鄂尔多斯盆地长7段致密油合理开发方式探讨

鄂尔多斯盆地长7段致密油合理开发方式探讨

李忠兴;屈雪峰;刘万涛;雷启鸿;孙华岭;何右安

【摘要】鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7致密油储集层致密,孔隙结构复杂,孔隙度小,渗透率低,储集层微裂缝发育,地层压力系数低,采用丛式井网超前注水开发单井产量低,难以实现有效动用.以鄂尔多斯盆地A井区长7致密油为例,通过物质平衡理论计算、数值模拟方法研究以及矿场实践数据分析,认为水平井体积压裂后单井产量大幅度提高,但采用直井注水、水平井采油的联合井网开发,水平井见注入水风险大,见水比例达到65％;水平井衰竭式开发地层能量下降快,前期单井产量平稳,生产12个月后单井产量递减大,4个月单井产量累计下降50.3％.由此提出了水平井体积压裂后衰竭式开采,待地层能量不足时,运用注水吞吐采油的开发方式,致密油体积压裂水平井注水吞吐第1周期单井日产油量比吞吐前增加78.3％,注水吞吐采油取得初步效果.

【期刊名称】《石油勘探与开发》

【年(卷),期】2015(042)002

【总页数】5页(P217-221)

【关键词】致密油;体积压裂;开发方式;水平井;数值模拟;注水吞吐

【作者】李忠兴;屈雪峰;刘万涛;雷启鸿;孙华岭;何右安

【作者单位】中国石油长庆油田分公司;中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室;中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室;中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室;中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院;

低渗透油气田勘探开发国家工程实验室;中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院;

低渗透油气田勘探开发国家工程实验室

【正文语种】中文

【中图分类】TE348

致密油在北美地区得到了商业性的开发，给世界油气勘探开发带来了重大变革，正逐渐影响着世界能源供需的格局，也为鄂尔多斯盆地致密油的开发提供了可靠的借鉴[1]。随着三维地震、油藏精细描述、水平井开发、体积压裂与监测、“工厂化”作业等关键技术的进步，特别是体积压裂工艺的突破，国内外致密油气单井产量大幅攀升[2-6]。一个油藏的成功开发，不仅要考虑初期单井产量，同时要兼顾持续

稳产能力，提高最终采收率。国内外学者对低渗透油藏常规压裂油井合理开发方式已经做了很多研究[7-9]，但对水平井体积压裂工艺下致密油开发方式的研究仍然

较少。笔者以鄂尔多斯盆地A井区长7致密油为例，对水平井体积压裂条件下的

致密油合理开发方式进行探讨。

鄂尔多斯盆地A井区位于伊陕斜坡西南部，长7段沉积期整体呈向西倾斜的平缓

单斜构造，地层倾角为0.5°，局部发育微弱鼻状构造，鼻轴长50～60 km，宽

5～6 km[10]，主要发育三角洲前缘水下分流河道微相。A井区长7致密油储集层为陆相碎屑岩，岩性复杂，以细砂岩为主，储集层有效厚度平均为10 m左右，储集层石英含量25.3%，长石含量42.1%，岩屑及其他矿物含量19.9%，碎屑总含

量为87.3%，填隙物成分以铁方解石、绿泥石、高岭石为主，填隙物总含量为12.7%；储集层粒度细，以细砂为主，分选较好，细砂含量为81.03%，中砂含量7.98%，粉砂占5.66%，泥质占5.20%，粗砂占0.13%；物性差，储集层主体带

平均孔隙度为8.9%，平均气测渗透率为0.17×10−3μm2，相对高孔、高渗带不

发育；孔隙结构复杂，长石溶蚀孔发育，而粒间孔不发育，总面孔率为2.74%，

储集层排驱压力为2.67 MPa，中值压力大，达到16.83 MPa，中值半径0.06

μm。储集层天然裂缝发育，岩心和薄片观察裂缝密度达0.3条/m。储集层为中等—弱水敏、中等—弱速敏，储集层润湿性整体上表现为弱亲水—亲水（见表1）。储集层平均束缚水饱和度为30.6%，束缚水状态下油相有效渗透率为

0.002×10−3μm2，等渗点含水饱和度为53.4%，油水相对渗透率0.031；残余油时含水饱和度为59.6%，水相相对渗透率0.169，无水期驱油效率30.3%，含水95%时驱油效率37.7%，见水后水驱油效率提高幅度小。油藏埋深适中，油藏中

部深度平均2 190 m，原始地层压力16.9 MPa，压力系数0.77，为异常低压油藏。

A井区长7致密油早期按照低渗透低压油藏超前注水开发的模式，采用丛式井矩

形和菱形反九点井网超前注水开发。第1年平均单井产油1.0 t/d，第2年降为

0.47 t/d，年递减率达53.0%。含水率1年内由35.3%上升至53.5%，1年之内

水淹井比例达到37.8%，注水开发效果较差。随着体积压裂改造工艺的成熟，A

井区长7致密油采用2种开发方式：水平井体积压裂后衰竭式开发和水平井采油

直井注水的联合式井网注水开发。水平井投产前3个月平均单井产量达到10.2

t/d，是直井单井产量的10倍左右。但是，投产半年后，注水开发井网水平井部

分水淹，衰竭式开发水平井投产1年后出现明显递减。因此，有必要深入探讨体

积压裂条件下致密油合理开发方式，实现致密油的高效开发。

3.1 注水开发

依据储集层水敏、速敏、润湿性及水驱油效率分析和实验结果，A井区长7致密

油适合注水开发。根据低渗透低压油藏超前注水开发的实践成果，2012年设计采用水平井与直井联合井网开发，完钻水平井20口，注水井36口。采用体积压裂

工艺超前注水开发，水平井投产前3个月平均单井产量达到10.2 t/d，但是陆续

出现水平井见注入水的情况，见水井13口，见水比例达到65%，目前大部分注水

井关停。A井区A5井的两次吸水剖面测试结果显示（见图1），注水初期，致密油储集层呈现均匀吸水，随着累计注水量的增加，吸水剖面显示出尖峰状吸水的特征。对A井区的A4井投加尿素，周边井的示踪剂产出情况跟踪监测结果显示，

B1、B2井示踪剂突破时间分别为24 d和28 d，其他油井无尿素产出，示踪剂拟合结果表明，2口水平井吸水层存在渗透率较高的条带，解释结论分别为高渗透条带和微裂缝（见表2）。由吸水剖面测试和示踪剂监测结果可以推测，随着累计注入水量的增加，储集层微裂缝逐步开启，注入水沿开启的裂缝快速推进，易于形成高渗透条带，导致对应的采油井水淹。可见，致密油体积压裂水平井注水开发见水风险大，不宜采用注水开发的方式。

3.2 衰竭式开发

鄂尔多斯盆地低渗透油藏开发的成功主要得益于基于超前注水理论的有效驱替压力系统的建立。针对低渗透低压油藏，由于存在启动压力梯度和应力敏感效应，在开发过程中渗流阻力增大、单井产量降低，递减速度快，稳产难度大，并降低最终采收率。运用超前注水技术，使地层压力水平上升至原始地层压力的110%～130%，在采油井与注水井之间建立有效驱替压力系统，可取得较好的开发效果，单井产量提高15%～20%。与常规压裂改造工艺不同，体积压裂是采用“大排量、大液量、低砂比”的改造工艺技术，压裂液为低黏滑溜水，易进入天然裂缝，且摩阻低、压力损失小，更易促使天然微裂缝张开。根据B1、B3井微地震监测资料，其体积压裂裂缝带宽平均值分别为68 m和110 m，裂缝半长平均值分别为273 m和353 m，裂缝高度平均值分别为69 m和96 m（见表3），形成了人工裂缝与储集层

天然裂缝相结合的复杂缝网体系，扩大了裂缝与油藏基质的接触体积，进而提高单井产量。依据A井区水平井体积压裂参数统计，平均单井入地总液量9 073.2 m3，返排液量3 260.5 m3，返排率低。地层中单井滞留压裂液量平均达到5 812.7

m3，滞留液首先起到了补充地层能量的作用（见表4）。经过物质平衡法计算，