中國(guó)油田高含水期剩余油挖潛對(duì)策及治理對(duì)策

中國(guó)油田高含水期剩余油挖潛對(duì)策及治理對(duì)策

0高含水老油田開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀在中國(guó)的油田儲(chǔ)層中，92%是由陸地相碎屑巖沉積的。這類(lèi)儲(chǔ)層的垂直和水平非均質(zhì)性比國(guó)外主要是海相沉積層，更復(fù)雜，更顯著，更顯著。在這種復(fù)雜的地質(zhì)條件下,中國(guó)的油田開(kāi)發(fā)業(yè)發(fā)展了一整套具有陸相油田特色、以注水技術(shù)為主體的技術(shù)系列,走過(guò)了快速發(fā)展的光輝歷程,原油年產(chǎn)量從1949年建國(guó)之初微不足道的12×104t,到2009年已增加到1.89×108t,特別是大慶油田的開(kāi)發(fā),獲得了年產(chǎn)量在5000×104t以上穩(wěn)產(chǎn)27a的高水平。近年來(lái),中國(guó)油田開(kāi)發(fā)業(yè)已面臨十分嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。從新投入開(kāi)發(fā)的油田狀況來(lái)看,新探明儲(chǔ)量品位降低,低滲、特低滲油田儲(chǔ)量所占比重約占60%～70%。從中國(guó)當(dāng)前已開(kāi)發(fā)油田的現(xiàn)狀看,總體上已進(jìn)入了高含水、高采出程度階段。經(jīng)過(guò)幾十年的開(kāi)采,主力老油田大多數(shù)已進(jìn)入或是接近特高含水的開(kāi)發(fā)后期。近幾年的統(tǒng)計(jì)資料表明,全國(guó)油田還在進(jìn)一步老化。例如,2007年底全國(guó)3大石油公司(中國(guó)石油天然氣股份有限公司、中國(guó)石油化工股份有限公司、中國(guó)海洋石油總公司)所屬全部新、老油田平均綜合含水已達(dá)到86.0%,比2003年的84.1%增加了1.9%;其中含水超過(guò)80%、已進(jìn)入高含水開(kāi)發(fā)后期的老油田,所占有的可采儲(chǔ)量在全國(guó)的比重達(dá)到73.1%,比2003年的68.7%增加了4.4%;2007年底全國(guó)新、老油田平均可采儲(chǔ)量采出程度已達(dá)到73.2%,比2003年的72.8%增加了0.4%;其中可采儲(chǔ)量采出程度大于60%的老油田儲(chǔ)量占86.5%,比2003年的82.4%增加了4.1%。值得注意的是:3大石油公司老油田的含水和可采儲(chǔ)量采出程度的增加值都在4%以上,而全部油田包括新油田在內(nèi),其含水和可采儲(chǔ)量采出程度總值仍然有所增加,說(shuō)明老油田開(kāi)發(fā)狀況的進(jìn)一步老化超過(guò)了新投產(chǎn)油田減少含水和采出程度的幅度。但這些高含水老油田很多是主力油田,其產(chǎn)量占中國(guó)國(guó)內(nèi)總產(chǎn)量的70%左右,仍居于舉足輕重的地位。在這種情況下,這些產(chǎn)量仍占重要地位的高含水老油田穩(wěn)產(chǎn)難度很大,產(chǎn)量發(fā)生遞減的油田越來(lái)越多。因此,提高高含水老油田的原油采收率已成為當(dāng)前老油田開(kāi)發(fā)的中心任務(wù)。1次開(kāi)發(fā)的內(nèi)容中國(guó)油田儲(chǔ)集層中占92%的陸相碎屑沉積、縱向上和平面上嚴(yán)重的非均質(zhì)性、偏高的原油黏度,使得油田水驅(qū)采收率較低。據(jù)2007年資料統(tǒng)計(jì),全國(guó)已開(kāi)發(fā)油田以現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)定的采收率為31.2%,比2003年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)32.2%降低了1.0%,反映了新投入開(kāi)發(fā)油田品位下降的現(xiàn)實(shí)。高含水油田還有很大的提高采收率空間。概括地講,提高采收率有2個(gè)主要途徑,其一是三次采油,其二是繼續(xù)提高水驅(qū)采收率。兩者應(yīng)該并重,互相補(bǔ)充,才能從整體上提高采收率。在三次采油方面,化學(xué)驅(qū)比較適應(yīng)于中國(guó)陸相儲(chǔ)集層的地質(zhì)特點(diǎn),聚合物驅(qū)已大規(guī)模推廣,復(fù)合驅(qū)技術(shù)也已有重大突破。這類(lèi)方法提高采收率的幅度大,但只有大慶等大型整裝油田才能夠有效推廣,對(duì)地層溫度高、地層水礦化度高的油藏則難以適用,其應(yīng)用范圍受到很大限制。另一方面,注水是中國(guó)油田開(kāi)發(fā)的主體技術(shù),在高含水后期、特高含水期再繼續(xù)提高水驅(qū)采收率仍是提高采收率的主攻方向之一,雖然難度很大,但卻是適應(yīng)性廣泛的技術(shù)。凡是難以應(yīng)用三次采油技術(shù)的油田或區(qū)塊,都只能依靠繼續(xù)擴(kuò)大注水波及體積和增大沖洗強(qiáng)度來(lái)提高采收率;在主要依靠三次采油技術(shù)提高采收率的油田,也可應(yīng)用這種理念和技術(shù)來(lái)進(jìn)一步提高采收率。因此,積極有序地推動(dòng)二次開(kāi)發(fā),較大幅度地提高注水采收率,已成為應(yīng)該加以特別關(guān)注的當(dāng)務(wù)之急;應(yīng)該指出的是,二次開(kāi)發(fā)理論和實(shí)踐的發(fā)展,具有十分重要且深遠(yuǎn)的歷史意義,很有可能發(fā)展成為油田開(kāi)發(fā)史上一項(xiàng)具有革命性的重大舉措。這里需要說(shuō)明的是,二次開(kāi)發(fā)的定位從開(kāi)始提出時(shí)所指的“較大幅度提高水驅(qū)采收率”,隨著油田“二次開(kāi)發(fā)”的不斷深入,已擴(kuò)展至“水驅(qū)轉(zhuǎn)熱采等開(kāi)發(fā)方式的轉(zhuǎn)換”、“聚合物驅(qū)后繼續(xù)提高采收率”等更多領(lǐng)域,但仍以提高水驅(qū)采收率為主。因此,為了集中探討當(dāng)前最主要的“二次開(kāi)發(fā)”問(wèn)題,本文所討論的“二次開(kāi)發(fā)”的內(nèi)容仍限于“較大幅度提高水驅(qū)采收率”的范圍。在當(dāng)前老油田含水普遍高達(dá)80%以上的情況下,困擾開(kāi)發(fā)工作的問(wèn)題主要表現(xiàn)為:由于含水大幅度增加,造成單井產(chǎn)量下降,近年來(lái)中國(guó)石油天然氣股份有限公司的單井日產(chǎn)油量已從1999年的4.1t下降到2009年的2.25t;措施和作業(yè)效果降低;常規(guī)加密調(diào)整井的含水越來(lái)越高,以致均勻加密調(diào)整效果越來(lái)越差;老井井況差,套損嚴(yán)重,造成開(kāi)井率低,注采井網(wǎng)不完善,有的甚至已不能控制整個(gè)油藏。例如大港油田采油一廠(chǎng)歷年的投產(chǎn)井累計(jì)1526口,但近期正常開(kāi)井的油水井?dāng)?shù)僅587口,油水井利用率僅38%,以致注采系統(tǒng)很不完善,分注率下降,注水效果變差;地面管線(xiàn)和設(shè)施老化,設(shè)備的新度系數(shù)只有0.43等等。以上各種問(wèn)題,大體上可以歸結(jié)為2個(gè)方面:其一是在含水達(dá)到80%～90%時(shí),單純依靠過(guò)去常用的層系細(xì)分和均勻加密調(diào)整措施,提高采收率和增加單井產(chǎn)量的效果大幅度降低,已經(jīng)不完全適應(yīng)甚至可能不適應(yīng)含水如此高的老油田。其二是由于老井套損、井況變差、地面管線(xiàn)和設(shè)施老化所造成的困擾。如果單從技術(shù)層面來(lái)看,油井大修、鉆更新井以及地面管線(xiàn)和設(shè)施的修理或更換,已沒(méi)有太大的困難,主要的問(wèn)題在于更新井網(wǎng)和地面設(shè)施的工作量太大,投入的資金太多,并且需要地下和地面相結(jié)合,從總體上進(jìn)行優(yōu)化,提高投入產(chǎn)出比,以取得好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果;否則如果二次開(kāi)發(fā)投入過(guò)大,經(jīng)濟(jì)上不可行,將使其難以可持續(xù)發(fā)展,特別在低油價(jià)的情況下,這個(gè)問(wèn)題將尤為突出。高含水油田的二次開(kāi)發(fā),就是要找出擺脫這些困境、經(jīng)濟(jì)有效地以較大幅度繼續(xù)提高水驅(qū)采收率的理念、對(duì)策和技術(shù)思路。2高修水油二次開(kāi)發(fā)的基本理念和對(duì)策2.1高含水油田地下剩余油分布的現(xiàn)狀為了闡明高含水老油田二次開(kāi)發(fā)的理念,首先要分析清楚在含水較低時(shí)(高含水前期,含水60%左右)行之有效的細(xì)分層系和均勻加密的開(kāi)發(fā)調(diào)整措施在高含水后期以至特高含水期時(shí)難以適應(yīng)的癥結(jié)所在。20世紀(jì)80年代初到90年代是中國(guó)油田開(kāi)發(fā)史上一個(gè)重要階段,這一時(shí)期開(kāi)展了全國(guó)規(guī)模的開(kāi)發(fā)調(diào)整。20世紀(jì)80年代初全國(guó)油田平均含水接近60%,因基礎(chǔ)井網(wǎng)層系劃分較粗,開(kāi)發(fā)層系內(nèi)高滲透層已不僅是個(gè)別層見(jiàn)水而是普遍見(jiàn)水,油井含水上升,產(chǎn)量下降。但由于層間干擾,中低滲透層基本上吸水量很少,甚至沒(méi)有吸水,所以大多數(shù)中低滲油層中剩余油仍處于連片分布狀態(tài),為層系細(xì)分和均勻加密提高采收率提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。通過(guò)層系細(xì)分,使中低滲透層減少或避免了高滲透層的干擾,重新恢復(fù)了其應(yīng)有的生產(chǎn)能力,油田的含水也隨之大幅下降。因此當(dāng)時(shí)各油田普遍適時(shí)采取了開(kāi)發(fā)層系細(xì)分、均勻加密和下大泵提液等綜合調(diào)整的做法,獲得了很好的效果。從全國(guó)來(lái)看,這個(gè)階段總共歷時(shí)10年以上,大大延緩了含水率的上升,累計(jì)增加可采儲(chǔ)量7×108t左右,約相當(dāng)于當(dāng)時(shí)全國(guó)油田采收率總體上提高了8.9%。由此可見(jiàn),層系細(xì)分、均勻加密的做法之所以取得了這樣好的效果,其根源還在于當(dāng)時(shí)中低滲透層的地下剩余油仍基本處于大面積連片分布的格局。但是,目前情況已大不相同,處于高含水后期特別是特高含水期的老油田,地下剩余油分布的格局已發(fā)生了重大變化,呈現(xiàn)出“總體上高度分散,局部還有相對(duì)富集部位”的格局,即使是中低滲透層,其剩余油多數(shù)也不再呈大面積連片分布,而是程度不同地處于高度分散的狀態(tài),只是局部富集部位相對(duì)較多而已。在這種情況下,由于剩余油分布高度分散的普遍性,再采取均勻加密的做法,其效果必然會(huì)變差,打出的調(diào)整井多數(shù)含水很高,初含水就可以達(dá)到80%甚至90%以上。例如大慶油田近期新鉆80口均勻加密井,在投產(chǎn)初期含水就已達(dá)到91.1%～94.9%。從以上分析可以得到一個(gè)重要的認(rèn)識(shí),即:油田注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中的重要調(diào)整舉措能否獲得成效,除了決定于油田的靜態(tài)地質(zhì)條件以外,關(guān)鍵還在于這些舉措是否適應(yīng)于地下剩余油分布的格局。因此,當(dāng)含水高達(dá)80%以上時(shí),“總體上高度分散,局部還有相對(duì)富集部位”的剩余油分布格局是高含水油田二次開(kāi)發(fā)工作中一切對(duì)策的基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn),所編制的二次開(kāi)發(fā)方案設(shè)計(jì)和實(shí)施措施是否符合油田地下剩余油分布的這種格局就成為二次開(kāi)發(fā)能否取得良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的關(guān)鍵。對(duì)高含水油田地下剩余油分布格局的這種認(rèn)識(shí)在筆者的文章中已有比較詳細(xì)的闡述。礦場(chǎng)試驗(yàn)表明即使在目前這樣高的含水和采出程度條件下,仍然能夠在剩余油富集區(qū)打出一批日產(chǎn)10～30t的高產(chǎn)井,有的還達(dá)到了50～100t的數(shù)量級(jí)。例如,大慶油田位于斷層附近的杏2-31-P43井及北2-350-P47井在2006年相繼投產(chǎn)后,由于含水分別僅為24%和12%,初期日產(chǎn)油量分別為100t及50t。又如北2-350-檢45井,由于受廢棄河道的遮擋作用,在聚合物驅(qū)以后,還存在著厚達(dá)5m的剩余油未動(dòng)用。這些事實(shí)充分說(shuō)明在高含水條件下,剩余油相對(duì)富集區(qū)仍然存在,特別在聚合物驅(qū)以后,也仍然存在著相對(duì)富集區(qū)。這大大擴(kuò)展了油田開(kāi)發(fā)工作者尋找剩余油富集區(qū)的范圍,而且也為聚合物驅(qū)后進(jìn)一步提高采收率提供了新的方向。2.2剩余油井網(wǎng)重組的基本方案基于上述對(duì)地下剩余油分布格局的認(rèn)識(shí),應(yīng)該對(duì)局部剩余油相對(duì)富集區(qū)和廣泛分布的分散剩余油采取不同的對(duì)策和方法,并且考慮到老油田套損嚴(yán)重、井況差所造成的開(kāi)井率低、注采系統(tǒng)不完善的現(xiàn)狀,確實(shí)還需要打一些調(diào)整井來(lái)重新組合成比較完善的井網(wǎng)系統(tǒng),但是這種井網(wǎng)系統(tǒng)的重組,也必須和地下剩余油分布格局相適應(yīng)。因此,高含水油田二次開(kāi)發(fā)的基本理念可歸結(jié)為:“在分散中找富集,結(jié)合井網(wǎng)系統(tǒng)的重組,對(duì)剩余油富集區(qū)和分散區(qū)分別治理”。根據(jù)上述二次開(kāi)發(fā)理念,可以對(duì)其基本做法設(shè)想如下:對(duì)于剩余油富集區(qū),通過(guò)深化油藏描述和量化剩余油分布,重新構(gòu)建地下認(rèn)識(shí)體系,查明富集區(qū)的準(zhǔn)確位置和相應(yīng)剩余可采儲(chǔ)量規(guī)模,據(jù)此可以考慮打不均勻高效加密井或采用其他調(diào)整措施來(lái)提高水驅(qū)采收率;對(duì)于分散的剩余油,可以使用可動(dòng)凝膠進(jìn)行油藏深部調(diào)驅(qū)來(lái)驅(qū)出這些分散的剩余油;對(duì)于井網(wǎng)不完善、水驅(qū)控制程度低的油藏,需要結(jié)合剩余油分布狀況,以切實(shí)提高水驅(qū)采收率為目標(biāo),全面調(diào)整和優(yōu)化注采關(guān)系,進(jìn)行井網(wǎng)重組。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)老油田含水上升所造成的注水能力和產(chǎn)出液組成的變化,采取“優(yōu)化”和“簡(jiǎn)化”的方式重新調(diào)整地面流程,使之與新的井網(wǎng)系統(tǒng)相適應(yīng)。2.2.1在水平井上進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)要根據(jù)剩余油富集區(qū)面積大小及剩余油可采儲(chǔ)量規(guī)模,采取直井與水平井相結(jié)合的方式進(jìn)行不均勻井網(wǎng)加密。對(duì)斷層附近及正韻律儲(chǔ)集層上部面積較大的富集區(qū),可以貼近斷層或者找準(zhǔn)夾層的上部打水平井,層數(shù)多時(shí)還可部署多分支井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井,如此也解決了高含水老油田難以確定水平井井位的問(wèn)題;對(duì)面積相對(duì)較小的富集區(qū)可打直井,若附近已有油井,可考慮打側(cè)鉆井;面積更小的富集區(qū)可考慮轉(zhuǎn)注、補(bǔ)孔或其他措施,如調(diào)整注采關(guān)系等。鉆水平井是重要的挖潛措施,但在處于高含水后期或特高含水期的老油田中應(yīng)用時(shí),應(yīng)考慮如下兩方面的問(wèn)題:一方面是水平井通過(guò)增加與油藏的接觸面積,可以較大幅度地提高單井產(chǎn)量;另一方面應(yīng)該充分考慮地下剩余油高度分散性的影響,加之水平井具有較長(zhǎng)的水平段,比直井更容易鉆遇高含水部位,導(dǎo)致大量出水,對(duì)此目前還缺乏有效的治理辦法,勢(shì)必將造成難以彌補(bǔ)的損失。所以,在含水80%以上的高含水油田打水平井,其成敗的衡量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該遵循這樣3個(gè)原則:①水平井的初含水必須明顯低于周邊的老井,并獲得較高的單井產(chǎn)量;②水平井含水的增長(zhǎng)不能太快,特別要注意避免暴性水淹,確保水平井有較高的累計(jì)產(chǎn)量;③水平井的經(jīng)濟(jì)效益要好于直井,要有較高的投入產(chǎn)出比。為了滿(mǎn)足這3個(gè)原則要求,在高含水油田打水平井,必須優(yōu)化井位,力爭(zhēng)把水平井打在剩余油富集區(qū)。此外,基于水平井的控制儲(chǔ)量和所獲得的單井產(chǎn)量成正比的規(guī)律,水平井還必須打在有足夠剩余可采儲(chǔ)量的較大富集區(qū)上。應(yīng)該認(rèn)真分析富集區(qū)的準(zhǔn)確位置和規(guī)模,對(duì)水平井的井位、水平段的方向和長(zhǎng)度進(jìn)行個(gè)性化的優(yōu)化設(shè)計(jì),避免粗放地隨意成批部署水平井。為了保證水平井較長(zhǎng)時(shí)期的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn),還必須建立完善的注采系統(tǒng),有效地補(bǔ)充能量。這方面目前還缺少成熟的做法,需要加強(qiáng)研究。據(jù)目前已打出的高效調(diào)整井的資料推測(cè),這些水平井一般日初產(chǎn)可達(dá)10～30t甚至更高。與目前一般直井調(diào)整井約3t的日產(chǎn)量相比,一口水平井產(chǎn)量相當(dāng)于3～10口直井產(chǎn)量,可以大大減少井?dāng)?shù),提高經(jīng)濟(jì)效益。而且這些富集區(qū)的剩余油是一般的常規(guī)井網(wǎng)所難以采出的,所以這些高效調(diào)整井所采出的原油,大部分可作為對(duì)提高采收率的貢獻(xiàn),并且?？尚纬上喈?dāng)可觀的規(guī)模。根據(jù)目前已有的實(shí)踐數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)可提高采收率1.5%～3.0%。如文獻(xiàn)所提到的勝利油田2004—2006年在剩余油富集區(qū)打的高效調(diào)整井已提高采收率2.9%;又如大港油田港東一區(qū)一斷塊總面積僅4.3km2,2001—2006年運(yùn)用現(xiàn)有的油藏描述技術(shù)對(duì)富集區(qū)打各種不均勻調(diào)整井47口,已累計(jì)產(chǎn)油51.6×104t,相當(dāng)于已獲得采收率增幅3.3%,其中很多井還在以較高的產(chǎn)量生產(chǎn)。如果再采用更有效的新技術(shù)進(jìn)一步深化油藏描述,量化剩余油分布,仍有可能發(fā)現(xiàn)更多的富集區(qū),打出更多的高產(chǎn)井。2.2.2突出的環(huán)保性分散的剩余油富集區(qū)面積小而數(shù)量大,難以單個(gè)去尋找和開(kāi)采。實(shí)踐表明,可以使用可動(dòng)凝膠進(jìn)行油藏深部調(diào)驅(qū),以盡可能多地驅(qū)出這些高度分散在油藏內(nèi)的剩余油。由于陸相儲(chǔ)集層非均質(zhì)性嚴(yán)重,注入水首先沿著儲(chǔ)集層高滲透部位前進(jìn),常形成習(xí)慣性的水流通道,稱(chēng)為“水流優(yōu)勢(shì)通道”,以致其周?chē)脑碗y以驅(qū)出,限制了注入水的波及體積和沖洗強(qiáng)度,降低了采收率?？蓜?dòng)凝膠意指在儲(chǔ)集層多孔介質(zhì)中可以移動(dòng)的凝膠。使用可動(dòng)凝膠提高剩余油水驅(qū)采收率的主要作用機(jī)理之一是“調(diào)”,也就是調(diào)整驅(qū)動(dòng)方向,通過(guò)可動(dòng)凝膠對(duì)高滲透水流通道的暫堵作用,使后續(xù)的注入流體轉(zhuǎn)向原來(lái)水驅(qū)沖洗強(qiáng)度較低和水未驅(qū)到的部位,有效地?cái)U(kuò)大波及體積和提高沖洗強(qiáng)度;另一作用機(jī)理是“驅(qū)”,即在“調(diào)”的基礎(chǔ)上依靠后續(xù)的注入流體有效地驅(qū)出所擴(kuò)大波及范圍內(nèi)的那些分散的剩余油,從而提高水驅(qū)采收率。凝膠對(duì)原來(lái)的老通道形成暫堵以后,這些可動(dòng)凝膠受到的壓力梯度會(huì)有所增加,當(dāng)其增高到一定程度后,就可以使具有柔性的可動(dòng)凝膠突破原來(lái)暫堵住的部位并向前移動(dòng),直到在某個(gè)新的部位再次暫堵住新的高滲透水流優(yōu)勢(shì)通道……如此周而復(fù)始,可動(dòng)凝膠就不斷地“暫堵—突破—再暫堵—再突破”直到油藏的深部,從而不斷地?cái)U(kuò)大注入液流的波及體積,不斷地驅(qū)出更多的分散剩余油?？蓜?dòng)凝膠深部調(diào)驅(qū)化學(xué)劑的用量少。華北蒙古林油田(原油黏度約180mPa·s)使用常規(guī)可動(dòng)凝膠現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的結(jié)果表明,當(dāng)注入段塞的體積達(dá)到0.1～0.2PV左右時(shí),就可以提高采收率約4%～5%,經(jīng)濟(jì)效益顯著。新研制的預(yù)交聯(lián)可動(dòng)微凝膠體系SMG耐溫抗鹽性非常強(qiáng),耐溫可達(dá)120℃,耐鹽量則達(dá)18×104mg/L以上,一般可用污水配置,而且能夠抗剪切,注入性也好,注入工藝非常簡(jiǎn)單。只要水驅(qū)控制程度能夠達(dá)到70%～80%,注采系統(tǒng)相對(duì)完善,可動(dòng)凝膠調(diào)驅(qū)可以適應(yīng)250～300m的較稀井距,不必打大量加密井,從而可以節(jié)約大量投資,所以可動(dòng)凝膠具有更為廣泛的適應(yīng)性?？蓜?dòng)凝膠的應(yīng)用在華北油田已經(jīng)見(jiàn)到了實(shí)效,已成為其提高采收率主導(dǎo)技術(shù)。由于地質(zhì)條件復(fù)雜,在該油田幾乎難以找到適于注聚合物的區(qū)塊,但有約50%～60%的儲(chǔ)量適于可動(dòng)凝膠深部調(diào)驅(qū)技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì),僅2005—2007年3年間,在45個(gè)區(qū)塊實(shí)施可動(dòng)凝膠深部調(diào)驅(qū),已累計(jì)增油30.05×104t,新增利潤(rùn)5.95×108元,投入產(chǎn)出比為1∶4.49;新型的SMG可動(dòng)凝膠體系,也已在大港、華北等油田進(jìn)行了先導(dǎo)試驗(yàn),雖然試驗(yàn)時(shí)間還很短,但已初步獲得了較好效果,據(jù)設(shè)計(jì)可望提高采收率5%～7%,在近期還會(huì)有更多的油田、區(qū)塊投入先導(dǎo)試驗(yàn)。這些都表明可動(dòng)凝膠深部調(diào)驅(qū)技術(shù)具有很好的推廣應(yīng)用前景。當(dāng)油藏內(nèi)存在較粗大的水流優(yōu)勢(shì)通道形成的所謂“大孔道”而使注入水發(fā)生嚴(yán)重的無(wú)效循環(huán)時(shí),使用直徑較大的顆粒凝膠封堵大孔道是一個(gè)有效的辦法,目前又發(fā)展了柔性凝膠和緩膨顆粒等新工藝,進(jìn)一步改進(jìn)了封堵大孔道的效果。2.2.3以經(jīng)濟(jì)合理性為目標(biāo)的二次開(kāi)發(fā)老油田套損嚴(yán)重,井況差,開(kāi)井率低,有的已不能有效控制油藏,也有的老油田井段太長(zhǎng)、層系過(guò)粗,或者井網(wǎng)過(guò)稀,已不適應(yīng)油田合理開(kāi)發(fā)需要。因此,對(duì)于這些油藏,全面調(diào)整注采關(guān)系,進(jìn)行井網(wǎng)重組是老油田進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)、提高水驅(qū)采收率的重要舉措。井網(wǎng)系統(tǒng)重組的主要目標(biāo)是切實(shí)地以較大幅度繼續(xù)提高水驅(qū)采收率。雖然井網(wǎng)加密常帶來(lái)提高采油速度的效果,但不能把提高采油速度作為井網(wǎng)重組的主要目的。如果大量的投入只能獲得提高采油速度的效果,而不能最終提高采收率,實(shí)際上花了大量的投資只是提前采出了將來(lái)仍然可以采出的原油,顯而易見(jiàn)經(jīng)濟(jì)上是不合算的。提高最終采收率就是要確實(shí)采出原井網(wǎng)系統(tǒng)不能采出的石油。因此,在井網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí),要認(rèn)真分析重組后的井網(wǎng)系統(tǒng)是否能使注入水波及到原井網(wǎng)水驅(qū)所波及不到的部位,或者是否可以增加某些已波及到的部位的沖洗強(qiáng)度。為此,需要分析重組后新井網(wǎng)系統(tǒng)水驅(qū)控制程度增加的幅度、注采井?dāng)?shù)的合理比例、多向受效井?dāng)?shù)增加程度、老井的合理利用程度、層系細(xì)分時(shí)隔層的可靠性等必須考慮的問(wèn)題。要特別強(qiáng)調(diào)的是,要重視新井網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)合理性。當(dāng)前,有些油田的二次開(kāi)發(fā)方案中新的井網(wǎng)系統(tǒng)井?dāng)?shù)過(guò)多,以致投入過(guò)大,經(jīng)濟(jì)效益差。應(yīng)該認(rèn)真進(jìn)行新井網(wǎng)系統(tǒng)提高采收率效果的預(yù)測(cè)和優(yōu)化,力求以較少的井?dāng)?shù)和較高的單井產(chǎn)量獲得盡可能最佳的提高采收率效果。筆者提出一個(gè)新的設(shè)想,即通過(guò)深化油藏描述和量化剩余油分布(詳見(jiàn)后文),在對(duì)油藏有了更為精細(xì)和準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,針對(duì)剩余油的分布狀況,進(jìn)行調(diào)整井井位的個(gè)性化設(shè)計(jì),而不再按傳統(tǒng)的均勻井網(wǎng)來(lái)布井,以達(dá)到新井井位在更高層次上的優(yōu)化,這將是今后一個(gè)重要的發(fā)展方向。要加強(qiáng)新井網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)施后的跟蹤監(jiān)測(cè),以判斷新的井網(wǎng)系統(tǒng)是否確實(shí)達(dá)到了提高最終采收率的目標(biāo)。其判別的主要指標(biāo)為是否在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)大幅度降低含水、增加產(chǎn)油量,從而在油田的生命周期內(nèi)增加了累計(jì)產(chǎn)油量。為了保證井網(wǎng)系統(tǒng)重組提高采收率效果和經(jīng)濟(jì)效益,無(wú)論是層系細(xì)分或是加密井網(wǎng)都必須有足夠的儲(chǔ)量保證。注意到二次開(kāi)發(fā)的對(duì)象一般都是可采儲(chǔ)量采出程度大于70%的高含水老油田,這個(gè)儲(chǔ)量數(shù)值必須是剩余可采儲(chǔ)量而不是其原始值。特別值得注意的是,在高含水后期及特高含水期,由于剩余油分布的高度分散性,部署均勻加密調(diào)整井存在著打出大量高含水井的風(fēng)險(xiǎn),因而提高采收率幅度也不會(huì)很大。例如:據(jù)最近研究成果,對(duì)于大慶喇嘛甸油田葡萄花油層,即使井網(wǎng)加密到150m左右,如果沒(méi)有后續(xù)的三次采油作技術(shù)支撐,一般提高采收率幅度僅約1%～2%。因此,井網(wǎng)系統(tǒng)重組應(yīng)該在考慮剩余油分布的基礎(chǔ)上,與可動(dòng)凝膠深部調(diào)驅(qū)或其他高效驅(qū)替方式結(jié)合,這是有效彌補(bǔ)打出高含水井造成的損失、較大幅度提高水驅(qū)采收率的重要指導(dǎo)思想。經(jīng)過(guò)剩余油分布的量化分析,如果某個(gè)油藏或某個(gè)局部地區(qū),由于含水和采出程度還比較低,或者其他地質(zhì)條件和開(kāi)發(fā)方式的原因,還存在著大面積連片的剩余油,那么在這些油田或區(qū)塊進(jìn)行井網(wǎng)均勻加密也仍然可以獲得較好的提高采收率效果,例如大慶的三次加密調(diào)整。綜上所述,高含水油田的二次開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。其對(duì)象主要是含水率達(dá)到80%以上、可采儲(chǔ)量采出程度達(dá)到70%以上的老油田;目標(biāo)是以較大幅度繼續(xù)提高水驅(qū)采收率;為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),要以對(duì)這個(gè)開(kāi)發(fā)階段地下剩余油分布格局的認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ),采取“三重”的措施,即重新構(gòu)建地下認(rèn)識(shí)體系、重新組合井網(wǎng)系統(tǒng)、重新調(diào)整地面系統(tǒng);做到3個(gè)結(jié)合,即:①不均勻井網(wǎng)(高效調(diào)整井)與均勻井網(wǎng)(指整裝油田)或相對(duì)均勻井網(wǎng)(斷塊油田)相結(jié)合。進(jìn)一步根據(jù)剩余油分布狀況進(jìn)行新井井位的個(gè)性化設(shè)計(jì),將是今后重要的發(fā)展方向。②均勻或相對(duì)均勻井網(wǎng)與更高效的驅(qū)替剩余油方式相結(jié)合。一般可以用可動(dòng)凝膠進(jìn)行深部調(diào)驅(qū),也可以根據(jù)地質(zhì)條件適應(yīng)性的不同,選擇其他能夠經(jīng)濟(jì)有效地提高采收率的驅(qū)替方式。③在井型上,采取直井與水平井相結(jié)合。3高修水油田二次開(kāi)發(fā)重建地下認(rèn)真系統(tǒng)的技術(shù)路線(xiàn)3.1深化油藏定量描述,準(zhǔn)確識(shí)別砂體由于過(guò)去對(duì)油藏的認(rèn)識(shí)程度不能滿(mǎn)足二次開(kāi)發(fā)的需求,必須重新構(gòu)建地下的認(rèn)識(shí)體系,這是進(jìn)一步提高油田采收率重要的基礎(chǔ)工作。當(dāng)油田進(jìn)入高含水后期,由于地下油水分布格局的重大變化,重新構(gòu)建地下認(rèn)識(shí)體系的主要內(nèi)容就是在深化油藏描述的基礎(chǔ)上量化地下剩余油的分布,特別是要準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)相對(duì)富集區(qū)的具體位置和規(guī)模。要真正做到這一點(diǎn),難度很大,需要做大量細(xì)致的研究工作。在當(dāng)前用地震方法識(shí)別砂泥巖薄互層中油水分布的技術(shù)還沒(méi)有成熟的情況下,比較可行的做法是采取兩步走的策略:①綜合地質(zhì)、地震、測(cè)井等多學(xué)科新技術(shù),深化油藏定量描述,從油藏構(gòu)造分析和儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)2個(gè)方面進(jìn)行精細(xì)研究,包括對(duì)油藏的基本單元——單砂體特別是主力砂體的展布進(jìn)行精細(xì)刻畫(huà),準(zhǔn)確識(shí)別和預(yù)測(cè)各種微構(gòu)造、低級(jí)序小斷層、夾層和巖性遮擋、水流優(yōu)勢(shì)通道及儲(chǔ)集層的物性參數(shù);②發(fā)展大型精細(xì)數(shù)值模擬技術(shù),在深化油藏描述的基礎(chǔ)上,準(zhǔn)確地量化各主力砂體的剩余油分布,特別是其富集區(qū)的位置和范圍。3.2富集區(qū)剩余部位井位設(shè)計(jì)中國(guó)陸相儲(chǔ)集層非均質(zhì)性非常嚴(yán)重,降低了水驅(qū)采收率,同時(shí),嚴(yán)重的非均質(zhì)性使得注水不能徹底驅(qū)出原油而形成了形態(tài)各異的剩余油富集部位。文獻(xiàn)大體歸納了8類(lèi)可能形成富集區(qū)的部位,這些部位是油田二次開(kāi)發(fā)進(jìn)一步提高采收率的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此,深化油藏描述的任務(wù)就是綜合地質(zhì)、地震、測(cè)井等方面的各種新技術(shù),尋找可能的剩余油富集部位并加以刻畫(huà),為下一步精細(xì)數(shù)值模擬提供精細(xì)的地質(zhì)模型,進(jìn)而在高度分散的剩余油中找出富集區(qū),打出高效調(diào)整井。應(yīng)基于對(duì)單砂體構(gòu)型及其他微小地質(zhì)體的新認(rèn)識(shí),進(jìn)行針對(duì)剩余油分布狀況的個(gè)性化井位設(shè)計(jì)。針對(duì)可能形成剩余油富集區(qū)的各種微小地質(zhì)體進(jìn)行深入細(xì)致的描述,至少要進(jìn)行以下10個(gè)方面的研究工作,其中多項(xiàng)研究涉及新方法和新技術(shù)。3.2.1采用制定合理的分層資料進(jìn)行挖潛對(duì)地質(zhì)體進(jìn)行正確分層是各項(xiàng)油藏描述研究工作的根本。只有建立正確的等時(shí)對(duì)比,才能在油田范圍內(nèi)統(tǒng)一層組及小層的劃分,明確各級(jí)儲(chǔ)集層的空間變化規(guī)律。利用正確的分層資料有助于實(shí)施各種挖潛措施,例如,采用高分辨率層序地層學(xué)方法對(duì)大港港東原劃分為館Ⅰ1的厚砂體重新分層,依據(jù)新的劃分結(jié)果,對(duì)厚油層頂部剩余油進(jìn)行挖潛。據(jù)統(tǒng)計(jì),2006年共實(shí)施挖潛措施23井次,有效19井次,累計(jì)增油13979t。3.2.2建立砂體邊界識(shí)別砂泥巖薄互層儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)是油藏地球物理技術(shù)的“瓶頸”,提高砂泥巖薄互層條件下井間砂體展布的預(yù)測(cè)精度,至少要識(shí)別清楚其中較厚的主力油層及主力砂體,這是老油田二次開(kāi)發(fā)亟待解決的問(wèn)題?？紤]到目前一般認(rèn)為厚度在4m以上的砂體是主力層中較厚的砂體,所以砂泥巖薄互層預(yù)測(cè)縱向上至少要達(dá)到識(shí)別厚度在4m以上砂體的精度;而有些地區(qū)如大慶南部很多主力層厚度只有2～3m,所以應(yīng)該努力發(fā)展識(shí)別厚度在4m以下單砂體的新方法。由于砂體形態(tài)復(fù)雜多變,即使注采井網(wǎng)規(guī)則,砂體注采關(guān)系也非常容易失衡。因此,需要進(jìn)一步努力提高對(duì)平面上砂體邊界的識(shí)別精度,盡可能確定各相鄰砂體間的疊置或接觸關(guān)系。另外,一般的地震反演方法通常只能判斷砂體存在與否,對(duì)砂體厚度的預(yù)測(cè)誤差比較大,所以也要采用新的反演方法,盡可能提高對(duì)砂體厚度的預(yù)測(cè)精度。3.2.3廢棄河道沉積在曲流河沉積中,廢棄河道是復(fù)合曲流帶劃分點(diǎn)壩砂體邊界、鑒別點(diǎn)壩幾何形態(tài)和成因類(lèi)型及深入研究點(diǎn)壩內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)、連通狀況和平面非均質(zhì)性特征的重要依據(jù)。在油田開(kāi)發(fā)中,廢棄河道沉積往往造成相鄰砂體間某種程度的滲流遮擋,有利于剩余油富集。因此,識(shí)別廢棄河道的準(zhǔn)確位置和展布特征,對(duì)于挖潛剩余油具有重要意義。3.2.4夾層對(duì)剩余油的自動(dòng)控制正韻律厚層上部是剩余油富集的部位,但是由于地質(zhì)條件所限,其厚度一般只有幾米,如果不能有效利用夾層的遮擋作用,這部分剩余油難以采出。因此正確識(shí)別夾層在儲(chǔ)集層空間上的三維分布,是單砂體內(nèi)部非均質(zhì)性刻畫(huà)的重要內(nèi)容,是厚油層頂部剩余油挖潛的基礎(chǔ),對(duì)于老油田基于此而進(jìn)行的水平井挖潛具有尤為重要的意義。3.2.5油藏深部轉(zhuǎn)向分類(lèi)水流優(yōu)勢(shì)通道嚴(yán)重影響注水開(kāi)發(fā)效果,導(dǎo)致注入水竄流,形成大量剩余油。水流優(yōu)勢(shì)通道一般可分為2類(lèi):一類(lèi)是多孔介質(zhì)中滲透率高低差異造成的優(yōu)勢(shì)通道,可采用可動(dòng)凝膠治理,另一類(lèi)是更粗大的“大孔道”,必須首先用各種堵劑加以堵塞,使后續(xù)的液體在油藏深部轉(zhuǎn)向。綜合利用老井和新井的各種資料識(shí)別和預(yù)測(cè)不同類(lèi)型水流優(yōu)勢(shì)通道的空間分布及其產(chǎn)狀,及時(shí)采取相應(yīng)措施,將能有效地提高水驅(qū)采收率。3.2.6井間剩余斷層控制斷層是影響注采關(guān)系和剩余油聚集的重要因素,對(duì)老油田有必要重建斷層認(rèn)識(shí)體系。中國(guó)陸上特別是渤海灣地區(qū)的老油田中斷層極為發(fā)育,許多老油田在開(kāi)發(fā)初期未開(kāi)展三維地震工作,利用早期采集的二維地震資料和井?dāng)?shù)據(jù)解釋和組合的斷層,精度較低,不能滿(mǎn)足剩余油挖潛的需要,且井間還可能存在一些層內(nèi)小斷層未被發(fā)現(xiàn)。斷層對(duì)剩余油的富集起著重要的遮擋作用,緊貼斷層打井通常能有效開(kāi)采斷層控制的剩余油。應(yīng)發(fā)揮地震技術(shù)能提供井間信息的優(yōu)勢(shì),在認(rèn)識(shí)清楚油藏總體構(gòu)造格局的基礎(chǔ)上,有效識(shí)別和組合斷距為3～5m的低級(jí)序小斷層。實(shí)踐表明,對(duì)于薄層砂體,即使是斷距只有3m的斷層,也常會(huì)對(duì)油流起到有效遮擋作用,因而,應(yīng)盡可能準(zhǔn)確識(shí)別斷距為3m的低級(jí)序小斷層。3.2.7微幅度構(gòu)造試驗(yàn)微幅度構(gòu)造是剩余油聚集的有利部位,微幅度構(gòu)造識(shí)別是老區(qū)重建構(gòu)造認(rèn)識(shí)體系的重點(diǎn)之一。微幅度構(gòu)造高部位剩余油飽和度通常相對(duì)較高,水淹級(jí)別低,井產(chǎn)能較高,特別是當(dāng)下部發(fā)育夾層時(shí),剩余油富集程度更是大為增加。所以研究微幅度構(gòu)造,對(duì)于預(yù)測(cè)剩余油富集部位,打出高效井,具有重要意義。例如:近期在大港港東一區(qū)一斷塊一個(gè)微幅度構(gòu)造上側(cè)鉆的G218井獲得高產(chǎn),在周邊井含水率達(dá)90%以上的情況下,該井日產(chǎn)油量達(dá)50t,半年后還能以日產(chǎn)30t的水平持續(xù)生產(chǎn)。3.2.8儲(chǔ)集層物性參數(shù)確定難建立高精度確定性?xún)?chǔ)集層物性參數(shù)模型是應(yīng)用油藏?cái)?shù)值模擬預(yù)測(cè)剩余油的基礎(chǔ)。目前儲(chǔ)集層物性參數(shù)主要依靠井點(diǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)各種插值方法獲得,具有很大的不確定性,特別是滲透率值誤差很大。需要進(jìn)一步研究各種提高井間物性參數(shù)特別是滲透率值預(yù)測(cè)精度的新技術(shù)。3.2.9低滲透儲(chǔ)集層裂縫特征和分布規(guī)律預(yù)測(cè)研究中國(guó)低滲透儲(chǔ)集層通常不同程度地發(fā)育各種裂縫,對(duì)油氣生產(chǎn)影響很大。系統(tǒng)開(kāi)展低滲儲(chǔ)集層中裂縫特征和分布規(guī)律的預(yù)測(cè)研究,對(duì)低滲透儲(chǔ)集層的油氣勘探開(kāi)發(fā)具有重要指導(dǎo)作用。國(guó)內(nèi)外關(guān)于低滲透儲(chǔ)集層中裂縫的預(yù)測(cè)已經(jīng)形成了不少方法,但是由于裂縫類(lèi)型及其成因的復(fù)雜性、發(fā)育的多階段性以及天然裂縫與人工裂縫的多樣性,對(duì)低滲儲(chǔ)集層裂縫的預(yù)測(cè)研究還需要大力加強(qiáng)。3.2.1建立地震資料對(duì)井間儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)的“硬約束”盡管在油藏高含水期井網(wǎng)已經(jīng)很密,但井間儲(chǔ)集層分布仍然有很大的不確定性;地震技術(shù)能夠在空間進(jìn)行高密度采樣,是提供井間信息唯一的有效技術(shù)。為了充分發(fā)揮地震技術(shù)在儲(chǔ)集層地質(zhì)建模中的作用,應(yīng)該打破以往僅把井?dāng)?shù)據(jù)作為“硬數(shù)據(jù)”,而把地震資料作為“軟數(shù)據(jù)”的傳統(tǒng)做法,建立新的理念,即實(shí)現(xiàn)地震資料對(duì)井間儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)的“硬約束”,其含義是要使所建立的儲(chǔ)集層地質(zhì)模型在井點(diǎn)上忠實(shí)于井?dāng)?shù)據(jù),在井間忠實(shí)于地震數(shù)據(jù),以避免地震信息的約束作用因?yàn)槠洹败洝倍蝗趸踔梁雎?。?dāng)然,其前提是地震資料必須要達(dá)到相當(dāng)?shù)木群涂煽砍潭取４送?在建模時(shí),要同時(shí)構(gòu)建包括精細(xì)構(gòu)造形態(tài)和儲(chǔ)集層內(nèi)部構(gòu)型兩方面內(nèi)容的地質(zhì)模型,實(shí)現(xiàn)薄砂體、小斷層、廢棄河道、夾層等遮擋的有效表征,進(jìn)一步提高儲(chǔ)集層地質(zhì)建模的精度。該措施雖然大大增加了建模的復(fù)雜程度,但可為下一步數(shù)值模擬提供精細(xì)量化剩余油分布所需的地質(zhì)模型。3.3精細(xì)地質(zhì)模型的背景和應(yīng)用確定剩余油分布是制定老油田二次開(kāi)發(fā)方案的基礎(chǔ)。相對(duì)富集部位的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)、井網(wǎng)的合理重組、開(kāi)發(fā)指標(biāo)的預(yù)測(cè)和采收率指標(biāo)的計(jì)算等,都需要量化剩余油的分布。為了在上述精細(xì)地質(zhì)模型的基礎(chǔ)上精確量化剩余油分布,要求數(shù)值模擬的網(wǎng)格數(shù)量明顯增加、算法有所改進(jìn)、計(jì)算速度和歷史擬合精度明顯提高,特別是需要把歷史擬合技術(shù)精細(xì)到實(shí)現(xiàn)分層的歷史擬合。數(shù)值模擬技術(shù)從常規(guī)的研究油田開(kāi)發(fā)策略發(fā)展到精細(xì)地研究剩余油分布,進(jìn)入了一個(gè)新的階段,稱(chēng)之為“精細(xì)油藏?cái)?shù)值模擬”。量化剩余油分布的技術(shù)要求主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。3.3.1采用精細(xì)化網(wǎng)格技術(shù)來(lái)計(jì)算實(shí)現(xiàn)精細(xì)油藏?cái)?shù)值模擬,需要大量增加網(wǎng)格節(jié)點(diǎn),網(wǎng)格粗化通常會(huì)忽略很多精細(xì)油藏描述的細(xì)節(jié),所以理想的做法是盡量減少甚至不用網(wǎng)格粗化的方法來(lái)縮減網(wǎng)格數(shù)量。但是若直接應(yīng)用精細(xì)油藏描述的網(wǎng)格系統(tǒng),可能達(dá)到幾千萬(wàn)個(gè)甚至上億個(gè)節(jié)點(diǎn),目前實(shí)現(xiàn)模擬的難度和代價(jià)都比較大。因此,要采用多種提高油藏?cái)?shù)值模擬計(jì)算速度和效率的新技術(shù):①粗細(xì)網(wǎng)格相結(jié)合的多尺度網(wǎng)格技術(shù)?；谑Ｓ嘤头植肌罢w高度分散,局部相對(duì)富集”的格局,對(duì)老油田進(jìn)行精細(xì)數(shù)值模擬,重點(diǎn)是對(duì)剩余油富集部位進(jìn)行計(jì)算?？上炔捎么志W(wǎng)格系統(tǒng)對(duì)全油藏區(qū)塊進(jìn)行計(jì)算,找出剩余油相對(duì)富集區(qū),然后再逐級(jí)地采用細(xì)網(wǎng)格對(duì)剩余油相對(duì)富集區(qū)進(jìn)行比較精確的計(jì)算,用這種新方法可以大大減少網(wǎng)格數(shù)量,加快計(jì)算速度。②對(duì)剩余油富集區(qū)采用細(xì)網(wǎng)格計(jì)算時(shí),運(yùn)用窗口技術(shù)分離出該富集區(qū)進(jìn)行計(jì)算,可以獲得與上述方法同樣的效果。③當(dāng)網(wǎng)格數(shù)非常多時(shí),為了加快計(jì)算速度,應(yīng)該用并行算法進(jìn)行計(jì)算。④在粗網(wǎng)格計(jì)算時(shí),還可以應(yīng)用計(jì)算速度很快的流線(xiàn)法計(jì)算。這種方法還可以直觀地反映注