小型油藏产能建设模式研究

2007-11-15 07:57:00

    -:作者以孤东油田周边、深层26个复杂小型油藏为例,对其产能建设模式进行了研究。孤东油田针对这类小油藏储层变化快、储量规模小、品位差的不利情况,采取前期研究、效益优先、整体部署、分步实施、跟踪分析、及时调整、逐步完善的模式,用少量的井实现既能探明储量,又形成了较好的开发井网。小型油藏的产能建设是近年来开发中遇到较多的一个难题,一方面随着储量资源接替越来越难,小型油藏必须开发,另一方面,由于该类油藏储层变化快,储量规模小,勘探、开发风险很大,开发、投资效益没有保障。针对这种情况,作者以孤东油区“九五”以来进行产能建设的26个油藏为研究对象,总结归纳出小型油藏产能建设的一般模式。

    孤东油田属常规稠油、整装构造油田,储量探明程度已达90%,92.3%已探明储量得到动用,自1986年全面投入开发以来一直保持高速开发,累积产油6358×104t,可采储量采出84.5%,综合含水93.9%,资源接替严重不足。近年来,孤东油田一方面深入开展以三次采油为主的提高采收率工作,另一方面在老区周边、深层实施积极的滚动勘探,如孤深2井完钻井深4560m,陆续找到一批小油藏。这类小型油藏产能建设规模虽小,但积少成多,已在其中26个油藏建成51.5×104t/a产能。实现累积产油188.1×104t,方案符合率95%,产能建设达标率92%,多数小油藏能够连续稳产三年以上,而且目前日产油1078t,占孤东油区产量的14.6%,“九五”以来新区产能建设已经-成为名副其实的产能接替阵地。

    

    1油藏特点

    

    孤东油区周边新找到的小油藏总体呈储层变化快、储量规模小储量规模小、品位差的特点。孤东油区以整装构造油田为主[1],储量一次探明程度高,在勘探范围较小及动用程度很高情况下,10年来应用新技术,发展新理论,深化滚动勘探开发, 加强区带综合评价,寻找有利断块,加大三维地震资料目标处理力度,高精度三维地震、储层横向预测等新技术,通过老井复查、上层系更新井加深兼探深层等方法,新增探明含油面积16.9km2,探明地质储量2886×104t,探明地质储量增加10.7%,平均每年增加1.1%。找储量的难度越来越大,新增储量中稠油、薄层、深层、低渗透等Ⅲ类储量占72.0%。因而,这类油藏产能规模比较小,平均2.0×104t/a。小型油藏产能建设需要解决的主要难题是避免空井、减少低效井,用较少的钻井工作量,形成合理的井网,实现较好的开发效益。

    

    2前期研究

    

    在目前国际国内大环境以及自身条件制约下,孤东油区的产量运行压力一直很大,找到的新油藏中有85%在发现当年即完成产能建设。而这种时间紧、任务重、资料少的情况,无疑加大了产能建设的风险,况且小油藏储层变化快,预测难度大,出现空井、低效井的可能性很大。为此,孤东油区采取了五项保障措施:

    

    一是以外D-为主,100%录取三维地震并开展测井约束地震资料反演,描述储层。如垦东405油砂体经-反演描述落实,砂体呈北北东走向,分布面积6Km2左右,砂体顶面构造图上砂体向北变低,砂体厚度410m。在此基础上,绘制主力层微构造图,联井剖面图,进而绘制砂厚、效厚等值图。

    

    二是开发人员早期介入,加强勘探开发一体化研究,优选有利目标区。勘探开发一体化是国际石油公司普遍采用的惯用方式,实行勘探开发一体化,可以有效地降低资源的发现成本,缩短从油田发现到建成生产能力的周期,减少资源的闲置及投资沉淀。能够较好实现勘探与开发的有机结合,提交优质的探明储量,提高储量的动用率,有效控制未动用储量逐年较大幅度上升的趋势,提高勘探开发的整体效益。重点是从最新勘探成果中筛选出有经-济和开发价值的目标区,求取油藏参数、落实单井产能,提出开发设想。

    

    三是钻打开发准备井,从新老井比例看,26个产能块总井191口,其中探井及开发准备井44口,占23%。

    

    四是100%应用数值模拟及其它油藏工程方法优化产能方案设计。如垦东12块针对明化镇、馆陶组两套开发层系开展了布井方式、井网密度、合理注采井距、注水时机、经-济效益等因素先后模拟研究了27个方案。其过程相当于若干次开发实验,减少了油田开发盲目性,提高了科学决策水平。针对部分资料缺失的情况,允许参考同类型油藏数据,事实上,借鉴同类型油藏开发经-验是必不可少的。

    

    五是认真编制地质、油藏工程、钻采工程、地面工程以及经-济评估方案,实行采油厂有限公司-中石化三级审批制度,并印刷正式报告,确保方案质量。在报告名称上由原-来的某新区产能建设方案改为产能建设可行性报告,体现出求真务实的科学态度。同时坚持效益优先原-则,凡是经-济评估通不过的,一律不能列入产能建设计划。

    

    3滚动实施

    

    尽管新区产能建设方案经-过层层把关审批,具体实施过程中还是会暴露出许多新问题,如孤东281块单井钻遇油层7.9m,由于渗透率极低,仅1.96×10-3μm2,自然产能只有1.6t。为此,采取整体部署、分步实施、跟踪分析、及时调整、逐步完善的滚动开发程序。成熟一块,建设一块,力争用少量的井既能探明储量,又能形成较好的开发井网。如孤东二区西、垦东53等区块都是在产能建设过程中取得新发现,进而编制实施扩边方案,孤东65-13块馆下根据新资料落实储层情况,将7口直井方案优化调整为5口直井+1口水平井,在以油水同层为主的馆下段,成功钻打了孤东65-1井,钻遇油层227.8m,投产后日产油25.3t,含水5.2%。

    在工作中,尤其注意关键技术配套。一是应用水平井技术提高储量动用水平和开发效果。先后在3个小型油藏产能建设中钻打了6口水平井,投产初期平均单井日产液36.6t,单井日产油30.8t,含水15.8%。例如垦东401-2井开采馆上22,初期日产液35.8t,日产油34.6t,含水3.4%,连续330d日产油已保持30t以上,累产油1.08×104t。已设计待钻的大位移水平井——垦东4051井钻井进尺3288m,靶前位移和水平段均在1000m左右。二是注重工艺配套,提高难动用储量开发水平。如垦东53块平均地面原-油粘度6643mPa.s,蒸汽吞吐后平均单井日产油12.2t;孤东281块沙三段新井压裂后投产,平均单井日产油10.8t,是常规自然产能的9倍。三是海油陆采。如垦东401井区地面处于水深12m的海域。通过修筑进海路2.7km,以KD401井台为基础修筑84m×52m的人工岛1座,结合油砂体形态布井,在叠合有效厚度大于5m的范围内布井,钻打了直井1口、定向斜井7口、水平井1,井距300m左右,采用螺杆泵采油方式,井口为丛式井,井口和计量站均建在人工岛上,建成产能3.6×104t,累积产油4.29×104t。下步打算在垦东405和垦东12井区实施海油陆采,动用地质储量625×104t,新钻井27口,新建产能11×104t

    此外,通过加强部门D-作,实行项目化管理,强化运行,当年实际产油量比较多。如孤东七区南部东营组属稀油、边水、小断块油藏。预测含油面积0.37km2,石油地质储量30×104t。仅用3口井就建成了2.4×104t产能,并且实现当年产油2.39×104t3口井均获高产,单井日产油25.629.6t

    

    4效果评价

    

    评价小油藏产能建设成败的技术经-济指标有很多,其中比较重要的有以下10项:一是完成产能建设任务;二是无空井;三是经-济评价期内有效益;四是方案编制合理,井网动用储量程度高;五是高产高效井多,低产低效井少;六是配套技术完善,有较长的稳产期;七是能够获得较高的采收率;八是录取资料全准,为后续开发提供依据;九是时效性强,在规划时间内完成产能建设工作量,实现较多的产油量;十是采油速度较高。

    19962003年的8年间,孤东油区小油藏产能建设取得较好效果,方案符合率95%,产能建设达标率92%,而且多数小油藏能够连续稳产三年以上。在26个小油藏动用地质储量2521×104t,利用老井44口,设计新井150口,实际钻打146口,实施率97.3%。设计建产能50.3×104t,实际建成产能51.5×104t,实现累积产油188.1×104t。平均建成1×104t产能需打井3.8口。平均每年动用储量315×104t,钻井24口,建成产能6.4×104t;所有产能井均钻遇目的油层,达到设计要求的井数占96.5%;投产初期平均单井日产油9.6t,含水18%,单井日产油20.0t以上的高产高效井占21%,单井日产油低于5.0t的低效井占11%;平均单井控制地质储量13.2×104t,单井增加可采储量3.1×104t。产能建设投资10.09亿元人民币,完全成本10.76亿元,累积产油188.1×104t,销售收入26.42亿元,净收益5.57亿元。而且目前日产油1078t,占孤东油区产量的14.6%,“九五”以来新区产能建设已经-成为名副其实的产能接替阵地。

    在产能建设阶段,新、老井比较:新井147口、老井44口,新、老井比例为3.31;新井单井日产液24.9t,日产油分别为9.6t,含水61.4%。老井单井日产液25.2t,日产油分别为6.0t,含水76.2%。在产液量基本相同情况下,新井单井日产油比老井高3.6t,含水低14.8%。

    达不到产能指标要求的主要是储层条件变差,如孤东281块空气渗透率只有1.96×10-3μm2,尽管采取压裂投产,仍达不到设计要求。

    

    5问题讨论

    

    一是地层能量的补充及利用。

    小型油藏产能建设中采取常规注水开发的所占比例很小,目前只有4个小型油藏实施注水开发,注水开发单元一般利用天然能量开发1年左右,视地层能量下降情况适时转注。孤东281块沙三段采取压裂后投产,再转注水开发。8个小型油藏采取热采开发。其余13个小型油藏具有比较活跃的边、底水,依靠天然能量开发。

    

    二是井网的优化设计。

    26个小型油藏中多数产能规模比较小,多采用一套不规则井网。一般在构造高点布井、在有效厚度大于4.0m的区域布井、根据油砂体形态布井。一般采用300m井距,少数稠油块采用200m井距。一般采用经-验公式①确定井网密度[2],从孤东油区回归公式②看,单井控制地质储量13×104t左右。

    η=(0.698+0.16625lg(k/μo))e-0.00792(k/μ)-0.253×100/n

    J=0.0428N+3.3681,R=0.9359,样本数孤东油区26个小型油藏

    

    三是产能块的配产。从回归公式②看,可以用年产油能力乘以0.5的系数作为小型油藏产能配产。

    Ql=0.5409Qc+0.2945R=0.8146,样本数孤东油区26个小型油藏

    

    6结论及建议

    

    针对小油藏储层变化快、储量规模小、品位差的不利情况,建立并完善了“前期研究、效益优先、整体部署、分步实施、跟踪分析、及时调整”的新区产能建设模式。用少量的井实现既能探明储量,又形成了较好的开发井网。

    加大了井间地震、测井约束地震反演、数值模拟优化设计、水平井等新技术的发展和配套,加强勘探开发一体化,加快新区产能建设的节奏,提高新区产能建设开发水平。

    孤东油区储量一次探明程度高,在勘探范围较小及动用程度很高情况下,找储量的难度越来越大,新发现的小型油藏具有储层变化快、储量规模小的特点,同时又具有油层未动用、初产较高的优势。由于地面条件限制及油层发育的需要,客观上必须依靠水平井、大位移斜井等开采新技术,这就要求加强试油试采前期评价以及储层精细描述等前期研究,才能确保打出高效井,不断提高新区产能建设效益。

    符号注释:Pi-始地层压力,MPa;η最终采收率,%k有效渗透率,um2;μo地下原-油粘度,mPa.sn—井网密度,口/km2N小型油藏动用地质储量,104tJ钻井数,口;Ql小型油藏当年实际产油量,104tQc小型油藏实际建成年产油能力,104t。□

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