塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏提高采收率技术途径

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏以大型溶洞、溶蚀孔洞及裂缝为主要储集空间,其非均质性极强,且多种流动方式共存,勘探开发属于世界级难题。综合分析了塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏的开发历程,确定油井过早出水、储量动用能力低、天然能量不足是天然能量开发阶段采收率低的主要原因;水驱效率低是注水开发阶段采收率低的主要原因。同时分析了目前缝洞型碳酸盐岩油藏提高采收率面临的主要问题,初步探索了缝洞型油蔵提高采收率的途径,提出了天然能量开发阶段以"整体控水压锥、提高油井平面和纵向上储量动用能力",补充能量阶段以"优化、改善注水开发为主,注气、稠化水驱等扩大波及体积的方法为辅"的提高采收率技术思路,对塔河油田进一步提高采收率具有重要的意义。     

大尺度多洞缝型油藏试井分析方法

以渗流力学、弹性力学为基础,建立多洞缝型碳酸盐岩油藏单相流动时的数学模型,给出数学模型的解析解,解析解可用于不同制度下多洞缝型碳酸盐岩油藏生产动态分析.结合解析解给出了多洞缝型碳酸盐岩油藏试井方法,最后结合正交设计理论,分析影响多洞缝型碳酸盐岩油藏生产的相关因素.结果表明:洞的相对大小和裂缝导流能力是影响多洞缝型碳酸盐岩油藏开发效果的主要因素,裂缝导流能力越强,主洞相对体积越大,越有利于开发;当裂缝导流能力差、主洞体积相对较小时,通过控制产液量提高开发效果不明显.     

塔河油田缝洞型油藏“一井多控”高效开发关键技术

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏主要储油空间是溶洞,多轮次开发过程中溶洞的储量品质与规模不断下降,单井动用单洞的开发方式效益风险逐年增大。为此,基于地质工程一体化,研发了同时动用多套缝洞体的“一井多控”高效开发关键技术。该技术主要基于缝洞分级刻画描述技术,分级标定复杂缝洞体内部基岩与有效缝洞体的边界;针对缝洞型油藏缝洞空间展布存在的差异性,推进地质工程一体化,设计多种“串联”井眼轨道,尽可能贴近有效缝洞边界;研发适合缝洞型储层的分段改造一次动用完井技术,实现一个井眼沟通动用多个缝洞体的目标,进一步提高单井产能和单井开发效益。“一井多控”高效开发关键技术在塔河油田进行了现场试验,试验过程中对缝洞刻画、井眼轨道设计及完井技术不断迭代优化提升,支撑了“一井多控”评价井储量动用规模与产能的不断提升,储量动用规模达到直井动用储量规模的1.5倍以上,油井日产油能力提高10%以上。“一井多控”高效开发关键技术为塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏提供了一种新的开发方式。     

碳酸盐岩缝洞型油藏描述与储量计算

碳酸盐岩缝洞型油藏的描述难度极大。以塔里木盆地塔河油田为例,应用系统层次化的研究方法,将多种缝洞组合、多种油水关系、多套压力系统的复杂油藏,分解成缝洞成因相似、压力系统相同的若干缝洞单元,形成了动、静相结合的缝洞单元综合评价方法以及"平面分单元、分储集类型、纵向分段"的体积法储量计算和储量分类评价方法。目前该方法在塔河油田开发实践中应用效果较好,已推广应用到整个塔里木盆地的碳酸盐岩油气开发和缝洞型油藏描述中。该方法对非常规油藏也具有一定的指导意义,主要是依托高精度三维地震、钻井和动态资料,进一步提高非常规油藏的描述精度。     

塔河油田单井注氮气采油技术现场应用

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏经过多年开发后,底水锥进、油水界面抬升,剩余油主要以阁楼油形式富集。现场实践证实注氮气采油开发碳酸盐岩缝洞型油藏是可行的,能有效动用阁楼型剩余油,并且在实践中总结了注氮气采油的选井经验,建立了高效注气井分类模型,为同类碳酸盐岩缝洞型油藏开发提供了参考依据。注氮气采油技术是一种高效提高采收率的技术手段。     

缝洞型油藏不同控因剩余油分布及开发对策

针对塔河碳酸盐岩缝洞型油藏剩余油分布认识不清的问题,以缝洞型油藏地质特征为基础,综合连通性分析、注采效果及油水分布特征研究,利用实钻井、措施井及注采效果分析,从宏观、微观、表观3方面,分析出剩余油分布分别受油藏地质特征、缝洞发育特征及开发因素控制。在此基础上,结合油藏开发实际,提出了塔河碳酸盐岩缝洞型油藏3大类14亚类剩余油分布模式,明确了5亚类属于油藏地质特征决定的宏观剩余油,6亚类属于缝洞发育特征决定的微观剩余油,3亚类属于开发不确定因素导致的表观剩余油。同时针对不同剩余油类型,提出了适应的开发对策,其中采用直井方式动用主干断裂分隔型、分支断裂点状充注型、水锥油斗型、纵向多套河道型、沟谷角洞型、大缝洞横向分隔型剩余油;采用侧钻井方式开发井洞关系型、指状分隔型、暗河充填型剩余油;采用调流道、大泵提液或选择性堵水方式动用孔缝通道型剩余油;采取分段酸压、大型酸化方式动用大缝洞纵向分隔型、裂缝闭合型剩余油。不同岩溶缝洞油藏剩余油类型及开发对策研究工作在塔河主体区取得了较好的开发效果,为相似油藏的剩余油挖潜奠定了基础。     

缝洞型碳酸盐岩油藏开发技术的认识与思考

塔里木盆地缝洞型碳酸盐岩油藏是油田开发面临的新的油藏类型,存在产量递减快、采收率低和储量动用率低等问题。剖析了中国石化塔河油田和顺北油气田缝洞型碳酸盐岩油藏地质特征及开发面临的挑战,系统总结了中国石化在缝洞型油藏描述、开发建产和提高采收率等方面的技术进展,针对塔河油田和顺北油气田的不同开发阶段,提出了下一步技术攻关建议。缝洞型碳酸盐岩油藏经过多期构造运动、岩溶作用和油气充注,储集体非均质性极强,油、气、水分布复杂,给油藏描述、地质建模、储量评价、效益建产、注水-注气、钻井工程、酸压改造、井筒举升等带来一系列挑战。经过20年的开发实践,中国石化西北油田形成了基于地球物理的体积雕刻、断裂精细解析和岩溶系统表征技术,以及基于岩溶相控的地质建模、靶向酸压和注水-注气提高采收率等技术。为实现顺北油气田高效开发,需进一步开展基于断裂解析的成藏特征研究以及基于地球物理雕刻的储集体相控地质建模、流体相态特征及高压物性、油藏组分数值模拟、油藏地质力学与数值模拟耦合、油气藏与举升一体化模拟、井位优选和钻井轨迹优化等工作。为实现塔河油田大幅提高采收率目标,需进一步开展缝洞结构描述、岩溶成因系统研究、储量动用评价、注水-注气机理及规律研究、缝洞井节点网络模拟和动态监测系统研究等工作。     

碳酸盐岩缝洞型油藏三维建模方法技术研究——以塔河奥陶系缝洞型油藏为例

碳酸盐岩缝洞型油藏与碎屑岩油藏及其它裂缝孔隙型的碳酸盐岩油藏有本质区别,溶洞、裂缝、溶蚀孔隙3种孔隙类型共存,使得传统的碎屑岩油藏建模理论、方法面临挑战.该文提出了以缝洞单元为基础的缝洞型油藏"5步法"建模技术,即建立溶洞分布模型、裂缝离散分布模型、溶洞物性参数模型、裂缝参数模型和缝洞连通体模型.地质模型描述和刻画缝洞体三维形态展布、属性分布,为开发该类油藏提供了理论基础.      

塔河油田碳酸盐岩油藏缝洞分隔性研究

针对塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏主体区剩余缝洞水淹程度高、油水关系复杂、加密部署风险大的问题,结合油藏生产实际,提出了碳酸盐岩缝洞型油藏分隔缝洞体的概念,形成了基于油藏地质背景的缝洞分隔性研究的技术思路和方法,总结出"三大类七亚类"的缝洞分隔模式:河道(管道)分隔型(支流河道分隔型、充填分隔型、U型管分隔型)、断裂分隔型(内幕断裂分隔型、交错断裂分隔型、平行断裂分隔型)和岩溶沟谷分隔型。以基于油藏地质背景的缝洞分隔性研究为基础的老区加密部署效果良好,投产新井产能明显提高,突破了井位部署大于500 m井距的限制,较大程度上增加了可开发缝洞体潜力,降低了加密调整水淹风险。     

塔河油田奥陶系缝洞型油藏储量分类评价技术

塔河油田缝洞型油藏由于储集体的空间分布、规模大小、储集性能具有较强的非均质性,按照碎屑岩油藏计算方法提交的探明储量具有一定的不确定性。因此从开发的角度,考虑缝洞型油藏的非均质性,利用地震反射特征、地震振幅变化率大小及实钻井的产能差异对提交的探明储量进行了分类评价,把未开发储量划分为落实未开发储量,待评价一类储量、待评价二类储量、待核销储量4个小类,并论述了界定不同类别储量边界的多种技术方法。由于每种技术方法都有一定的局限性,因此需综合利用多种技术方法进行储量的评价。通过对塔河碳酸盐岩缝洞型油藏探明储量的分类评价,能够有效指导开发井位的部署,优先动用优质储量,加强待评价一类储量的评价工作,提高此类油藏的建产率,单井产能及储量动用程度。     

不同岩溶缝洞油藏剩余油类型及开发对策

针对塔河碳酸盐岩缝洞型油藏剩余油分布认识不清的问题,以缝洞油藏特征为基础,运用油藏精细刻画、测井、生产动态特征及差异连通性分析方法,提出了塔河碳酸盐岩缝洞型油藏8大类13亚类剩余油分布类型,明确了8亚类属于油藏类型决定的特有型,5亚类是由缝洞发育特征决定的共有型。针对不同剩余油类型提出了适合的矿场开发对策：采用注气方式动用阁楼型剩余油;部署直井动用分支暗河、深部暗河、交错断裂分段型、平行断裂型及T₅⁶-T₇⁴断裂型剩余油;采取侧钻方式开发低幅小残丘、沟谷两翼型、T₇⁴内幕断裂及U型剩余油;采取排水采油、选择性堵水、关井压锥及酸压方式动用高渗通道内的低渗区型、裂缝窜进封挡型及不同部位充填型剩余油。不同岩溶缝洞油藏剩余油类型及开发对策在塔河油田取得了较好的开发效果,对相似油藏的剩余油挖潜有一定借鉴作用。     

塔里木盆地哈拉哈塘地区三维叠前深度偏移与储层定量雕刻

塔里木盆地哈拉哈塘奥陶系碳酸盐岩缝洞型储层十分发育,裂缝溶洞的展布主要受断裂、古水系控制,油层厚度小,水体活跃。缝洞储层具有大小规模不同、空间分布形态不规则、充填性质各异的缝洞组合特征。如何准确刻画碳酸盐岩缝洞储层空间位置、缝洞储层容积、油气水分布特征,已成为碳酸盐岩油藏勘探开发井位部署的主要难点之一。在高品质的高密度全方位采集的地震资料的保障下,提出了叠前深度偏移、正反演结合定量雕刻、叠前地震各向异性分析和叠前弹性参数反演预测方法。实际地震资料的应用表明,叠前深度偏移可以准确刻画缝洞体空间位置,叠前各向异性分析能有效预测裂缝发育强度及方位,结合井资料叠前弹性反演能有效预测缝洞储层空间形态和储层的含油气性。多种手段的应用,有效地解决了碳酸盐岩缝洞油藏研究的难题,为哈拉哈塘碳酸盐岩油藏的勘探开发井位部署提供了有力支持。     

塔里木盆地哈拉哈塘地区三维叠前深度偏移与储层定量雕刻

塔里木盆地哈拉哈塘奥陶系碳酸盐岩缝洞型储层十分发育,裂缝溶洞的展布主要受断裂、古水系控制,油层厚度小,水体活跃。缝洞储层具有大小规模不同、空间分布形态不规则、充填性质各异的缝洞组合特征。如何准确刻画碳酸盐岩缝洞储层空间位置、缝洞储层容积、油气水分布特征,已成为碳酸盐岩油藏勘探开发井位部署的主要难点之一。在高品质的高密度全方位采集的地震资料的保障下,提出了叠前深度偏移、正反演结合定量雕刻、叠前地震各向异性分析和叠前弹性参数反演预测方法。实际地震资料的应用表明,叠前深度偏移可以准确刻画缝洞体空间位置,叠前各向异性分析能有效预测裂缝发育强度及方位,结合井资料叠前弹性反演能有效预测缝洞储层空间形态和储层的含油气性。多种手段的应用,有效地解决了碳酸盐岩缝洞油藏研究的难题,为哈拉哈塘碳酸盐岩油藏的勘探开发井位部署提供了有力支持。     

缝洞型碳酸盐岩油藏周期注水驱油机理

针对在缝洞型碳酸盐岩油藏中能否实施周期注水的问题,在分析缝洞型油藏不同岩溶背景注采关系特征的基础上,利用CFD流体力学软件建立缝洞组合机理模型,开展了周期注水驱油模拟,并运用类比法总结了缝洞型油藏周期注水驱油机理:通过周期性地改变注水量和注入压力引起大尺度缝洞连通体中流体流动状态的变化(段塞流、管流),在重力及浮力以及流动压差综合作用下,使管道盲端、微裂缝、相连溶洞、孔洞中的剩余油得到动用,实现扩大注水波及体积的目的。缝洞型油藏周期注水驱油机理的初步明确,为矿场不同岩溶背景下注水方式的优选和注采参数的确定提供了理论依据。     

最难开发的油藏如何开发——访中国石化股份有限公司副总工程师、中国工程院院士李阳

正"海相碳酸盐岩缝洞型油藏技术"荣获国家技术发明二等奖,成为我国石油工业可持续发展的重要支点之一。在2017年国家科学技术奖励大会上,中国石化完成的"海相碳酸盐岩缝洞型油藏精细描述、数值模拟及高效注水开发技术"(以下简称"海相碳酸盐岩缝洞型油藏技术")荣获国家技术发明二等奖。"海相碳酸盐岩缝洞型油藏技术"成果具有怎样的重要意义?此项技术攻克了我国海相碳酸盐岩缝洞型油藏开发领域的哪些难题……为此,本刊记者对     

鱼骨刺柔性管在碳酸盐岩缝洞型油藏应用的数值模拟研究

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏水平井酸压投产时,存在笼统酸压效果不理想,分段酸压难度大、工具选择困难、裂缝走向难控制等问题,为此,采用数值模拟方法分析了碳酸盐岩缝洞型油藏水平井采用鱼骨刺柔性管完井时的增产效果及经济性。结果表明:鱼骨刺柔性管未连通有效缝洞体时,单井产油量随着鱼骨刺柔性管装置数量增加而增加,但是平均单套装置的增油量呈现先增加后减小的趋势,连通缝洞体概率较低的井建议采用6~10套鱼骨刺柔性管装置进行完井作业;连通单个有效缝洞体时,产油量随缝洞体的体积增大而增加;连通多个缝洞体且缝洞体总体积相同时,累计产油量随着连通缝洞体的数量增加而增大;连通1个以上缝洞体即可取得较好的经济效益。研究结果表明,塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏水平井可以采用鱼骨刺柔性管完井。      

塔河油田缝洞型油藏流动单元的定义和划分

目前,流动单元研究在砂岩油藏研究中已得到广泛应用,但对于缝洞型碳酸盐岩油藏来说,由于成岩后生作用、构造断裂作用、溶蚀作用等多种因素对储集空间的综合影响,使砂岩油藏的流动单元研究方法难以直接应用于缝洞型碳酸盐岩油藏.因此,针对塔河油田缝洞型碳酸盐岩地质特征,论证了该区碳酸盐岩储层渗流屏障的存在及其类型,探索性提出区别于砂岩油藏的缝洞型碳酸盐岩储层流动单元的综合研究方法,包括油藏压力趋势分析法和流体性质分析法等,并综合缝洞型储层的发育特征初步划分了该区的缝洞型碳酸盐岩流动单元.     

缝洞型碳酸盐岩油藏注水开发效果评价方法

缝洞型碳酸盐岩油藏与砂岩油藏不同,井与井之间注水效果差异大,注水后有的井效果显著,有的井因注水而暴性水淹,如何科学评价缝洞型油藏注水效果至今没有适合的方法.针对新疆塔河油田缝洞单元开展了注水效果评价研究,首次提出了注水效果评价方法,针对不同类型单井缝洞体,揭示了注水受效规律,提出了同层注采、缝注洞采、低注高采的开发模式...     

碳酸盐岩缝洞体体积定量计算及其影响因素分析探索——以塔河油田主体区为例

塔河油田主力产层为奥陶系碳酸盐岩岩溶缝洞型油藏,岩溶缝洞体在地震剖面上最基本的表现为“串珠状”强振幅异常反射.在岩溶缝洞体的地震资料分辨率和定量化计算理论依据分析的基础上,通过对“串珠状”反射异常体的雕刻和体积估算,以及由大量数值模拟结果统计获得的体积校正系数的校正,定量计算了有效缝洞体的体积,取得了塔河油田碳酸盐岩缝洞体体积定量化计算方法探索研究的初步成果.进一步分析了影响计算精度的主要因素,指出开展大面积的高精度地震采集、发展与应用适应缝洞体准确成像的叠前深度偏移处理新技术,同时开展大批量系统性的物理模拟实验工作,有望逐步提高缝洞体体积定量化预测的精度,为碳酸盐岩缝洞储集体的储量计算以及后续开发方案的制定提供可靠的参考依据.     

缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟技术与应用

缝洞型碳酸盐岩油藏储集空间类型多样,溶孔、裂缝、溶洞共存,尺度差异大,流动复杂,既有渗流、裂缝流,又有洞穴流,常用的数值模拟方法已不适用此类复杂介质中的流动问题,为了研究此类油藏的开发机理和剩余油分布规律,建立了缝洞型油藏洞穴流与裂缝流和渗流耦合的数学模型,并用有限体积法对数学模型进行了离散,用自适应方法对方程组进行了求解,形成了缝洞型油藏的数值模拟软件.对塔河油田一个井组剖面和一个缝洞单元进行了数值模拟历史拟合,揭示了此类油藏剩余油类型主要有洞顶剩余油、边角剩余油、阁楼油、底层剩余油、绕流油和充填溶洞剩余油,结果与生产实际相符,证明缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟模型是正确的,对缝洞型碳酸盐岩油藏剩余油挖潜和提高采收率有较大的应用价值.