變質巖潛山裂縫油藏高效開發技術研究與實踐*

羅憲波 李云鵬 葛麗珍 朱志強 張琳琳 鄭 浩 呂坐彬

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300452)

變質巖潛山裂縫油藏高效開發技術研究與實踐*

羅憲波 李云鵬 葛麗珍 朱志強 張琳琳 鄭 浩 呂坐彬

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300452)

以渤海潛山錦州25-1南油田為研究區，通過多專業結合建立了一套潛山裂縫儲層預測技術及油藏高效開發技術體系，主要包括基于海上窄方位角地震資料，利用疊前橫波阻抗和不同方位角各向異性差異等屬性對潛山裂縫儲層進行定量預測；在此基礎上整合多尺度信息建立油田的三維地質模型；運用數值模擬技術開展潛山油藏開發井型、井位及注采參數優化，形成海上變質巖潛山水平井頂底交錯注采開發模式；在油田的實際生產中總結見水規律，形成潛山油藏基于見水診斷的穩油控水技術。通過一系列技術的應用，錦州25-1南油田潛山油藏累增油量達到179.4萬m3，預計采收率可達到25.9%。

渤海；錦州25-1南油田；潛山裂縫油藏；儲層預測；高效開發；水平井

隨著勘探技術的成熟，近年來渤海勘探目標重點由淺層轉向中深層，且相繼發現了一批太古宇潛山油氣藏,但由于中深層儲層存在埋藏深、地質條件復雜、地震資料品質差等諸多問題[1-3]，開發效果差，亟需對太古宇潛山儲層地震預測技術和油藏高效開發模式展開研究，以滿足中深層油田勘探開發的實際需求[4-10]。“十二五”期間，以錦州25-1南油田為研究區，開展了裂縫油藏開發技術攻關，逐漸形成了一套變質巖潛山裂縫儲層定量預測及油藏高效開發技術體系，并在油田開發實踐中取得了良好應用效果。本文對此進行了總結，以期為其他類似油田提供借鑒。

1 太古宇潛山裂縫儲層定量預測技術

錦州25-1南油田是渤海油田首次開發的太古宇變質巖潛山裂縫油藏，該油藏類型復雜，油藏內部斷裂系統發育，油水關系復雜[11]。針對該油藏潛山裂縫儲層的預測難點，開展了基于海上窄方位地震資料的裂縫儲層巖石物理特征和地球物理響應特征分析，建立裂縫與地震各向異性差異定量關系，據此確定裂縫儲層預測的方法和參數。

1.1 高精度疊前多參數裂縫儲層預測技術

對錦州25-1南油田裂縫儲層巖石物理敏感參數交會圖分析發現，剪切模量和橫波阻抗交會對裂縫儲層與非儲層的判別敏感性較好(圖1)，因此選取橫波阻抗作為錦州25-1南油田裂縫儲層預測的敏感性參數；而對該油田裂縫儲層疊前橫波阻抗與測井解釋的總孔隙度交會圖分析發現，兩者之間存在較好的線性關系，因此可以將疊前橫波阻抗轉換為裂縫總孔隙度預測數據體，再經過實鉆井標定后就可以得到較可靠的裂縫總孔隙度預測數據體，從而實現對裂縫儲層的定量預測(圖2)。

圖1 錦州25-1南油田橫波阻抗與剪切模量交會圖

圖2 錦州25-1南油田儲層孔隙度預測剖面

1.2 基于窄方位地震資料的多方位角各向異性檢測裂縫技術

裂縫的方向、密度和所含流體變化會對縱波和橫波速度產生很大影響并產生較強的地震各向異性，裂縫對振幅隨方位角變化特征的影響會隨偏移距的增加而增加，較大的偏移距可使由裂縫引起的振幅隨方位角的變化變得明顯，因此，方位振幅隨偏移距變化屬性可用來檢測裂縫，而且含油氣的儲層裂縫密度越大，同一偏移距下振幅隨方位角的變化就越大。

提取疊前不同方位角各向異性差異屬性，并在儲集層定量刻畫的框架約束下可得到方位各向異性裂縫檢測數據體，再結合裂縫正演模擬確定的裂縫發育程度與各向異性差異的定量關系，從而實現工區內裂縫發育程度的定量預測(圖3)，并將裂縫預測結果劃分為3個級別：當地震差異值大于0.6時，為裂縫發育儲集層；當地震差異值在0.2～0.6之間時，為裂縫儲集層范圍；當地震差異值小于0.2時，為非儲集層及致密層。

圖3 基于各向異性屬性預測的錦州25-1南油田裂縫儲層平面分布

2 整合多尺度信息雙重介質三維地質建模技術

裂縫是變質巖儲層的重要滲流通道，其中起主導作用的是大尺度構造縫、小尺度裂縫和一些未充填的微裂縫。但微裂縫延伸距離短、密度大且產狀極不規則，無法建立其空間幾何模型，因此在裂縫三維地質建模過程中將微裂縫和孔隙一起當成基質來處理。

通過離散裂縫網絡的形式對裂縫滲流能力進行定量描述，采用裂縫密度三維定量化表征結果和地應力場模擬得到的裂縫方位分布趨勢作為約束條件對裂縫片的方位、幾何形態、分布進行三維定量化描述；然后將大、小2種尺度裂縫融合在一起構成變質巖裂縫儲集體分布模型；最后通過動態的試井模擬與分析對模型進行動態校正，從而得到符合地下流體流動特征的地質模型。這里所說的對模型的動態校正，主要是通過生成不同長度的裂縫片得到其等效后的裂縫參數場，然后與實際試井解釋獲得的裂縫儲層滲透率和裂縫平均開度的乘積進行對比，如此反復校驗，直到所建立的裂縫網絡模型與油藏實際動態一致(圖4)。目前該模型已成功用于錦州25-1南油田油藏數值模擬研究，單井含水擬合成功率超過90%。

圖4 裂縫網絡模型動態校正過程

3 水平井頂底交錯立體注采開發技術

綜合考慮錦州25-1南油田潛山裂縫具有“似層狀”分布特點、優勢裂縫發育方向為NE向及中高角度發育的特點，建立了潛山油藏水平井立體注采數值模型，開展了潛山油藏水平井頂底交錯立體注采開發技術研究，包括開發井井型優化、水平段方位與裂縫走向配置優化、井網形式優化及生產井避水高度優化,見表1。

研究結果表明：將水平采油井部署在“似層狀”分布的裂縫發育帶，水平注水井交錯部署在潛山內幕帶油水界面處，從而形成“底部注水、頂部采油、底水托進”的開發新模式。水平井立體注采模式優勢在于可以充分利用潛山內幕帶裂縫不發育的特點和油水重力分異作用盡量延緩水平井見水時間，最大程度地提高油井無水采油期，改善了變質巖潛山塊狀弱底水雙重介質油藏的開發效果。

表1 錦州25-1南油田潛山裂縫油藏水平井數值模擬優化結果

Table 1 Optimized results of horizontal well numerical simulation in JZ 25-1S buried hill fracture reservoir

4 基于見水模式的穩油控水技術

分析認為，目前的技術和手段對潛山裂縫油藏井點裂縫預測較為準確，但對井間裂縫的精細表征存在較大困難，因此采取了利用生產井的生產動態響應來推測井間裂縫認識的做法(圖5)，即建立典型的機理模型，利用正演思路形成一系列不同裂縫發育條件下的生產動態響應圖版——水油比及水油比導數(WOR/WOR’)特征圖版(表2)；然后根據實際生產井的動態資料來判斷見水模式，進而推測地質情況。由表2可以看出，潛山裂縫油藏水平井大體分為線狀見水、點狀見水、裂縫突進型見水及復合型見水等4種模式。

S18井為錦州25-1南油田一口采油井，生產一段時間后開始見水，通過對比見水診斷圖版判斷其見水模式為裂縫突進型(圖6)。考慮到潛山弱底水的特征，認為該井見水是注入水沿裂縫突進，故關閉注水井進行流場調控。圖7為S18井井組注采曲線，可以看出，關閉注水井后S18井含水率得到了有效控制，產油量得到回升，實現了穩油控水。

圖5 利用生產動態響應反推地質認識

表2 錦州25-1南油田潛山裂縫油藏4種典型單井水淹模式(WOR/WOR’特征判別法)

圖6 錦州25-1南油田S18井見水診斷

圖7 錦州25-1南油田S18井井組注采曲線

S36H井為錦州25-1南油田一口水平采油井，生產一段時間后開始見水，通過對比見水診斷圖版判斷其見水模式為復合型(圖8)，即先單點見水，而后發展為整體見水。分析認為該井位于潛山低部位，油井見水后隨著動態油水界面的上升，極易發展為整體水淹,這種情況下采取常規措施(卡、堵水等)效果不理想，可考慮側鉆至高部位來實現穩油控水。

據統計，通過上述一系列技術的應用，錦州25-1南油田潛山油藏累增油量達到179.4萬m3,預計采收率可達到25.9%。

圖8 錦州25-1南油田S36H井見水診斷

5 結束語

錦州25-1南油田潛山油藏的整體開發在渤海尚屬首次，油田儲層裂縫成因復雜,儲層非均質性強，裂縫分布情況準確預測難度大。通過多專業結合建立了一套潛山裂縫儲層預測技術及油藏高效開發技術體系，并在錦州25-1南油田潛山油藏開發實踐中取得了良好應用效果，從而可為其他類似油田開發提供借鑒經驗。

[1] 周心懷,項華,于水,等.渤海錦州南變質巖潛山油藏儲集層特征與發育控制因素[J].石油勘探與開發,2005,32(6)：17-20.

Zhou Xinhuai,Xiang Hua,Yu Shui,et al.Reservoir characteristics and development controlling factors of JZS Neo-Archean metamorphic buried hill oil pool in Bohai Sea[J].Petroleum Exploration and Development,2005,32(6):17-20.

[2] 宋柏榮,胡英杰,邊少之,等.遼河坳陷興隆臺潛山結晶基巖油氣儲層特征[J].石油學報,2011,32(1):77-82.Song Bairong,Hu Yingjie,Bian Shaozhi,et al.Reservoir characteristics of the crystal basement in the Xinglongtai buried-hill,Liaohe Depression[J].Acta Petrolei Sinica,2011,32(1):77-82.

[3] 陳建波,張占女,鄭浩,等.潛山裂縫型油藏井網模式優化及開發實踐：以渤海海域JZ25-1S油藏為例[J].中國海上油氣，2015，27(3):66-72.DOI:10.11935/j.issn.1673-1506.2015.03.010.

Chen Jianbo,Zhang Zhannv,Zheng Hao,et al.Optimization of well pattern for buried hill fractured reservoirs and development practice:a case study of JZ25-1S oilfield in Bohai sea[J].China Offshore Oil and Gas,2015，27(3)：66-72.DOI:10.11935/j.issn.1673-1506.2015.03.010.

[4] 項華,周心懷,魏剛,等.渤海海域錦州25-1南基巖古潛山油氣成藏特征分析[J].石油天然氣學報(江漢石油學院學報)，2007，29(5)：32-35.

Xiang Hua,Zhou Xinhuai,Wei Gang,et al.Paleao-buried hill hydrocarbon accumulation characteristics of Jinzhou block nan 25-1 in Bohai area[J].Journal of Oil and Gas Technology(J.JPI),2007,29(5):32-35.

[5] 柏松章,唐飛.裂縫性潛山基巖油藏開發模式[M].北京：石油工業出版社,1997.

[6] 袁士義.裂縫性油藏開發技術[M].北京：石油工業出版社,2004.

[7] 李迎環.應用水平井技術提高潛山油藏開發效果[J].斷塊油氣田,2009,16(2):75-76.

Li Yinghuan.Application of horizontal well in improving development effect of buried hill reservoir[J].Fault-Block Oil&Gas Field,2009,16(2):75-76.

[8] 吳畏.蘇德爾特油田潛山油藏數值模擬研究[J].特種油氣藏,2011,18(2):82-84.

Wu Wei.Numerical simulation of the buried hill reservoir in the Sudeerte oilfield[J].Special Oil and Gas Reservoirs,2011,18(2):82-84.

[9] 肖淑蓉,張躍明.遼河盆地基巖潛山油藏裂縫型儲層特征[J].中國海上油氣(地質),2000,14(2):108-111.

Xiao Shurong,Zhang Yueming.Fractured reservoirs of buried-hill basement in Liaohe basin[J].China Offshore Oil and Gas(Geology),2000,14(2):108-111.

[10] 吳佳貴,李壽勛.一個小型碳酸鹽巖潛山油藏動態特征[J].中國海上油氣(地質),1994,8(3):191-195.

Wu Jiagui,Li Shouxun.Characteristic of a small buried hill type carbonate reservoir behavior[J].China Offshore Oil and Gas(Geology),1994,8(3):191-195.

[11] 童凱軍,趙春明,呂坐彬,等.渤海變質巖潛山油藏儲集層綜合評價與裂縫表征[J].石油勘探與開發,2012,39(1):56-63.

Tong Kaijun,Zhao Chunming,Lyu Zuobin,et al.Reservoir evaluation and fracture characterization of the metamorphic buried hill reservoir in Bohai Bay[J].Petroleum Exploration and Development,2012,39(1):56-63.

(編輯：楊 濱)

Research and practice of efficient development technology of metamorphic buried hill fracture reservoir

Luo Xianbo Li Yunpeng Ge Lizhen Zhu Zhiqiang Zhang Linlin Zheng Hao Lyu Zuobin

(TianjinBranchofCNOOCLtd.,Tianjin300452,China)

Taking Jinzhou 25-1S buried hill oilfield in the Bohai sea as the study area, a set of buried hill fracture reservoir prediction technology and efficient development technology are established by multi-discipline integration, including using pre-stack S-wave impedance and azimuth anisotropy difference properties to quantitatively predict buried hill fracture reservoir based on offshore narrow-azimuth seismic data. On this basis, multi-scale information is integrated and a 3D geological model of the oilfield is established. The well pattern, position and injection-production parameters of the buried hill reservoir are optimized with numerical simulation, and the staggered injection-production development mode of horizontal well in offshore metamorphic buried hill is formed. In the oilfield production, water breakthrough law is summarized, and the technology of stabilizing oil production and controlling water is formed. With the application of these technologies, the oil increment of Jinzhou 25-1S buried hill reservoir comes to 179.4×104m3, and the prediction recovery can reach to 25.9%.

Bohai sea; Jinzhou 25-1S oilfield; buried hill fracture reservoir; reservoir prediction; efficient development; horizontal well

羅憲波，男，高級工程師，2005年畢業于原西南石油學院油氣田開發工程專業，獲博士學位，現主要從事油氣田開發工程方面的研究工作。地址：天津市濱海新區渤海石油研究院(郵編：300452)。E-mail：luoxb@cnooc.com.cn。

1673-1506(2016)03-0091-06

10.11935/j.issn.1673-1506.2016.03.013

TE33

A

2015-11-21 改回日期：2016-01-19

*“十二五”國家科技重大專項“海上油田叢式井網整體加密及綜合調整油藏工程技術示范(編號：2011ZX05057-001)”部分研究成果。

羅憲波,李云鵬，葛麗珍,等.變質巖潛山裂縫油藏高效開發技術研究與實踐[J].中國海上油氣，2016,28(3)：91-96.

Luo Xianbo,Li Yunpeng,Ge Lizhen,et al.Research and practice of efficient development technology of metamorphic buried hill fracture reservoir [J].China Offshore Oil and Gas,2016,28(3):91-96.