藏描述研究发展趋势总结为如下5方面。

  2.1断裂体系精细解释

  目前断裂体系在中国各大油田广泛存在,从东部的大庆、大港、胜利,到西部的新疆、塔里木等都可以看到。受资料精度和研究者经验等因素影响,目前断裂体系精细解释难度很大。王乃举等指出,影响油藏注水开发的主要是四级断层或更次一级的断层[17]。因此断裂体系的精细刻画,对于高含水油田剩余油刻画和提高石油采收率具有十分重要的意义。在高含水油田精细油藏描述中,有3个问题需要特别注意。

  第一,井震资料紧密结合断裂体系剖面精细解释和平面组合。

  主要还是利用取心井资料标定高精度的三维地震资料,一般可以实现三级断裂的解释。根据资料的精度和开发生产实践的需求,对于中浅层油藏,应识别出断距5m以上的五级断层,深层油藏应识别出断距10m以上的四级断层,超深层应该识别出三级或四级断层。李阳等对四级和五级断层的分类特征及识别标志有过详细地介绍[62]。

  第二,小断层和微构造的识别和刻画。

  对于开发中后期油田而言,由于剩余油刻画成为精细油藏描述十分重要的目标之一,而小断层和微构造又对剩余油的分布起着控制作用。因此研究中应该特别重视小断层和微构造的精细刻画。

  第三,断层封闭性的研究。陈欢庆等[63]利用典型井水分析数据,对辽河盆地西部凹陷蒸汽驱试验区断裂渗流屏障的封闭性进行了分析。高含水期油水关系复杂,注采井之间的对应关系成为开发生产实践中需要关注的焦点问题之一。而断裂体系的存在又是注采井之间对应关系十分重要的决定因素,因此有必要加大断层封闭性研究的力度。

  3结论

  1)精细油藏描述研究是一项系统工程,涉及的研究内容众多。

  高分辨率层序地层学可以有效解决地层精细划分的问题,将分层界限细分至单层。储层非均质性研究中物理模拟和数值模拟实验是隔夹层有效性评价的现实途径,同时应该通过加强地球化学方法应用和动态资料分析开展流体非均质性研究。地质统计学研究、分析测试资料的对比、不同开发阶段测井物性解释资料的对比分析等是开发过程中储层变化规律研究的有效方法。地质方法、油藏工程、试井以及数值模拟方法、室内试验和动态监测等方法可以实现剩余油表征。三次采油相关机理和开发地质基础研究需要在高含水油田精细油藏描述中加强。

  2)井震资料紧密结合、小断层和微构造的识别刻画、断层封闭性研究等是高含水油田断裂体系精细解释的核心。

  储层构型划分的级次、构型单元界面的发育规律和构型单元的定量规模特征及空间组合模式等是构型精细表征技术关注的重点。测井水淹层解释可以通过分区分层位、发展测井新技术新方法等不断提高解释精度。优势渗流通道的研究方法主要包括地质、数值模拟和各种数学计算方法等。多点地质统计学建模技术需要不断改进算法,同时加强软件国产化。高含水油田精细油藏描述中裂缝表征、单砂体的精细刻画和井间砂体连通性描述以及储层流体非均质性等问题也值得关注。目前大港和冀东等油田在地质成因分析基础上,通过井震结合进行构造精细解释和砂体空间预测取得了很好的效果。

  参考文献

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