永進地區超深低滲透砂巖油藏開發對策

王學忠，秦國鯤

(中石化勝利油田分公司，山東 東營 257000)

永進地區超深低滲透砂巖油藏開發對策

王學忠，秦國鯤

(中石化勝利油田分公司，山東 東營 257000)

永進地區屬罕見的超深、低滲透、稀油砂巖油藏，溶蝕作用和異常高壓導致油藏次生孔隙發育。雖然異常高壓和大量的溶解氣提供了驅油能量，但是限于油藏埋藏超深和儲層低滲透等特征，壓裂改造措施投資大，施工難度大，驅油能量不能充分發揮作用。研究認為，該油藏應立足水平井天然能量開發，從彌補先天條件不足入手，通過地質攻關找到更厚、裂隙更發育的優質儲層，通過鉆探長井段水平井增加鉆探到裂隙的概率，發揮好異常高壓、溶解氣豐富的優勢，實現該類油藏的經濟開發。

超深層;低滲透油藏;異常高壓;彈性驅動;溶解氣驅;水平井;永進地區

引言

2004年，準噶爾盆地腹部永1井在侏羅系西山窯組5 875～5 888 m測試，日產油為72.0 m3/d，日產天然氣為10 562 m3/d，20℃地面原油密度為0.889 4 g/cm3，50℃地面原油黏度為47.1 mPa·s，壓力系數為1.7，自噴開采至21個月時，累計產油3 779 t，停噴關井。之后，陸續鉆探7口探井，有5口井鉆遇油層，3口井獲得工業油流。2010年以來，該區實施水平井開發先導試驗，自噴生產26個月，日產油由投產初期的20 t/d下降為3 t/d。目前發現的超深油田多為碳酸鹽優質儲層，國內外此類儲層多數孔、洞、縫發育，開發難度相對較小，但永進地區油藏情況比較特殊:一是超深，達6 000 m;二是儲層低滲透;三是壓裂投資較大，措施難度大，酸化效果不明顯，水平井開發先導試驗效果也不明顯。為盡快投入工業化開發，在總結經驗的基礎上對其進行分析，提出后續的開發對策。

1 油藏概況

1.1 地質特征

永進地區位于準噶爾盆地腹部車莫古隆起南翼，主要含油層系為侏羅系西山窯組上段2砂巖組，儲層比較發育(圖1)，已上報控制和預測含油面積為390 km2。

2011年，二維地震覆蓋3 657 km2，三維地震覆蓋812 km2。西山窯組油藏埋深為5 842.5～6 004.0 m，厚度為160m左右［1］。西山窯組上段儲層橫向發育，分布穩定，巖性為淺灰色熒光細砂巖。永1井獲工業油流儲層砂體厚度為35 m，測井解釋孔隙度為12.6%，滲透率為6.7×10－3μm2，含油飽和度為43.4%，視地層電阻率為24 Ω·m，聲波時差為237 ms/m，泥質含量為17.8%。永2井獲工業油流儲層，井段為5 947.9～5 949.9 m，巖性為淺灰色油跡細砂巖，測井解釋孔隙度為12.2%，滲透率為5.9×10－3μm2，含油飽和度為50.2%，視地層電阻率為37.7 Ω·m，聲波時差為216 ms/m，泥質含量為16.9%。該區西山窯組油氣富集受異常高壓、古構造背景以及有利儲集相帶的控制，屬構造背景上的地層油氣藏［2］。如:永1井區西山窯組石油可采儲量為631×104t，溶解氣可采儲量為9 ×108m3，原始氣油比為143 m3/t，壓力系數高達1.69，屬超高壓異常系統［3］。欠壓實引起的異常高壓大大削弱了正常壓實作用對深部地層的影響，使儲集層保留較大的孔隙空間，而且異常高壓作用下形成的微裂縫增加了儲層的滲透性能，是造成該區 深部優質儲層發育的主要原因。

圖1 永進地區油藏連井剖面

1.2 試油試采認識及存在問題分析

永1井試采累計產油3 779 t，累計產水688 m3，累計產氣163×104m3。2004年永2井試油初期，日產油為7 t/d，日產氣為11 694 m3/d，不含水。2005年永3井試采，日產油為34.2 t/d，日產氣為6 776 m3/d，累計產油2 134 t，不含水。2010年1月永1－平1井投產，生產井段為5 725.3～6 101.1 m，3 mm油嘴自噴投產，初期套壓為15 MPa，日產油為21 t/d，含水率為6%。2011年10月，該井套壓為6.2 MPa，自噴生產，日產油為3 t/d，不含水，氣油比為129 m3/t，累計產油2 759 t，累計產氣20.1× 104m3。

(1)永1－平1井未能充分展示水平井開采超深低滲透油藏的優越性。永1－平1井鉆井周期長達2 a，油層污染嚴重。儲層較預想要薄，設計水平段長度為1 500 m，實際鉆遇水平段430 m。由于油層中部套管變形，影響了生產。但從國內外開采低滲透油藏實踐看，水平井系統的泄壓范圍遠高于直井系統的泄壓范圍，可有效降低井筒周圍的壓力，增加鉆遇垂直裂縫的幾率［4］。水平井段穿越有效垂直裂縫的數量越多，水平井產量越高。

(2)地層天然能量未得到有效利用，穩產難度很大。永進油田天然能量主要是彈性能量和溶解氣。該區原始溶解氣油比為143 m3/t。永1井開發初期壓力恢復測試，關井恢復前日產油為23.9 m3/d，氣油比達到 254 m3/t，測試流壓為 47.8 MPa，地層靜壓為97.4 MPa，壓差高達49.6 MPa，表明此時溶解氣發揮了主導作用。停噴前，氣油比達到526 m3/t。永1－平1井有所不同，第1個月氣油比僅為26 m3/t，開采至21個月，氣油比為126 m3/t，仍然低于原始氣油比。初步判斷，由于儲層滲透性較差，影響了壓力傳導和溶解氣驅油作用的有效發揮。

(3)實施的2井次酸化不成功。永5井試井資料確定儲層流動系數為9.0×10－3μm2·m/mPa·s，表皮系數為 －0.9，有效滲透率僅為0.3×10－3μm2，有必要改造儲層物性，提高其滲流能力。但是，永1井酸化泵注壓力為88 MPa，地層基本不吸液。永6井施工壓力高達98 MPa，地層吸液差，17次震蕩僅擠入地層6 m3酸液，施工不成功。推算該地層閉合壓力為106 MPa，儲層屬典型的致密低滲儲層，改造難度較大。

2 開發難點與對策

2.1 急需突破鉆井技術瓶頸

永進地區地層復雜，井壁不穩定。其白堊系清水河組泥巖受高地應力影響周期性井壁失穩，易垮塌掉塊，導致井下阻卡嚴重。侏羅系地層西山窯組、三工河組、八道灣組沙泥巖和煤層發育，易垮塌掉塊，井徑不規則。井壁垮塌造成井徑擴大率大，形成鋸齒型不規則井眼，導致完井電測阻卡嚴重。已鉆探的8口井井深為5 916～6 421 m，平均為6 130 m，鉆井周期為153～720 d，平均為345 d，鉆井過程中卡鉆15次。

鉆井工程對策:①該區目的層西山窯組直井采用三開井身結構可以滿足需要，水平井采用非常規系列井身結構，如:永1－平1井采用直徑660 mm三牙輪鉆頭打導眼，采用直徑445 mm三牙輪鉆頭一開，采用直徑311 mm三牙輪鉆頭二開，采用直徑216 mm三牙輪鉆頭三開(導眼)，采用直徑149 mm三牙輪鉆頭四開，解決復雜地層鉆井難題;②準確預測地層坍塌壓力，合理設計鉆井液密度，優化鉆井液性能，避免因壓力不平衡引起的井塌，鉆井液體系應以包被、防塌、封堵型處理劑為主;③充分考慮地應力方向，合理選擇鉆井方位。

2.2 急需突破優質儲層識別技術瓶頸

永進地區儲層雖然超深、低滲，但是難得是稀油。溶蝕作用和異常高壓導致了6 350 m深度依然發育優質砂巖儲層，如:永1井在5 877.2 m井段巖心實測孔隙度為13%，滲透率為2.8×10－3μm2，在6 116.4 m井段巖心實測孔隙度為11%，滲透率為1.89×10－3μm2，深部明顯存在2個次生孔隙發育帶。如能加強優質儲層識別，就可在一定程度上減輕開發壓力。胡見義院士指出，中國超深層優質碎屑巖儲層受沉積期特征、深埋時間因素(即成巖過程很長，深埋時間較短)、流體承壓程度和次生溶蝕作用的控制［5－6］。影響碎屑巖優質儲層分布的主要因素是沉積相的分布以及岸線遷移對砂體分布的控制作用。王波等研究認為，庫車坳陷大北—克拉蘇深層構造帶有效儲層埋深下限為8 300 m，有效儲層占砂巖厚度百分比是深部儲層評價的重要參數，可以利用儲集層的埋深范圍，反過來求其有效儲層厚度［7］。

在缺少鉆探數據的情況下，超深層油氣勘探主要依靠地震資料。在常規地震剖面上，西山窯組煤層發育區，砂體受煤層強反射屏蔽作用，難以分辨，無煤層沉積區，表現為中弱振幅。永1井區西山窯組地震高分辨率處理，獲得了更加豐富的地質信息，斷層特征反映明顯，北西向的斷裂對煤層反射影響顯著;局部的高振幅值區，反映煤層下反射疊合能量的加強。應用測井約束反演技術開展的儲層預測經鉆井資料證實，永1－平1井西山窯組測井解釋油層為218.4 m/3層，對應井段為5 764.0～6 172.4 m，對應垂直深度為5 628.1～5 638.3 m，垂直厚度為10.2 m，達到較高的精確度。利用高頻分頻相干數據體的多尺度分辨率特性，可以識別一些常規數據難以發現的小斷裂和裂縫發育帶，為井位設計找到新依據［8］。基于現有資料和認識，在有利目標區設計了永1－平2井(圖2)。

圖2 永1－永3井區西山窯組2砂組儲層預測

2.3 探索超深低滲透油藏開發新技術

目前，世界各國開發低滲透油田的主要技術手段為:利用分支井技術提高油藏泄油面積;利用旋轉導向系統鉆大位移水平井提高油層裸露面積;利用欠平衡鉆井、氣體鉆井技術加強鉆完井過程中的油氣層保護;大型水力壓裂和酸化技術改造油層。勝利油田樊154－平1井屬濁積巖沉積特低滲透油藏，實施12段分段壓裂，自噴投產成功，初期日產油為42 t/d，已累計產油1 800 t［9］。長慶油田采用“整體壓裂、超前注水”。丁雁生提出了低滲油田“層內爆炸”增產技術［10］。但基于油層6 000 m埋深考慮，實施大型壓裂及注水開發均存在較大困難。筆者基于深層干熱巖富集大量熱能的現實，探索了干熱巖輔助采油的可能性，可以嘗試注水吞吐開采，但致密砂巖油層井筒空間有限，實施難度依然很大［11－12］。因此，建議永進地區充分利用異常高壓和溶解氣能量，發揮水平井鉆遇天然裂縫的概率優勢，立足于水平井天然能量開發。

3 結論及建議

(1)永進地區異常高壓和大量的溶解氣提供了驅油能量，限于超深層和低滲透等條件，壓裂改造措施投資大，施工難度大，驅油能量不能充分發揮作用。建議從彌補先天條件不足入手，通過地質攻關找到更加優質的儲層，如:加強沉積相及岸線遷移對砂體分布的控制研究，利用儲集層的埋深范圍反求有效儲層厚度。

(2)永進地區有一定儲量規模，但油井產能不落實，為了盡快動用這部分儲量，已部署鉆探長井段水平井，鉆探到更多的天然溶孔、裂縫，擴大泄油面積，努力搭建油層—地面之間能量傳遞的橋梁。同時，攻關深井復雜地層水平井優快鉆井工藝技術，縮短鉆井周期，減少井下事故和油層污染，落實水平井產能，完善采油工藝。

(3)該地區發現8 a未能規模開發，其開發難度超乎想象，遠不是單一學科攻關所能解決的，尚需加強勘探－開發－工程一體化攻關。

［1］金振奎，蘇奎，蘇妮娜.準噶爾盆地腹部侏羅系深部優質儲層成因［J］.石油學報，2011，32(1):25－31.

［2］蔡希源，劉傳虎.準噶爾盆地腹部地區油氣成藏的主控因素［J］.石油學報，2005，26(5):1－4.

［3］劉傳虎，董臣強，王學忠.準噶爾盆地腹部深洼區超高壓帶分布規律［J］.新疆石油地質，2010，31(1):1－3.

［4］孫煥泉，楊勇.低滲透砂巖油藏開發技術——以勝利油田為例［M］.北京:石油工業出版社，2008:171－183.

［5］胡見義，吳因業，張靜.高海拔與超深地層石油地質若干問題［J］.石油學報，2009，30(2):159－167.

［6］Ziegler P A.Geological atlas of western and central Europe［M］.New York:Elsevier Scientific Publishing Company，1982:27－33.

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［9］黃廣恩.仿水平井壓裂技術在樊142塊的應用［J］.內蒙古石油化工，2011，37(4):132－133.

［10］丁雁生，陳力，謝燮.低滲透油氣田“層內爆炸”增產技術研究［J］.石油勘探與開發，2001，28(2):90－96，106.

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［12］王學忠.干熱巖輔助采油可行性研究［J］.中國工程科學，2011，13(3):104－106.

Development strategy for the ultra－deep low permeability sandstone reservoirs in Yongjin area

WANG Xue－zhong，QIN Guo－kun

(Shengli Oilfield Company，SINOPEC，Dongying，Shandong 257000，China)

The Yongjin oilfield in Junggar Basin is a rarely seen ultra－deep，low permeability，light oil sandstone reservoir，where dissolution and abnormal high pressure had led to development of secondary pores.Although abnormal high pressure and a huge amount of solution gas provide oil displacement energy，fracturing stimulation is high cost and difficult to operate as limited by ultradeep reservoir burial depth and low permeability，and the oil displacement energy can not give full play.It is concluded through research that this oilfield should rely on natural drive with horizontal wells;quality reservoirs which are thicker and have more developed fractures should be found through geological research;long horizontal section should be drilled to increase the chances of encountering fractures;and the advantages of abnormal high pressure and abundant solution gas should be given full play，thus realizing economic development of such reservoirs.

ultra－deep reservoir;low permeability reservoir;abnormal high pressure;elastic drive;solution gas drive;horizontal well;Yongjin oilfield

TE348

A

1006－6535(2012)03－0063－04

10.3969/j.issn.1006－6535.2012.03.015

20110926;改回日期:20120313

國家重大專項“準噶爾盆地碎屑巖層系大中型油氣田形成規律與勘探方向”(2011ZX05002－002)

王學忠(1972－)，男，高級工程師，1993年畢業于中國石油大學(華東)油藏工程專業，2006年畢業于中國石油大學(華東)油氣田開發專業，獲碩士學位，現從事油田開發研究工作。

編輯姜 嶺