油砂山薄互層復雜斷塊油藏開發層系細分研究

魏金蘭，張 煜，姜明忠, 宋祖勇，鄒海燕

(中國石油青海油田分公司，甘肅敦煌 736202)

油砂山薄互層復雜斷塊油藏開發層系細分研究

魏金蘭，張 煜，姜明忠, 宋祖勇，鄒海燕

(中國石油青海油田分公司，甘肅敦煌 736202)

油砂山油田屬于長井段薄互層復雜斷塊油藏，具有油層數量多、縱向跨度大、砂泥巖薄互層、非均質性強等特點。針對油砂山油田目前開發中存在的含水上升快、儲量動用程度低、注采系統不完善、注水效果差等問題，以油田探明地質儲量為物質基礎，依據細分層系可行性研究，確定了油藏分斷塊、分層系的細分開發方案，實施后取得了明顯的開發調整效果。

油砂山油田；開發層系細分；油層厚度；復雜斷塊油藏

油砂山油田位于青海省柴達木盆地西部南區，探明疊合含油面積8.6 km2，其中Ⅰ類石油地質儲量2 366×104t。油田構造為一頂部平緩、南陡北緩的不對稱半背斜箱狀構造，主要發育下油砂山組(N21)和上干柴溝組(N1)兩套儲層，儲層平均孔隙度18%，平均滲透率376.4×10-3μm2，儲層物性總體表現為中-高孔、中-高滲特征。

油砂山油田縱向上油層薄、多，縱向上劃分為13個油層組211個小層，含油井段一般為300～500 m，最長可達800 m，平均406.7 m，單井平均油層厚度47.13 m，

油田整個開發歷程可分為五個階段：天然能量試油試采階段(1956-1981年)、試注試采階段(1992-1996年)、試注水滾動開發上產階段(1997-2002年)、開發調整產能擴建階段(2003-2006年)及細分層系開發階段(2007-目前)。

1 油田開發中存在問題

油田自2004-2011年以復算儲量為基礎，通過完善注采井網、分層系調整方案的實施，層間矛盾得到一定緩減，2006年最高年產達到12×104t。但油田自身構造復雜，儲層薄、多、散、雜、非均質強，仍然面臨著如下比較突出的問題，上產穩產基礎不牢。

(1)水驅儲量控制程度低。根據最新地質研究成果，油砂山油田受斷層和巖性影響，6個斷塊13個油組共有油砂體5 632個，其中四類油砂體(地質儲量小于1×104t ，含油面積小于0.05 km2)占油砂體總數的59.9%，控制了油砂體儲量的19.07%。總體上，油砂體發育不穩定、規模小、橫向延續性差，這種“薄、多、散、雜”油砂體，大多為1～2口井控制，難以形成完善的注采井網，加上斷層的存在制約著開發井網的部署，造成油井多向受效低、油水井連通性差、水驅控制程度低。

(2)層間干擾嚴重，儲層動用程度低。油砂山油田縱向上油層薄、多，2004年1、2斷塊實施分層系開發以后，一定程度上減緩了層間干擾，也取得了一定效果，但是油田縱向上有211個小層，大部分為混層系開采。一方面目前水井平均射開厚度在30 m以上，造成層間干擾嚴重，儲量動用程度低；另一方面對于長井段、多層的井射孔不完善，造成油水井連通率低，從而影響油田注水開發效果。

(3)油水井數比高，地層能量得不到及時補充，單井產量低。油砂山油田目前油水井數比為2.5，其中部分斷塊油水井數比均為3.0左右，注采對應率低，導致油井受水驅效果差，地層能量得不到及時補充，油井供液不足，單井產量低。

2 開發層系細分研究

2.1 層系細分的必要性[1-2]

(1)根據地質研究成果，沉積微相對物性的控制影響作用明顯。油砂山油田儲層包括多種沉積相類型，自下而上經歷了湖泊-三角洲-河流的沉積相演變過程，發育多種沉積微相砂體，相變快，因此儲層非均質強。物性相差較大的油層、差油層同時射孔，好的儲層抑制差儲層動用，造成儲層動用低，有必要對層系進一步細分。

(2)根據吸水剖面資料統計的吸水厚度動用程度與射開厚度的關系圖(圖1)，吸水厚度動用程度與射開厚度有明顯的負相關性，即射開厚度越大，動用程度越低。吸水層數動用程度與射開油層層數具有相同規律，即射開層數越多，吸水層動用程度越低，層間干擾越大。

圖1 油砂山油田射開層數、厚度與動用程度關系

(3)生產資料統計結果表明，采油強度隨著射開厚度增加逐步降低(圖2)。由于油層條件不同，各斷塊又具有不同的采油強度和不同變化幅度，其中4斷塊平均日產油量和采油強度最大，同時隨射開厚度增加，采油強度下降最劇烈；5～6斷塊平均日產油量和采油強度最小，射開厚度隨采油強度下降也最平緩；1～3斷塊變化趨勢介于二者之間。

圖2 油砂山油田射開厚度與采油強度關系曲線

2.2 層系細分的可行性

油砂山油田射孔井段長，層間干擾嚴重，儲量縱向動用程度低，在油層厚度較大的區域細分開發層系是必要的，而且是可行的，可行性主要表現在：

(1) 單井油層厚度控制儲量大，有劃分層系開發的儲量基礎。1、2斷塊Ⅱ、Ⅲ層系、3斷塊及4斷塊局部區域的油層疊合厚度大于30 m，單油組厚度大于15 m，具備分層系的厚度條件[3]。

(2) 各油層組間的隔層厚度一般在3～5 m，具備分層系的隔層條件。Ⅱ上、Ⅱ下層系隔層的巖性以泥巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖為主，孔隙度一般在3.8%以下，空氣滲透率小于1×10-3μm2，隔層平均厚度3.25 m，水井細分區域隔層平均厚度2.86 m，細分開發層系區域隔層平均厚度3.26 m，各井組間隔層基本穩定。

(3) 油砂山油田試油試采資料反映，各層組均有一定生產能力，一般初期產量大于0.5 t/d、射孔厚度小于20 m時，穩定生產采油強度可達到0.08 t/(d·m)，如果加強注水，保持一定生產壓差，分層系可獲得一定產能，具備分層系的產能條件。

2.3 層系細分方案

2.3.1 劃分開發層系的思路和原則

油砂山油田1、2斷塊Ⅱ、Ⅲ層系部分區域儲量豐度高，油層厚度大，層間干擾嚴重，儲量動用程度低。根據油層厚度和生產能力的分布特征，優選油層厚度較大的區域進行局部細分層開發，層系劃分與組合原則[4]為：

(1)一套開發層系中油水界面、壓力系統、流體性質等特征基本一致。

(2)一套開發層系中儲層沉積條件及所控制儲層沉積砂體的非均質性不宜過大(大慶滲透率極差取值5～10)。

(3)一套開發層系中縱向不能太長，油層數不宜太多，主力油層2～3個，油層總數在8個左右；同時兼顧考慮一套層系中要留有一定的有效厚度(一般10 m左右)和一定單井控制儲量下的生產能力。

(4)要留有2 m以上穩定的泥巖隔層。

2.3.2 分層系方案論證

1、2斷塊Ⅱ、Ⅲ層系及3、4斷塊油層厚度大，儲量豐度高，根據Ⅱ、Ⅲ層系及3、4斷塊油層等厚圖，四個開發單元構造主體部位油層厚度在30 m以上，達到了進一步細分層系的技術政策界限，5、6斷塊油層厚度小，滿足不了分層系開發的技術要求，暫不考慮劃分開發層系。

根據劃分層系的原則和界限，結合1、2斷塊縱向上儲層分布特點、地層劃分情況，對Ⅱ、Ⅲ層系縱向上進一步細分層系的界限進行論證：

1、2斷塊Ⅱ層系縱向上以K21為界，Ⅷ油組為Ⅱ上層系，Ⅸ油組為Ⅱ下層系；1、2斷塊Ⅲ層系縱向上以Ⅺ-10為界，Ⅹ～Ⅺ-10油組為Ⅲ上層系，Ⅺ-11～ⅩⅢ油組為Ⅲ下層系。

(1)儲量分布：以K21為界對Ⅱ層系細分后，Ⅱ上、下層系油砂體儲量分別為182.65×104t、170.26×104t，分別占1、2斷塊Ⅱ層系油砂體儲量的51.75%、48.25%；對Ⅲ層系細分后，Ⅲ上、Ⅲ下層系油砂體儲量分別為166.4346×104t、120.397×104t，分別占1、2斷塊Ⅲ層系油砂體儲量的58.03%、41.98%。

(2)隔層的穩定性分析。Ⅱ上、Ⅱ下層系隔層的巖性以泥巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖為主，孔隙度一般在3.8%以下，空氣滲透率小于1×10-3μm2，隔層平均厚度3.25 m，水井細分區域隔層平均厚度2.86 m，細分開發層系區域隔層平均厚度3.26 m，各井組間隔層基本穩定。Ⅲ上、Ⅲ下層系隔層的巖性以泥巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖為主，孔隙度一般在3.5%以下，空氣滲透率小于0.95×10-3μm2，隔層平均厚度2.5 m，水井細分區域隔層平均厚度3.1 m，細分開發層系區域隔層平均厚度3.7 m，各井組隔層基本穩定。

(3)儲層非均質性分析。以K21為界對Ⅱ層系細分后，Ⅱ層系縱向上的儲層非均質性得到有效緩解，滲透率級差、滲透率突進系數較細分前分別下降41.54%、67.17%。以Ⅺ-10為界對Ⅲ層系細分后，Ⅲ層系縱向上的儲層非均質性得到有效緩解，滲透率級差、滲透率突進系數較細分前分別下降47.6%、53.17%。

2.3.3 分層系方案

根據劃分層系的原則和界限，結合新的地質認識及油田目前開發現狀，1、2斷塊進一步細分為6套層系，4斷塊局部區域細分兩套層系，具體劃分結果見表1。

表1 油砂山油田調整方案開發層系劃分情況

2.3.4 方案部署

Ⅱ下層系新增油井13口，新增水井4口；老井利用20口，其中油井15口、水井5口、轉注3口；油水井數比為2.08，調整產能0.4×104t。Ⅲ上層系新增油井24口，新增水井6口，老井利用18口，其中油井10口、水井8口，油水井數比為2.43，調整產能0.64×104t。

3 效果分析

2013年油砂山油田通過對Ⅱ、Ⅲ層系縱向上進一步細分，完鉆井13口，目的層段平均鉆遇油層12.4 m/6層，油層厚度滿足進一步細分開發需求，投產井12口(2口排液)，目前平均單井日產油2.4 t/d，含水21.6%，單井產量達到設計要求，水驅控制程度階段提高2.4個百分點，油藏動用程度有所提高，縱向吸水狀況得到改善，自然遞減下降了6個百分點，含水上升趨勢得到有效控制。預測油砂山油田采收率由目前標定的18.57%提高到20.84%，開發形勢明顯好轉。

4 結論與認識

(1)細分開發層系是長井段薄互層復雜油藏縮小層間差異的根本措施，細分開發層系可提高油層水驅波及體積和水驅動用程度，充分發揮各油層的生產能力，減緩油藏含水上升速度。

(2)劃分開發層系的基本原則包括層系的儲量基礎、井段長度、含油小層數量、儲層滲透性差異、壓力系統和油井產能大小等。

(3)1、2斷塊經過縱向細分層系后，目前單井控制有效厚度15 m左右；而4斷塊單井控制有效厚度達近30 m，單井控制有效厚度過大，作為一個開發層系縱向上非均質性增強，層間矛盾突出，且4斷塊儲量豐度達到1000×104t/km2，因此4斷塊還有進一步細分層系的必要。

[1] 羅水亮，曾流芳，李林祥，等．多油層復雜斷塊油藏開發層系細分研究[J]．西南石油大學學報( 自然科學版)，2010，32(6)：8-102．

[2] 王延杰，張紅梅，江曉暉，等．多層系油田開發層系劃分和井網井距研究[J]．新疆石油地質，2002,23(1)：40-43．

[3] 于紅軍.純化薄互層低滲透油田開發層系的劃分與組合[J]．復雜油氣藏，2010,3(1)58-61．

[4] 鮮波,熊鈺，石國新，等.薄層油藏合采層間干擾分析及技術對策研究[J]. 特種油氣藏，2007,14(3)：51-54.

編輯：李金華

1673-8217(2015)04-0084-03

2015-02-20

魏金蘭,地質工程師，1983年生，2005年畢業于中國石油大學測繪工程專業，現從事油氣田開發的生產與科研工作。

中國石油重大科技專項“柴達木盆地老區提高采收率關鍵技術研究”(2011E-03-06)。

TE347

A