CN104100246A - 多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法，该方法包括：步骤1，根据直井井斜判别的标志，直井井斜进行预测和校正；步骤2，在井斜校正的基础上，井震结合，确定断棱的平面位置和断层的形态；步骤3，在剩余油精细描述基础上，在技术政策界限指导下，设计贴近断棱的水平井，控制剩余油富集区；以及步骤4，在原始油水边界外部署水井，大排量注水。该多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法可高效控制剩余油富集区，提高水驱控制储量和水驱波及，技术理念先进、应用简便，为停产厚层断块油藏重新动用提供技术支持。

Description

多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法

技术领域

本发明涉及复杂断块油藏特高含水期提高水驱采收率领域，特别是涉及到一种多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法。

背景技术

断块油藏动用地质储量15.3亿吨（占胜利油田35.4%）；年产油804万吨（占胜利油田29.5%），是油区重要的油藏类型，目前含水高（91.2%），新区投入少，储采失衡问题突出。如何大幅度提高老区采收率、保持剩余可采储量保有量的规模，成为断块油藏开发面临的主要问题。断块油藏类型多样，厚油层断块油藏具有单层厚度大、储量大的地质特点，由于开发时间长，直井由于高含水停产多年，目前油藏处于高采出程度，基本弃置的开发阶段，油藏经过多年油水重新运移后，在高部位剩余油二次富集，但是含油条带窄，断层一线剩余油富集区含油条带仅30-50m，常规水平井无法正常开发的难点；另外，由于注水方式经历初期边缘注水、中后期水井内迁转成腰部注水的过程，特高含水期腰部和边部储量失控、目前仍然具有较多剩余油的特点，因此迫切需要采用新的技术方法重新开发油藏，进一步提高采收率。为此我们发明了一种新的多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法，在断棱精细刻画和剩余油描述基础上，利用贴近断棱的水平井高效控制高部位窄条带剩余油富集区，并通过边外大排量注水保持较高的压力保持水平，提高水驱波及，实现多年停产的厚层断块油藏重新动用、高效开发。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：

多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法，该多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法包括：步骤1，根据直井井斜判别的标志，直井井斜进行预测和校正；步骤2，在井斜校正的基础上，井震结合，确定断棱的平面位置和断层的形态；步骤3，在剩余油精细描述基础上，在技术政策界限指导下，设计贴近断棱的水平井，控制剩余油富集区；以及步骤4，在原始油水边界外部署水井，大排量注水。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，依据油藏矿场研究实践，总结出了地层构造线变化突兀、断棱形态扭曲、油水边界线突变以及断层面变化趋势突兀4种直井井斜判别的标志。

在步骤1中，在直井井斜判别模式预测辅助的基础上，根据直井井斜产生机理，计算研究断块地层倾角，借鉴取心井的岩性分析等，结合三维地震解释对直井井斜进行预测，通过后期一些直井测陀螺验证。

在步骤2中，通过测井资料、地震资料和地质模型，层面、断面精细刻画，以及交汇厘定断棱位置和形态。

在步骤2中，以三维地质建模软件为平台，利用断点数据约束地震解释断层面得到合理的断层模型，利用井点分层数据约束地震解释顶面构造生成目的层的顶面构造，将断层模型与目的层顶面构造交汇，确定断棱的平面位置和断层的形态。

在步骤3中，利用数值模拟手段，预测动态水锥的变化。

在步骤3中，厚油层停产后已形成的水锥形态由于重力分异作用会发生变化，采用油藏工程方法和渗流力学理论结合数值模拟方法建立底水油藏直井水锥的理论表达公式：

$f\left(r\right)=(a_1+a_2{e}^{{-a}_3{r}^2})/\cos \mathrm{\θ}$

其中

$a_1=\frac{1}{2}(h+h_b)-a_2$

$a_2={0.724h}_b-506.493\frac{{\mathrm{\Δ\ρ}}_{\mathrm{wo}}}{\mathrm{hL}\ln {\mathrm{\μ}}_r}+6.776$

$a_3=\frac{8.83\×{10}^{-3}}{h_b}+\frac{{1.25K}_v/K_h}{L}-8.14\×{10}^{-4}$

式中

θ--地层倾角，°；

a₁、a₂、a₃--系数；

△ρ_wo--油水密度差，kg/m³；

μ_r--油水粘度比；

L--井距，m；

h--油层厚度，m；

h_b--避射高度，m；

K_v--垂向渗透率，μm²；

K_b--水平渗透率，μm²；

于是，当油井停产后，由于重力作用，水锥形态会发生变化，将会出现回落，根据达西定律，其回落速度可以表示为：

$v_{w\⊥}=\frac{K_v{K}_{\mathrm{rw}}}{{\mathrm{\μ}}_w}{\mathrm{\ρ}}_{w}g$

因此，水锥回落时间则可表示为

$t\left(r\right)=\frac{(a_1+a_2{e}^{{-a}_3{r}^2})/\cos }{v_{w\⊥}}$

式中

f(r)、t(r)--半径r处的水锥回落厚度、时间，m、s；

由于水锥回落，厚层断块油藏停产多年后的剩余油分布呈平面“窄条带”、纵向“倒三角”的特点。

在步骤4中，改变常规注水方式，变腰部注水为边外注水、变小井距为大井距注水、变控制注水为强化注水，实现增加油藏水驱控制储量、有效补充能量、扩大水驱波及、减缓边水舌进和底水锥进。

在步骤4中，采用低注高采、双向错对排状注采井网，边外注水，0.8-1.2倍原始地层压力，注采比为1.0的工作制度，建立“近刚性驱动”的水驱油模式。

本发明中的多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法，是在井斜校正、断棱精细刻画和剩余油精细描述的基础上，通过设计贴近断棱的水平井，高效控制剩余油富集区，并在边外强化注水，提高水驱控制储量和水驱波及，技术理念先进、应用简便。本发明中的多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法，通过变腰部注水为边外注水，增加油藏水驱控制储量；在边外大排量注水，保持较高的压力水平，有效补充能量；边外注水的边水驱动油藏水线推进均匀，体积波及系数大；边外注水可以减缓边水舌进和底水锥进。

附图说明

图1为本发明的多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法的一具体实施例的流程图；

图2-5为本发明的4种直井井斜判别的标志示意图；

图6为本发明的一具体实施例中井震交汇断面图；

图7为本发明的一具体实施例中井震约束砂体顶面图；

图8为本发明的一具体实施例中断面与顶面交汇断棱立体图；

图9为本发明的一实施例中某一矿区1995年的水锥模拟图；

图10为本发明的一实施例中某一矿区2008年的水锥模拟图；

图11为本发明的一具体实施例中边外注水图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法的一具体实施例的流程图。

在步骤101，根据直井井斜判别的标志，直井井斜进行预测和校正。首先在直井井斜判别模式预测辅助的基础上，根据直井井斜产生机理，计算研究断块地层倾角，借鉴取心井的岩性分析等，结合三维地震解释对直井井斜进行预测，通过后期一些直井测陀螺验证。依据油藏矿场研究实践，总结出了地层构造线变化突兀、断棱形态扭曲、油水边界线突变以及断层面变化趋势突兀4种直井井斜判别的标志。图2为本发明的一具体实施例中直井井斜地层构造线变化突兀示意图；图3为本发明的一具体实施例中直井井斜断棱形态扭曲示意图；图4为本发明的一具体实施例中直井井斜湖水边界线突变示意图；图5为本发明的一具体实施例中直井井斜断层变化趋势突兀示意图，图2到图5形成了判别与预测模式图，利用这些图示进行直井井斜判别模式预测，在此基础上，根据直井井斜产生机理，计算研究断块地层倾角，借鉴取心井的岩性分析等，结合三维地震解释对直井井斜进行预测，通过后期一些直井测陀螺验证。流程进入到步骤102。

在步骤102，在井斜校正的基础上，井震结合，确定断棱的平面位置和断层的形态。通过测井资料、地震资料和地质模型，层面、断面精细刻画，以及交汇厘定断棱位置和形态。水平井贴近断层设计可增加控制地质储量，将水平井贴近距断层10m设计，与距断层30m相对比，可增加控制储量0.3661万吨。以三维地质建模软件为平台，利用断点数据约束地震解释断层面得到合理的断层模型，利用井点分层数据约束地震解释顶面构造生成目的层的顶面构造，将断层模型与目的层顶面构造交汇，确定断棱的平面位置和断层的形态。图6为本发明的一具体实施例中井震交汇断面图；图7为本发明的一具体实施例中井震约束砂体顶面图；图8为本发明的一具体实施例中断面与顶面交汇断棱立体图，在图6到图8中，通过测井、地震、模型三者交融，实现断棱位置和形态的三维精细刻画。流程进入到步骤103。

在步骤103，在剩余油精细描述基础上，在技术政策界限指导下，设计贴近断棱的水平井，控制剩余油富集区。利用数值模拟手段，预测动态水锥的变化。厚油层停产后已形成的水锥形态由于重力分异作用会发生变化，由于水锥回落，厚层断块油藏停产多年后的剩余油分布呈平面“窄条带”、纵向“倒三角”的特点，可以满足水平井设计的所需的物质基础。

厚油层停产后已形成的水锥形态由于重力分异作用会发生变化，采用油藏工程方法和渗流力学理论结合数值模拟方法建立底水油藏直井水锥的理论表达公式：

$f\left(r\right)=(a_1+a_2{e}^{{-a}_3{r}^2})/\cos \mathrm{\θ}$

其中

$a_1=\frac{1}{2}(h+h_b)-a_2$

$a_2={0.724h}_b-506.493\frac{{\mathrm{\Δ\ρ}}_{\mathrm{wo}}}{\mathrm{hL}\ln {\mathrm{\μ}}_r}+6.776$

$a_3=\frac{8.83\×{10}^{-3}}{h_b}+\frac{{1.25K}_v/K_h}{L}-8.14\×{10}^{-4}$

式中

θ--地层倾角，°；

a₁、a₂、a₃--系数；

△ρ_wo--油水密度差，kg/m³；

μ_r--油水粘度比；

L--井距，m；

h--油层厚度，m；

h_b--避射高度，m；

K_v--垂向渗透率，μm²；

K_b--水平渗透率，μm²；

于是，当油井停产后，由于重力作用，水锥形态会发生变化，将会出现回落。根据达西定律，其回落速度可以表示为：

$v_{w\⊥}=\frac{K_v{K}_{\mathrm{rw}}}{{\mathrm{\μ}}_w}{\mathrm{\ρ}}_{w}g$

因此，水锥回落时间则可表示为

$t\left(r\right)=\frac{(a_1+a_2{e}^{{-a}_3{r}^2})/\cos \mathrm{\θ}}{v_{w\⊥}}$

式中

f(r)、t(r)--半径r处的水锥回落厚度、时间，m、s。

由于水锥回落，厚层断块油藏停产多年后的剩余油分布呈平面“窄条带”、纵向“倒三角”的特点。

图9为本发明的一实施例中某一矿区1995年的水锥模拟图，在图中，水锥高度25m，水锥半径175m。图10为本发明的一实施例中某一矿区2008年的水锥模拟图，在图中，水锥高度17m，分异后含油饱和度0.67。从图9和图10可知，利用数值模拟，确定水锥多年的变化回落范围。流程进入到步骤104。

在步骤104，在原始油水边界外部署水井，采用较大的注水量强化注水。改变常规注水方式，变腰部注水为边外注水、变小井距为大井距注水、变控制注水为强化注水，实现增加油藏水驱控制储量、有效补充能量、扩大水驱波及、减缓边水舌进和底水锥进。在一实施例中，低注高采、双向错对排状注采井网为最佳井网形式，边外注水，0.8-1.2倍原始地层压力，注采比为1.0的工作制度，建立“近刚性驱动”的水驱油模式。图11为本发明的一具体实施例中边外注水图，在原始油水边界外部署水井两口，在边外强化注水。流程结束。

在应用本发明的一具体实施例中，断块小层1含油面积0.631km²，有效厚度25.1m，储量104×10⁴t，岩性主要为厚层反韵律细-粉砂岩夹灰质粉砂岩、泥岩等。分选中等，粒度中值一般在0.12-0.26mm，孔隙度在24—31%，平均27%。平均空气渗透率1895×10^-3μm²。均质程度中等。该小层总计油井7口，转注井1口，开井0口，总水井3口，开井1口，累计采油53.7万吨，采出程度51.68%。该小层2005年6月至2009年12月，无井生产，储量失控，打井之前油藏停产4年，呈废弃状态。

在剩余油精细研究和水锥描述的基础上，设计贴近断棱的水平井，并在边外采用交错井网注水，注采井距400米，高效控制储量。水平井完钻后，钻遇油层135米，A靶距断棱15.1米，B靶距断棱4.8米，断棱位置由钻遇断层的2口老井验证。该水平井目前含水稳定在84%，已累产油12468吨，实现了该厚层断块油藏重新高效开发，已经提高采出程度1.2%，取得非常好的效果。

Claims (9)

1.多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法，其特征在于，该多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法包括：

步骤1，根据直井井斜判别的标志，直井井斜进行预测和校正；

步骤2，在井斜校正的基础上，井震结合，确定断棱的平面位置和断层的形态；

步骤3，在剩余油精细描述基础上，在技术政策界限指导下，设计贴近断棱的水平井，控制剩余油富集区；以及

步骤4，在原始油水边界外部署水井，大排量注水。

2.根据权利要求1所述的多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法，其特征在于，在步骤1中，依据油藏矿场研究实践，总结出了地层构造线变化突兀、断棱形态扭曲、油水边界线突变以及断层面变化趋势突兀4种直井井斜判别的标志。

3.根据权利要求1所述的多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法，其特征在于，在步骤1中，在直井井斜判别模式预测辅助的基础上，根据直井井斜产生机理，计算研究断块地层倾角，借鉴取心井的岩性分析等，结合三维地震解释对直井井斜进行预测，通过后期一些直井测陀螺验证。

4.根据权利要求1所述的多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法，其特征在于，在步骤2中，通过测井资料、地震资料和地质模型，层面、断面精细刻画，以及交汇厘定断棱位置和形态。

5.根据权利要求1所述的多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法，其特征在于，在步骤2中，以三维地质建模软件为平台，利用断点数据约束地震解释断层面得到合理的断层模型，利用井点分层数据约束地震解释顶面构造生成目的层的顶面构造，将断层模型与目的层顶面构造交汇，确定断棱的平面位置和断层的形态。

6.根据权利要求1所述的多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法，其特征在于，在步骤3中，利用数值模拟手段，预测动态水锥的变化。

7.根据权利要求6所述的多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法，其特征在于，在步骤3中，厚油层停产后已形成的水锥形态由于重力分异作用会发生变化，采用油藏工程方法和渗流力学理论结合数值模拟方法建立底水油藏直井水锥的理论表达公式：

$f\left(r\right)=(a_1+a_2{e}^{{-a}_3{r}^2})/\cos \mathrm{\θ}$

其中

$a_1=\frac{1}{2}(h+h_b)-a_2$

$a_2={0.724h}_b-506.493\frac{{\mathrm{\Δ\ρ}}_{\mathrm{wo}}}{\mathrm{hL}\ln {\mathrm{\μ}}_r}+6.776$

$a_3=\frac{8.83\×{10}^{-3}}{h_b}+\frac{{1.25K}_v/K_h}{L}-8.14\×{10}^{-4}$

式中

θ--地层倾角，°；

a₁、a₂、a₃--系数；

△ρ_wo--油水密度差，kg/m³；

μ_r--油水粘度比；

L--井距，m；

h--油层厚度，m；

h_b--避射高度，m；

K_v--垂向渗透率，μm²；

K_b--水平渗透率，μm²；

于是，当油井停产后，由于重力作用，水锥形态会发生变化，将会出现回落，根据达西定律，其回落速度可以表示为：

$v_{w\⊥}=\frac{K_v{K}_{\mathrm{rw}}}{{\mathrm{\μ}}_w}{\mathrm{\ρ}}_{w}g$

因此，水锥回落时间则可表示为

$t\left(r\right)=\frac{(a_1+a_2{e}^{{-a}_3{r}^2})/\cos \mathrm{\θ}}{v_{w\⊥}}$

式中

f(r)、t(r)--半径r处的水锥回落厚度、时间，m、s；

由于水锥回落，厚层断块油藏停产多年后的剩余油分布呈平面“窄条带”、纵向“倒三角”的特点。

8.根据权利要求1所述的多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法，其特征在于，在步骤4中，改变常规注水方式，变腰部注水为边外注水、变小井距为大井距注水、变控制注水为强化注水，实现增加油藏水驱控制储量、有效补充能量、扩大水驱波及、减缓边水舌进和底水锥进。

9.根据权利要求8所述的多年停产厚层断块油藏的单层新化开发方法，其特征在于，在步骤4中，采用低注高采、双向错对排状注采井网，边外注水，0.8-1.2倍原始地层压力，注采比为1.0的工作制度，建立“近刚性驱动”的水驱油模式。