陡坡带砂岩油藏井网优化技术及应用探究

摘  要: 砂砾岩油藏通常由多期砂砾岩体叠置而成,岩体空间展布复杂,储层物性差､横向变化快,内部非均质性强,开发难度大｡A区域凹陷北部陡坡带砂砾岩油藏构造位于中央背斜北侧｡研究区块砂砾岩体油藏是A区域北部陡坡带典型的砂砾岩区块,属于多期碎屑流沉积物,水下快速堆积,横向变化快,储层埋深大(3140~3590m),发育43个连通体｡这些连通体多为宽度较窄的舌形形态,其中两个连通体解释为干层,41个是有流体储集的连通体,面积从0.17km2到3.54km2不等,有效厚度最小的只有0.8m,最大可达33.9m,单个连通体平均有效厚度10.1m,平均渗透率4.1×10-3μm2｡以研究区块储层地质特征为基础,研究适用于砂砾岩体油藏的注采井网配置优化方法,确定合理井距及注采井网配置,提高有效驱替,改善开发效果,对A区域北部陡坡带砂砾岩油藏的高效开发具有重要意义｡

关键词: 砂砾岩区块；注采井网；配置优化方法；接替开发

A区域北部陡坡带砂砾岩油藏由多期砂砾岩体叠置而成,砂体空间叠置关系复杂､储层物性差､非均质性强,单个连通体储量规模小,造成开发难度大,开发效果差｡以研究区块中深层砂砾岩体油藏的储层地质特征为基础,综合考虑连通体规模､储层物性及非均质性､沉积物源方向､地层主应力方向等因素,优化建立了井网形式､井距､井排方向及连通体组合开发方式等｡研究认为矩形五点注采井网为砂砾岩油藏注水开发有效井网形式,矩形井网短井排方向与地应力方向一致的方式部署井网,优选一套井网控制储量,接替开发｡研究成果应用于现场,取得了良好的开发效果｡

1砂砾岩体规模与物性双因素确定井网形式

形成有效的驱动是低渗透砂砾岩油藏开发的基础,合理的井距是建立有效驱动的根本｡砂砾岩油藏连通体的形态规模受沉积物源方向影响,不同沉积方向储层物性不同[5],因此在建立井网井距时需要综合考虑连通体规模及其物性｡研究区块特低渗透砂砾岩连通体多为舌形形态,顺物源方向延伸长度为0.5~2.2km,一般长度为1.0~1.5km;垂直物源方向延伸较窄,为0.10~0.55km,一般长度为0.3km左右(图1)｡物性变化也有相同的规律,顺物源方向渗透率变化较慢,渗透率变化梯度一般为0.5×10-3μm2/100m;而垂直物源方向,随着距离的延伸,渗透率会迅速降低,渗透率变化梯度一般为2.0~3.5×10-3μm2/100m｡依据研究区块有效连通体扇体规模及物性变化规律,进行双因素控制下的注采井网形式优化,共设计五点法､矩形五点法等6套注采井网开展优化研究｡对比6套井网15年开发效果,其中,矩形五点法注采井网开发效果最好,采出程度可达到25.4%,比其他井网形式高1.4~4.2个百分点｡因此,推荐矩形五点法注采井网为砂砾岩油藏注水开发部署井网形式｡综合考虑砂砾岩连通体非均质状况,利用渗流理论建立极限注采井距与储层渗透率关系图版,用于预测砂砾岩体注采井网合理技术井距(图2)

图1有效连通体延伸长度统计柱状图

图2极限注采井距与储层渗透率关系图版

根据计算结果,在平均渗透率4×10-3μm2的条件下,垂直物源方向渗透率变化梯度为(2~3)×10-3μm2/100m,则技术极限井距为90~110m,顺物源方向渗透率变化梯度为0.5×10-3μm2/100m,则技术极限井距为140~160m｡

2扇体发育方向与地应力方向双因素确定井排方向

低渗透砂砾岩油藏同时受地应力方向和砂体发育的影响,渗透率存在各向异性｡沿不同方向驱替水淹速度不同｡为了尽可能实现均衡驱替,提出了综合考虑扇体发育方向与地应力方向双因素来确定井排方向的方法｡由于研究区块沙四段深层特低渗透砂砾岩油藏连通体发育两个非均质方向,一个是物源方向(北西26°),另一个是地应力方向(北东60~70°),两个非均质方向呈近似90°角｡因此,在注采井网部署时,需同时考虑两个非均质性方向对注采流线的影响,设计不同注采井网方向的对比方案｡对比不同角度注采井网流线分布情况,可以看出,角度为0°,说明矩形井网短边方向与地层主应力方向一致时,流线波及范围最大,分布最均匀,波及系数为83%,其他三种井网方向波及系数分别为76%､67%和63%｡因此,推荐按矩形井网短井排方向与地应力方向一致的方式部署井网｡

3纵向连通体组合确保单井控制储量

一定的物质基础是一套井网开发取得经济效益的保证｡由于砂砾岩连通体储量规模大小不一,从单井控制储量出发,建立纵向连通体的有效组合方式｡计算研究区块沙四段深层砂砾岩体油藏不同油价下单井应该控制的经济合理地质储量(图3)｡在油价60$/bbl时,所对应的单井控制地质储量应该达到10.9×104t｡而在技术极限175m注采井距的矩形五点井网控制下,单个连通体每口井控制地质储量约为3.62×104t,可见单个连通体条件下的平均单井控制地质储量远远小于所需的单井经济控制地质储量｡厚层复杂叠置砂砾岩体油藏的主要特点为纵向叠置连通体多,一般单井可钻遇4~15个有效连通体,单井平均钻遇连通体厚度累积可达到157m,储量丰度高达245×104t/km2｡因此,可通过纵向有效连通体组合的方式来弥补单个连通体单井控制地质储量不足的矛盾,实现特低渗透砂砾岩体油藏的经济有效开发｡根据地质研究,部分纵向连通体间发育渗透能力极低或不渗透的渗流隔层,一般厚度为2~30m,选择厚度大于10m,且分布面积占含油面积80%以上的不渗流隔层作为连通体组合的划分界限,有利于保证连通体组合的开发效果｡对比统计得到研究区块发育的不渗流隔层共有3个,纵向可划分为1~4个连通体组合｡

图3 单井控制储量与油价关系曲线布

4矿场应用效果

研究区块2016年开始实施小井距注水｡截至2021年底,投产37口井｡结合井网部署优化分段加砂,改善注采剖面,增加了水驱控制程度,实现厚层砂砾岩水驱的有效动用｡通过优化井网,动液面由1154m上升到1390m,上升了236m;日产液量由99t提高到374t,提高了3.8倍;日产油量由57t提高到249t,提高了4.4倍;综合含水率从30.2%变为33.5%,基本稳定｡

5结论

(1)考虑扇体规模､物性双因素确定井网形式时,矩形五点注采井网为砂砾岩油藏注水开发有效井网形式｡(2)考虑扇体发育方向与地应力双因素确定井排方向时,推荐按矩形井网短井排方向与地应力方向一致的方式部署井网｡(3)采用纵向有效连通体组合的方式来弥补单个连通体单井控制地质储量的不足,优选一套井网控制储量,接替两次开发｡

参考文献

[1]顾玉君,申晓娟,吴爱红,等.泌阳凹陷南部陡坡带砂砾岩储层岩性识别研究[J].石油地质与工程,2020,23(2):40-72.

[2]应战江,苗勇,覃忠校,等.永北砂砾岩油藏水力压裂技术研究与应用[J].石油地质与工程,2014,28(1):115-117.