喇嘛甸油田X斷層井區剩余油開發潛力及調整對策研究

曹廣勝，劉 影，張 寧，楊婷媛，徐 謙，吳佳駿，邢沛東

(1.東北石油大學提高油氣采收率教育部重點實驗室，黑龍江 大慶 163318； 2.中國石油大慶油田有限責任公司第六采油廠，黑龍江 大慶163000)

喇嘛甸油田是一個受構造控制的多油層非均質嚴重的砂巖油田，其中X斷層為斷塊構造油藏，發育河道、主體席狀砂、非主體席狀砂，區域內發育73條斷層。近40多年來，水驅開發經歷自噴、注水、多次加密、注聚調整、多變的油井生產制度以及作業造成了復雜的地下剩余油分布狀況[1-5]。故利用地質、地震、測井、數值模擬的手段預測油藏內剩余油的分布特別是其富集部位的分布狀況[6-8]。截至2018年，油田已進入特高含水開發后期，處于水聚兩驅開發階段，剩余油分布零散、挖潛難度大。但斷層邊部由于井網密度小、注采不完善等，導致斷層邊部部分井區存在一定剩余油，表明斷層邊部是二次開發的潛力區域[9-10]。

根據油田近年斷層邊部挖潛情況，將未實施過二次開發的X斷層區(面積4.78 km2)作為研究區域，進行二次開發潛力研究。由于其構造復雜、斷層規模大、沉積單元多，故需要對研究區的儲層發育、構造特征、動用狀況等方面進行精細研究，精確處理斷層之間的相交、截斷等復雜空間交切接觸關系，提高構造模型質量，構建精細地質模型；進而確定研究區二次開發調整潛力。因此，筆者結合油田實際開發需求制定了合理有效的調整對策。為改善X斷層區開發效果提供基礎，同時對油田由精細向精準開發轉變也具有十分重要意義。

1 喇嘛甸油田X斷層井區地質模型

1.1 高壓物性和流體性質

喇嘛甸油田X原油性質較好，根據研究范圍內試油井的地面原油分析成果統計，平均地面原油密度為860 kg/m3、原油黏度為22.9 mPa·s、凝固點為26.5 ℃、含蠟量為23.00%、含膠量為17.90%。根據高壓物性取樣分析統計，原始地層壓力為11.27 MPa、平均飽和壓力為10.7 MPa、體積系數為1.03、原始氣油比為48.5 m3/t、平均地層溫度為45 ℃。因此原油具有中等密度、中等黏度的特點，屬于常溫常壓黑油油藏。

1.2 屬性模型的建立

X斷層區塊斷層共發育8條斷層，空間有相交、截斷的接觸關系，并且垂向上發育地層厚度薄，針對這種地質特征，構造模型采用petrel+RMS進行建模。

采用相控條件下的序貫高斯(SGS)模擬算法建立孔隙度、滲透率、含水飽和度模型，如圖1所示。

圖1 地層參數及其數學建模Fig.1 Formation parameters and mathematical modeling

X斷層區塊孔隙度大致分布在0.27～ 0.32之間。滲透率分布小，層平均厚度為100×10-3～900×10-3μm2左右，主要是高一組、高二組、高三組滲透率低，高一組上半層段比下面稍微高點，薩爾圖和葡萄花的油層滲透率更高一些。束縛水飽和度分布在11.8%～42%之間。

1.3 油藏歷史擬合

X斷層數模儲量擬合對比結果如表1所示。由表1中可以看出，X斷層擬合后地質儲量為6 227.67×104t，與實際儲量6 258.14×104t對比，誤差為0.48%，擬合較好。擬合儲量能夠滿足剩余油分析的要求。

表1 X斷層數模儲量擬合對比表

擬合1973年10月～2020年2月的產油量以及2010年5月～2020年2月的注聚階段，結果如圖2所示。由圖2中可以看出，全區實際累積產油量為2 482.11×104t，擬合累積產油為2 504.09×104t，擬合相對誤差為0.88%，總體擬合效果較好。

圖2 儲量擬合曲線Fig.2 Reserve fitting curve

從歷史開發角度來看，X斷層井區注水階段整體產能較高，采出程度達到了35.2%。聚驅生產10年，2011年9月全區聚驅見效，累產油量微幅上升，上升幅度達到56.5×104t/a。截止2020年2月，X斷層井區采出程度達到40.21%。

2 喇嘛甸油田X剩余油分布特征研究

2.1 X斷層剩余油分布特征

X斷層分砂體類型開采狀況如表2所示。從表2中可以看出，從不同沉積相的動用狀況來看，河道地質儲量最高，采出程度較高，為45.64%，但油層剩余儲量則主要分布在河道中，其剩余儲量占油層總剩余儲量的57.0%，其次是主體席狀砂。主體河道、主體席狀砂發育規模較大，這類砂體控制地質儲量最多，綜合含水最高，剩余油總量最多，也是研究區的主力產油層。

表2 X斷層分砂體類型開采狀況

沉積相對應含油分布如圖3所示。從平面上看，河道砂體局部區域含水飽和度低，剩余油主要分布在河道內。連續發育的主體河道砂在部分層位缺少井組控制，含油飽和度較高。同時在多個層位的主體、非主體席狀砂缺少有效動用。

圖3 沉積相對應含油分布Fig.3 The deposition shall to oil distribution

縱向上看，主體河道主要發育在薩爾圖、葡萄花油層。發育形式大多成片分布、整體性較好，部分層位呈條帶式分布、連通性較好。主體席狀砂在薩爾圖、葡萄花油層組上呈零星分布，發育較分散；在高臺子油層組，主體席狀砂成片分布，小層數較多，部分區域由于井網不能準確控制，含油飽和度較高。

各小層的地質儲量和剩余儲量如圖4所示。

圖4 單層儲量示意圖Fig.4 Schematic diagram of single layer reserves

由圖4中可以看出，整體X斷層剩余地質儲量較高。薩爾圖油層和葡萄花油層層位較少，平均單層地質儲量大，剩余儲量也較高；高臺子油層發育層數較多，但平均單層的地質儲量較低，由于整體采出程度不高，固有一定規模的剩余油儲量。

2.2 X斷層剩余油類型

影響剩余油分布的因素很多且很復雜，但主要可分為兩大方面：地質因素和開發因素。地質因素主要有儲層非均質性、構造及斷層等。開發因素最重要的是注采系統的完善程度及與地質因素的配置關系。利用模型計算輸出的含油飽和度分布圖，對該區塊114個沉積單元進行逐層剩余油分析，在此基礎上，總結了不同類型的剩余油分布特征，如圖5所示。

圖5 不同類型剩余油示意圖Fig.5 Different types of residual oil

剩余油統計結果顯示，剩余油分布主要受注采關系不完善、斷層遮擋和平面干擾為主，整體占類型總儲量的95%。注采關系不完善占據主要的剩余油類型，為73.58%;其次是平面干擾剩余油富集，占12.3%;斷層遮擋型剩余油占9.16%。

3 基于復雜斷塊油層剩余油分布的調整對策研究

3.1 加密調整潛力研究

針對X斷層剩余油類型判斷X斷層主要的二次開發措施為局部加密調整、高含水井調剖。剩余油研究結果表明，X斷層主要存在5種剩余油類型，針對剩余油分布狀況，結合井震結合構造、儲層及數值模擬成果，優選井位，扣除水淹層、高含水層，同時結合現井網的布井方式，做好井區注采系統調整，完善注采關系。

圖6 采出程度曲線Fig.6 Causing degree curve

采出程度曲線如圖6所示。由圖6中可以看出，X斷層數模區預測到2030年時，原方案采出程度為43.44%，綜合含水率為97.40%;各加密方案采出程度分別為46.47%、46.28%、45.88%、46.5%和45.85%，采出程度分別比原井網提高 3.03%、2.84%、2.44、3.06%和2.41%。方案1、方案2的150 m井距采出程度提高幅度相比其他方案采出程度較高，方案1的200 m井距次之。綜合含水對比，各個加密方案含水率分別為98.24%、97.74%、97.53、98.3%、和97.30%，分別比原方案上升了0.84%、0.34%、0.13%、0.9%和-0.1%。方案1的150 m井距加密方式的綜合含水要高于其他方案。綜合對比，優選采出程度較高、加密井數較少、含水上升較慢的方案1的200 m井距加密方案作為最優方案。

在沿著斷層走向進行布井時，布井位置距斷層的距離設定至關重要，因為距離過近會導致鉆井過程中可能會穿過斷層，若距離太遠又無法保證斷層邊部剩余油的開采，因此需要設置適當的距離進行開采。

通過生產指標及平面剩余油分布規律可知，在一定范圍內，隨著加密井與斷層距離的增大，累產油量逐漸降低；但加密井距斷層50 m累產油高于30 m，如圖7所示，這是由于離斷層距離過近會導致單井控制范圍降低，導致產能下降。同時，距離斷層過近使得鉆井風險增大。最終選擇方案2，即加密井與斷層最優距離為50 m。

圖7 加密井參數對比Fig.7 Comparison of infill well parameters

3.2 調剖潛力研究

針對縱向非均質嚴重，層內縱向上發育狀況及吸水狀況存在差異的油層，綜合運用細分(分層)、水量調整等手段，以充分發揮調剖效果，有效緩解區塊開發過程中的平面矛盾，達到改善試驗區開發效果和提高經濟效益的目的。

結合表3數據，利用數值模擬技術，設計不同調剖劑用量，預測目前開發現狀不同調剖劑注入量對開發指標的影響，結果如圖8所示。

表3 調剖選井選層條件

圖8 不同條件下的含水率變化曲線Fig.8 Water content change curve under different conditions

最終通過數值模擬，優化出最優注入量為0.125 PV、最優注凝膠速度為120 m3/d。另外，從不同注入時期的含水率曲線能夠看出，含水率低時進行調剖含水率下降幅度較大，含水回升速度也較快；隨著注入時含水率的升高，注凝膠后的含水下降幅度逐漸降低。越早進行調剖可以實現產油量的大幅度上升，隨著注入時間的延遲，累產油量上升幅度降低，故需要在含水較低的情況下進行調剖。

4 結論

(1)從不同沉積相的動用狀況來看，油層剩余儲量主要分布在河道中，其剩余儲量占油層總剩余儲量的57.0%，其次是主體席狀砂。

(2)根據X斷層剩余油分布規律，可將剩余油分為注采控制不完善型、斷層遮擋型、平面干擾型、層間干擾型、砂體邊部型5種類型，其中剩余油主要受注采關系不完善、斷層遮擋和平面干擾為主，整體占類型總儲量的95%。注采關系不完善占據主要的剩余油類型，為73.58%；其次是平面干擾剩余油富集，占12.3%；斷層遮擋型剩余油占9.16%

(3)X斷層主要的二次開發措施為局部加密調整、高含水井調剖，以200 m井距作為最終優選方案，最終采出程度較原井網高2.84%；對高含水井，調剖體系使用2 500萬分子質量1 500 mg/L的聚合物凝膠，凝膠注入量為0.125 PV、注入速度為120 m3/d。對于注入時機，越早進行調剖可以實現產油量的大幅度上升。