孤島油田中一區館1+2小砂體油藏高效開發模式研究

劉海成

(中石化勝利油田分公司勘探開發研究院,山東 東營 257015)

孤島油田中一區館1+2小砂體油藏高效開發模式研究

劉海成

(中石化勝利油田分公司勘探開發研究院,山東 東營 257015)

孤島油田中一區館1+2小砂體分布零散，現有井網儲量控制程度低，采收率低。基于理論測算及礦場實際，在砂體分類評價的基礎上，開展不同類型砂體開發對策研究，結合經濟評價，確定不同類型砂體的最佳開發模式。截至2015年10月共投產新井13口，其中油井7口，水井6口，新建產能1.76×104t，日油水平由調整前的124.1t增加到182.9t，日注水量由791m3增加到1263m3，綜合含水率下降2%，小砂體挖潛取得了較好的效果。研究結果為同類小砂體油藏的開發決策提供了有效指導。

小砂體；砂體類型；開發模式；孤島油田

孤島油田中一區館1+2砂體發育零散,呈現小、窄、薄的特點，目前的大部分砂體未動用，加強這部分儲量的動用，提高水驅控制程度[1]，對于穩定孤島油田產量、減緩遞減具有重要意義。

多位學者對小砂體的開發技術進行了相關研究，許洪東等[2]認為采用點狀注水完善單砂體注采系統能有效地提高窄小砂體油田水驅控制程度,改善開發效果；王端平等[3]提出采用多靶點跨塊定向井多油層合采,最大限度地提高儲量動用率；王賀強等[4]對親水砂巖油藏注水開發模式進行了研究，但均未對該類油藏的高效開發模式進行系統研究。筆者通過典型砂體開發技術政策界限優化的研究，建立了不同類型砂體高效開發模式，可對同類油藏的開發提供有效指導。

1 研究區概況

孤島油田中一區館1+2小砂體位于濟陽坳陷-沾化凹陷的東部，為一披覆背斜構造油氣藏。中一區館陶組屬河流相正韻律沉積，孔隙度高，滲透性好，儲層非均質性強，巖性以細砂巖為主，膠結類型為孔隙接觸式，膠結疏松，易出砂。油藏含油面積3.64km2，油藏埋深1350m，地質儲量450×104t。

該區塊1982年投產，利用下層系報廢井上返實施彈性開發。天然能量弱，初期含水低，地層虧空嚴重。1994年轉水驅開發，利用老井注水補充地層能量。注水見效快，壓力恢復快，后期由于井網不完善，水驅控制程度差，地層出砂嚴重，含水上升快，開發效果變差。其中動用砂體11個，儲量299×104t，占66.4%。儲量動用率低，已動用主力砂體16-13井區館27小層井網不完善，水驅控制程度差，因此有必要對區塊的砂體進行分類評價，改善水驅開發效果。

2 砂體劃分標準及分類評價

2.1 砂體分類標準的確定

中一區館1+2單元一直沒有形成完善的井網，因此根據經濟極限井網密度公式計算，在油價為70美元/桶的情況下，該塊經濟極限井網密度為9.3井/km2，此時計算合理油井距為232m，如果形成行列井網或五點法井網，能形成一注一采最小面積為0.1km2(圖1)。如果形成一注三采九點面積井網(圖2)，最小面積井網需要的面積是0.2km2。

圖1 正對行列井網 圖2 反九點注采井網

技術井網：借用中一區館3單元非均相復合驅先導試驗區中實際井網來看，井距較小。中一區館3單元原井網形式為270m×300m的行列井網，先導試驗區通過加密調整，老水井間加密油井，老油井間加密水井，排間加密一排新井，由原南北向流線轉變為東西向流線，井距由270m×300m調整為150m×135m。依據先導試驗區的井距計算，形成一注一采最小面積為0.04km2。

根據以上經濟井距與技術井距綜合分析，從面積上將該塊劃分為4類砂體進行研究，分別為：①面積小于0.04km2的砂體；②面積在0.04～0.1km2之間的砂體；③面積大于0.1～0.2km2的砂體；④面積大于0.2km2的砂體。

2.2 砂體分類評價

在砂體分類的基礎上，對該塊砂體進行綜合評價。從分類結果看，半數砂體面積小，儲量小，而面積較大砂體個數少，但儲量所占比重大。

面積小于0.04km2的砂體57個，占總砂體個數的將近一半(47.9%)，儲量占總儲量的4.9%；砂體面積大于0.2km2的砂體只有16個，占總砂體個數的13.4%，儲量大，占總儲量的75.5%。

在相同面積下，按照砂體儲量大小對砂體進一步進行分類評價。

從面積小于0.04km2的砂體分類看，該類砂體儲量基本上都比較小，集中在小于1.5×104t的范圍內，該類砂體不能形成注采關系，可考慮采用單井注水吞吐[5，6]開發。面積在0.04～0.1km2之間的砂體中，少部分砂體儲量相對較大；其中儲量小于1.5×104t的砂體24個，占該類砂體總數的75%，儲量占48.2%。儲量在1.5×104～3.0×104t之間的砂體7個，占該類砂體總數的21.9%，儲量占37.2%，該類砂體部分能形成注采關系。面積在0.1～0.2km2之間的砂體個數少，儲量在1.5×104～3.0×104t、大于3.0×104t兩個區間內，砂體數量占78.6%，儲量占94.1%，該類砂體部分能形成注采關系。面積大于0.2km2的砂體有16個，儲量339.4×104t，這類砂體普遍能形成注采關系。

3 砂體高效開發模式研究

表1 典型砂體模型參數表

3.1 典型砂體模型的建立

圖3 孤島油田老區新井經濟極限累油圖版

根據砂體分類標準，選取典型砂體開展開發模式研究，砂體基本參數見表1。

通過經濟評價計算，油價為70美元/桶條件下，孤島油田老區新井直井經濟極限累計產油量為2712t，水平井新井經濟極限累計產油量為3640t(圖3)。通過數值模擬預測投資回收期(6年)內累計產油量以優選最佳開采方式。

不同類型砂體通過有效厚度(1、2、3、4、5m)、采液速度(5%、10%、15%、20%)、轉注時機(6、8、10MPa)、水平段長度(50、80、100m)、開采方式多因素多水平數值模擬研究，確定不同開采方式經濟技術政策界限及最佳開發模式。

3.2 不同類型砂體開發對策優化研究

對面積小于0.04km2的砂體，開展直井彈性開采、水平井彈性開采、直井注水吞吐開采優化研究，結果見圖4。由圖4可以看出該類砂體彈性開采無經濟效益；對直井注水吞吐開采，對轉注時機及有效厚度進行了優化研究，研究結果表明該類砂體有效厚度大于4m，直井注水吞吐可實現經濟有效動用。

對面積0.04～0.1km2的砂體，開展直井彈性開采、水平井彈性開采、直井注水吞吐、直井一注一采、直井注水平井采優化研究，結果見圖5。由圖5可見，厚度大于4m，儲量大于5.5×104t直井彈性開采才能獲得經濟效益，水平井彈性開采無經濟效益；厚度大于2m，儲量大于2.8×104t，直井一注一采、直井注水平井采均能獲得經濟效益。直井注水平井采，采液速度大于10%(水平井生產壓差0.8MPa)才能實現效益開發，但水平井采油一旦注水突破后，水平井含水率迅速上升，效果較直井一注一采差；直井注水吞吐的有效厚度界限為3m，儲量為3.2×104t，不同方式對比結果表明，直井一注一采效果最好。

圖4 不同開采方式累產油曲線(有效厚度5m) 圖5 不同開發方式累計產油量曲線

對面積0.1～0.2km2砂體，主要開展直井彈性開采、直井一注一采、直井一注兩采、直井一注三采、水平井彈性開采、直井注水平井采、水平井注采優化研究[7,8]，結果見圖6。可以看出，對該類砂體，直井一注兩采、一注三采均能獲得較好的開發效果，直井一注一采的投入產出比最高，是最優開發方式。

圖6 不同開采方式開發效果對比

圖7 不同方案含水率采出程度關系對比

對主力窄薄砂體開展完善井網[9,10]研究，以現有井網為基礎方案，設計井排垂直河道正對行列井網、井排平行河道井網、抽稀井網、面積井網4套井網完善方案開展對比研究，結果見圖7。數值模擬結果表明，井排垂直河道正對行列井網方案初始含水率低，井網完善程度高，后期含水率上升平緩，效果明顯優于其他設計方案，預測采收率為31.7%，較基礎方案提高采收率6.1%。研究結果匯總見表2。

4 調整效果分析

孤島油田中一區館1+2單元主力窄薄

砂體采用300m×200m行列式注采井網；單層發育的區域采用水平井挖潛，多層發育的區域采用直井開發兼顧其他小層。非主力小層采用一注一采、一注多采開發，共設計油井20口，水井10口，截至2015年10月共投產新井13口，其中油井7口，水井6口，新建產能1.76×104t，日油水平由調整前的124.1t增加到182.9t，日注水量由791m3增加到1263m3，綜合含水率下降2%，小砂體挖潛取得了較好的效果。

表2 不同類型砂體開發技術政策匯總表

5 結論

1)面積小于0.04km2的砂體無法形成注采井網，采用直井注水吞吐或“串糖葫蘆”開發能實現該類砂體的經濟動用。

2)面積0.04～0.1km2的砂體能建立注采井網系統，該類砂體一注一采能取得較好的開發效果。直井一注一采的有效厚度界限為2m，儲量界限為2.8×104t；厚度大于3m，儲量大于3.2×104t，可以采用直井注水吞吐、直井注水平井采、直井一注一采開發；厚度大于4m，儲量大于5.5×104t，直井彈性開采能獲得經濟效益，但采收率偏低。

3)面積0.1～0.2km2的砂體能建立注采系統，該類砂體可采用一注一采、一注兩采、一注三采開發。直井一注兩采開發的有效厚度界限為1.8m，儲量界限為3.35×104t；直井一注三采開發的有效厚度大于2.42m，儲量大于4.52×104t。對于窄薄砂體，水平井開發含水率上升快，不推薦采用水平井開發。

4)面積大于0.2km2的主力河道砂體，可部署完善井網，井排垂直河道正對行列井網初始含水率低，數值模擬預測含水率上升平緩，能取得較好的開發效果。

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[編輯] 黃鸝

2016-08-22

劉海成(1986-)，男，碩士，工程師，現主要從事特高含水期提高油藏采收率方面的研究，lhc_701@163.com。

TE345

A

1673-1409(2017)3-0043-05

[引著格式]劉海成.孤島油田中一區館1+2小砂體油藏高效開發模式研究[J].長江大學學報(自科版), 2017,14(3):43～47.