儲層地質模型在XP1井中的應用

張小奇，雙立娜，高俊龍，張東海，李 春

（延長油田股份有限公司吳起采油廠，陜西延安 717600）

儲層地質模型在XP1井中的應用

張小奇，雙立娜，高俊龍，張東海，李 春

（延長油田股份有限公司吳起采油廠，陜西延安 717600）

應用地質建模技術，根據建模的對象、地質條件和沉積特征等相關的已知信息選擇適用的隨機模擬技術，建立水平井目的層三維地質模型設計。文中通過分析儲層有利區的位置，部署水平井井位；經過地應力及水力壓裂裂縫方向研究，確定水平段的方位；根據儲層狀況并結合壓裂縫與產能的關系，論證出水平段的長度；投產初期增產效果明顯。

地質模型；水平段；井位；方位；長度

吳起油田X油區，地處鄂爾多斯盆地陜北斜坡，屬于典型的低滲-特低滲油藏，主力層位為長6油層，產量下降快，采收率較低。因此，探索通過水平井開采以提高采收率。經過試油試采資料及基礎地質研究可知，長6油組中含油層又多集中在長61及長62砂組內，長63油層較少，其中尤以長62為主力產層。按沉積小旋回及夾層分布狀況又將長622分為兩個砂體：即長622-1砂體和長622-2砂體，長622-1砂體較薄，長622-2砂體較厚，有效厚度為10～14 m。因此，通過三維地質建模技術建立長622-1砂體和長622-2砂體模型，優選其中一個模型進行水平井水平段井眼軌道設計。

1 地質模型的建立

1.1 建模參數

由于研究區至目前完鉆井井數較少，另外，由于儲層沉積的河流相特征，儲層與參數的空間分布受沉積相分布控制顯著[1]。因此，本文重點采用典型儲層對比的方法來優選建模方法，加強與基礎地質認識的對比，本次建模的區域為研究區5-36井組、5-145井組及5井組，面積約為6 km2，共有井數20口。

本次建模模型平面網格步長為20×20 m（Nx=112，Ny=136），根據確定水平井穿越的長622小層，縱向上建立長622-1和長622-2兩個小層模型，細分為17個模擬小層，縱向網格步長為0.5～1.5 m，模型總網格數為25.9萬個。

1.2 構造模型的建立

構造模型反映儲層的空間格架，如圖1和圖2所示，本區區域構造平緩，地層比較穩定，在單斜背景上由于差異壓實作用形成軸向近東西向的局部鼻狀構造和微小背斜。

圖1 長622-1頂面構造圖

圖2 長622-2頂面構造圖

1.3 孔、滲、飽模型

1.3.1 孔隙度模型 在求取變差函數過程中相互要考慮沉積特征，河道方向及河道寬度特征[2-4]。在求取變差函數的前提下，利用砂體模型約束下的序貫高斯模擬對孔隙度做了4個實現，通過模型優選，確定一個理想的孔隙度模型（見圖3）。

圖3 （b）長622-2孔隙度模型

1.3.2 滲透率模型 在進行了滲透率數據分析及變差函數求取之后，利用孔隙度作為協調分布參數，從而使孔、滲具有一定相關特征。建立滲透率模型（見圖4）。

1.3.3 含油飽和度模型 本次研究所建油水分布模型主要根據測井解釋的含油飽和度結果。總體來說，該油藏主要受低滲透巖性影響，束縛水飽和度偏高，含油飽和度偏低。運用序貫高斯模擬，對油水分布狀態做了四個模擬實現。對四個實現，分別進行了剖面顯示，根據模型優選的原則對四個實現進行了篩選。

根據模型優選的原則，通過單井抽樣檢驗，最后確定一個實現作為最理想模型（見圖5）。

2 水平段設計

2.1 水平段在油藏中的位置

圖4 （a）長622-1滲透率模型

圖4 （b）長622-2滲透率模型

圖5 （a）長622-1含油飽和度模型

圖5 （b）長622-2飽和度模型

根據三維地質模型研究可以看出：從孔、滲、飽模型分析中，在5井組正西方主河道上，長622-1物性較好，但由于井數較少且井數控制范圍較大，地質不確定性較大，且油層較薄，大約為3～5 m，部署水平井風險性較大；在5-36井組南部、5-145井組東部，長622-2孔、滲、飽物性均較好，且兩井組的井數控制范圍較小，可靠性較高，油層厚約5～10 m，是部署水平井井位的最佳有利區。

根據地下靶點決定地面原則，XP1井井位及水平段方位（方位設計具體見2.2節）見圖6。沿水平井方向油藏物性剖面（見圖7～圖9）。可以看出沿水平段方向，孔、滲、飽反映均較好。

2.2 水平段方位設計

XP1井水平段方位設計為NW～SE向，其依據是：（1）本地區地應力以北東方向為主；（2）由研究區5口井的壓裂裂縫監測結果可知，這5口井的壓裂裂縫的方位均為北東50°左右，由此可以得知最大水平主應力方向也為北東50°左右，最小水平主應力的方向與該方向垂直。

綜上所述，根據研究區5口井壓裂裂縫監測成果資料顯示：該區最大水平主應力方位大致為NE50°左右，預使水平段壓裂后裂縫方向與最大主應力方向形成約90°夾角，則設計XP1井水平段方位為N142°，有望獲得較為理想的產能。

2.3 水平段長度設計

從理想情況看，水平段越長，其產能提高效果越好，但生產實踐表明：水平井產能與水平段長度并非簡單的線性正比關系。隨著長度增加，產層壓力消耗增加，產能增長率越來越低；加之井眼穩定性變差，鉆井費用增大，因此水平段長度應根據油田地質情況而定[5-8] 。

XP1井水平段長度設計為600 m，其理由如下：

為了獲得理想產能，必須進行多縫壓裂，裂縫數目與產能關系的數值模擬計算表明：在相同條件下，5條縫時產量較高（見圖10）。

根據本井設計中的有關參數進行產能計算表明：水平井的產能隨著水平段長度的增加而增大，但從儲層砂體分布狀況看，水平段長度大于700 m后儲層物性變差，夾層增多，鉆井難度增大，根據Joshi理論公式計算：水平段取600 m時,XP1井產量為22 m3/d。

圖6 XP1井井位及水平段方位圖

圖7 水平段孔隙度剖面圖

圖8 水平段滲透率剖面圖

圖9 水平段含油飽和度剖面圖

圖10 水平井產量與裂縫數目關系曲線圖

3 錄井顯示情況

通過巖屑錄井和氣測錄井資料與鄰井旗5-45、5-145井進行了對比，XP1井含油級別為油斑，含油巖屑占巖屑含量10%～15%，熒光顯示為亮黃，點滴試驗為10～11級，氣測全烴顯示15.381%（基值1.632%）；鄰井5-45、5-145含油級別為油跡，含油巖屑占巖屑含量小于10%，熒光顯示為黃到暗黃，點滴試驗為7～9級，氣測全烴顯示小于10%。

錄井解釋結果看出油氣顯示良好，物性比鄰井高一級別。驗證本次地質模型較為可靠，選井位、選層位、選方位較為合適。

4 壓后產量效果對比

對XP1井水平段進行了射孔、機械封隔分段壓裂、抽汲排液等工作，施工達到了設計要求，取全取準各項地質資料；試采21 d，累計產油量482.87 t，5月份平均日產油量22.99 t，是5-36井組投產第一個月平均日產油的4.65～30.65倍，超出了預期的效果。

5 結論

（1）根據建模的對象、地質條件和沉特征等相關的已知信息選擇適用模擬方法。本文選用適用儲層特征的隨機模擬方法，建立可信度較高地質模型。

（2）以地質模型為主要依據，進行水平段在油層中選井位、選方位、選長度的設計。

（3）地質模型的效果分析：從錄井解釋結果看出油氣顯示良好，物性比鄰井高一級別。驗證本次地質模型較為可靠，選井位、選層位、選方位較為合適。

（4）建議在低滲、超低滲油藏進一步探索應用地質建模技術，進行水平井水平段設計，降低鉆井風險。

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The applacation of reservoir geological model in XP1 horizontal well

ZHANG Xiaoqi，SHUANG Lina，GAO Junlong，ZHANG Donghai，LI Chun
（Wuqi Oil Production Plant of Yanchang Oilfield Co.，Ltd.，Yan'an Shanxi 717600，China）

In this paper,the reservoir geological model of purpose layer of horizontal well is established with the geological modeling according to the known information such as the modeling object,the geological conditions and the sedimentary characteristics after applying the random simulation techniques.The well position is deployed after analyzing the position of favorable area of reservoir;the orientation of horizontal section is ascertained after studying the direction of stress and hydraulic fractures;the length of the horizontal section is demonstrated according to the reservoir conditions combining the relationship of hydraulic fractures and capacity;it can be seen that the increase effect is significant.

reservoir geological model；horizontal section；well location；orientation；length

TE319

A

1673-5285（2012）03-0070-05

2012－01-01

張小奇，男（1983-），碩士研究生，2010年畢業于西安石油大學油氣井工程專業，現在延長油田吳起采油廠從事地質和鉆井研究工作。