延長油田多含油層系疊合特低滲透油藏水平井立體開發實踐
——以ZC區水平井開發為例

王 艷

(陜西延長石油(集團)有限責任公司研究院，陜西西安 710075)

延長油田位于鄂爾多斯盆地中西部，整體構造特征是東高西低、構造平緩，局部發育鼻狀隆起構造，對油氣聚集起到一定作用。區內斷層不發育，裂縫較發育。盆地內有分布范圍廣、厚度大的優質張家灘、李家畔烴源巖發育，形成了良好的油源條件，油藏特征為面積大、分布廣、連片性好、多套含油層系疊合，又以低—特低滲透油藏為主。對于該類油藏利用直井開發具有一口井可以動用多套開發層系，但由于油藏物性差、隨著開采時間變長地層驅動能量不足，油井普遍表現為單井產量低、遞減快，采出程度低的特點。經過這幾年水平井開發實踐，針對這類油層埋藏深、物性差、厚度大、垂向間距大、多套含油層系疊合的特低滲透油藏，利用水平井立體開發[1-4]，直井分層合注不但能高效動用特低滲透油藏難動儲量，還能提高采收率。

1 水平井立體開發概念

在我國油藏立體開發最早是在2007年以關鍵字提出來的，到2013年以后逐漸形成了特殊油藏立體開發的概念和開發模型[5-6]。我國的油藏立體開發目前主要有2種：一是勝利油田王端平、關富佳等針對斷塊多、油層多、非均質性強、布井難度大的復雜斷塊油藏，提出利用水平井控制優勢油砂體，定向井完善注采關系開發模型，這本質上是一種“聯合優化，整體開發”的方式；二是遼河油田任芳祥等針對隔夾層發育的塊狀稠油油藏，提出了多段多層水平井疊置、直井注汽開發模型[7]。

綜合兩種實踐模型可以看出，水平井立體開發是根據不同油藏特征，以高效動用儲量提高采出程度為目的，結合油藏平面和垂向上多套油層，既考慮油藏中流體的平面運移和驅動規律，又考慮油層在垂向上重力驅動的滲流特征的一種開發方式。水平井立體開發不僅適用于一套層系、一套井網，利用水平井和直井相結合的井網開發；也適用于多套含油層系、多套井網，利用水平井高效動用各含油層系、配套直井注水多套立體的井網同時開發[8-11]。國內其他油田主要是針對厚塊狀、斷塊物性好、非均質性強的油藏，利用水平井開發取得了一定的效果。而延長油田區內斷塊不發育，油藏具有物性差、非均質性強、隔夾層多、含油層系多、采出程度低的特點，為了有效提高油藏采出程度，實現高效開發，通過多年水平井開發實踐，建立了2種立體開發模型[12-15]。

1.1 一套層系多段雙層水平井疊置模型

針對一套層系中油層厚度大(>10 m)、中間有較穩定的隔夾層(2 m)的油藏，利用雙層水平井疊置(圖1)開采，直井注水井配套注水。水平井壓裂投產建議以水平縫為主。

圖1 雙水平井疊置模型Fig.1 Double horizontal wells superposition model

1.2 多套層系直井注水驅油加水平井垂向重力泄油復合模型

針對低滲透油藏中多套層系油藏，其具有油藏埋藏深、物性差、單井產量低、采出程度低的特點，利用直井開采單層油藏產量低，多層合采層間干擾大。這類油藏利用水平井可高效開發，為了能一次動用多套低滲透油藏，提出直井注水驅油加水平井垂向重力泄油復合模型(圖2)。

2 延長油田水平井立體開發實踐及效果

目前，延長油田多含油層系疊合油藏主要是應用常規井開發，對于儲層物性好、油層厚度大的優質儲層單井開發效果相對較好，后期產量低、含水高的時期便于改層換采其他層位。而埋藏深、物性差的低滲透油藏單井開發產量低、遞減快、采出程度低，對于這一類油藏主要采用水平井開發，直井配套注水開發模式，極大地提高了油井采出程度，得到了大家的共識。對于低滲透油藏中油層埋藏深、物性差、油層厚度大、垂向間距大的多含油層系疊合的油藏延長油田采用多套層系直井注水驅油加水平井垂向重力泄油復合模型，該方式首先在ZC區進行了實施。

2.1 ZC區油藏概況

ZC區位于陜西省吳起縣白豹鎮境內，區域構造位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡帶的西部邊緣(圖3)，構造簡單，主要為西傾單斜背景上由差異壓實作用形成的一系列由東向西傾沒的低幅鼻狀隆起，鼻狀隆起軸線近于東西向。東西向構造與砂體有效配合，形成了良好的鼻隆背斜型圈閉，有利于油氣的聚集。主要含油層系長9油組儲層平均孔隙度為8.08%；平均滲透率為0.47 mD，該油藏屬于常溫低壓低孔特低滲巖性油藏，邊底水能量極弱[7-11]。

長9油層組頂部以李家畔泥巖底為界與長8油層組劃分，底部以高聲波、高伽馬、低電阻斑脫巖底為界與長10油層組劃分，地層厚度為100～130 m。根據地層特征及沉積旋回將長9劃分為3個亞油層組，分別為長91、長92和長93。其中長91地層厚度為30～35 m，組砂體厚度為12～20 m，油層厚度為6～10 m，自然電位、自然伽馬呈箱形，水動力能力較強，頂部有李家畔泥巖，底部有長92泥巖，形成了良好的生儲蓋條件。長92地層厚度為70 m，以泥巖為主。長93地層厚度為20～30 m, 砂體厚度為16～25 m，油層厚度為6～14 m，自然電位、自然伽馬由2～3個鐘形疊合組成，是典型的正旋回沉積(圖4)。

圖3 ZC區構造位置Fig.3 ZC area location in Ordos basin

圖4 ZC區長9地層對比Fig.4 The stratigraphic contrast of Chang-9 layer in ZC area

2.2 ZC區水平井立體開發實踐與效果

2.2.1 多套層系直井注水驅油加水平井垂向重力泄油復合模型

ZC區長9油藏埋深為2 200～2 300 m，屬于低滲透油藏。它頂部有一套油頁巖，底部發育一套斑脫巖，長91是在水動力較強的環境下形成的大段塊狀砂巖，砂體厚度一般在20 m左右，分為1～2個單砂體，單砂體厚8～15 m，局部疊加為單層厚砂體。長92是較厚的泥巖，是較好的油氣遮擋層。長93是一套多旋回砂巖儲層，砂體厚度一般在20 m左右，分為2～3個單砂體，單砂體厚5～7 m。長91和長93兩套含油層系砂巖儲層中的石英含量在40%左右，長石含量在20%左右，巖屑含量在25%左右，填隙物含量在15%左右，巖石分選性中—好，磨圓度為次棱角—次圓，顆粒支撐，點—線接觸關系，孔隙式膠結，膠結程度中等—好。膠結物主要為方解石，一般含量在5%左右，最高可達10%。粒徑主要分布在0.13～0.45 mm，最大粒徑為0.5 mm。長91和長93上下兩套含油層具有油藏厚度大、連片性好、垂向間距大、物性差的特點，為了同時高效動用兩套油層，提出了多套層系直井注水驅油加水平井垂向重力泄油復合模型(圖5)。

根據延長油田對特低滲透油藏滲流機理、水平井井網部署優化的研究認識[16-18]，在平面井網上，在原有井網基礎上部署平1、平2、平3井開發長93油層組，平4、平5、平6井開發長91油層組。周圍配套注水井1、2、3、4井(圖6)。部署主要參數見表1。根據裂縫監測和鉆遇過程中無井涌井漏判斷該區裂縫較不發育，采用水平井垂直地層主應力方向部署。

圖5 ZC區長9油藏剖面Fig. 5 The reservoir section of Chang-9 in ZC area

表1 部署水平井主要參數Table 1 The planed horizontal well parameters

圖6 ZC區長9雙水平井開發井位Fig.6 The double horizontal well development location

2.2.2 開發效果

長91水平井與直井按投產時間(月)拉齊以后發現(圖7)，初期日產油量水平井大于直井2.5 t；隨著生產時間變長，直井在生產20個月左右日產油量為0.7 t/d，水平井泄油面積是常規井的2～3倍，單井日產油2.5 t，且遞減較慢。

長91油層水平井與同區塊直井對比分析(表2)表明，按照月1%遞減預測水平井生產68個月的累計采油量，平4、平5、平6井分別是直井的4.12倍、3.68倍、2.48倍，采出程度是常規井的3.4倍。

長93水平井與直井按投產時間(月)拉齊以后發現(圖8)，初期日產油量水平井大于直井6.8 t，直井單井日產油2.6 t；隨著生產時間變長，直井在生產20個月左右日產油量為0.6 t/d，水平井泄油面積是常規井的3～4倍，單井日產油5.5 t，且遞減較慢。

圖7 按投產時間拉齊水平井與直井生產曲線對比(長91)Fig.7 The production comparison of horizontal wells and vertical wells

表2 長91層水平井與同區塊直井對比分析Table 2 The comparison of horizontal wells and vertical ones in Chang-91 layer

圖8 按投產時間拉齊水平井與直井生產曲線對比(長93)Fig.8 The production comparison of horizontal wells and vertical ones in Chang-93 layer

長93油層水平井與同區塊直井對比分析(表3)表明，按照月1%遞減預測水平井生產39個月的累計采油量，平1、平2、平3井分別是直井的6.49倍、6.44倍、5.61倍，采出程度是常規井的6.2倍。

表3 長93層水平井與同區塊直井對比分析Table 3 The comparison of horizontal wells and vertical ones in Chang-93 layer

3 結論

(1)在水平井開發實踐中延長油田目前主要有2種立體開發模型：一套層系多段雙層水平井疊置和多套層系直井注水驅油加水平井垂向重力泄油復合模型。在后期挖潛階段，建議重點針對老區未鉆穿層系油藏利用水平井加淺層油藏直井開發綜合模型、一口水平井階梯式動用多套層系模型。

(2)針對ZC區兩套含油層系疊合發育、油藏厚度大、連片性好、垂向間距大、物性差的油層地質特征，提出水平井立體開發方案為多套層系直井注水驅油加水平井垂向重力泄油復合模型。采用排距130 m、井距500 m、井排方向為北東62°的菱形反九點井網布井。

(3)按照投產時間拉齊的方法對比分析同層系直井與水平井開發效果，水平井泄油面積是常規井的2～4倍，穩產期單井日產油是常規井的2～5倍，生產相同時間水平井的累計采油量是鄰井的2.5～6.5倍，采出程度是常規井的4.8倍。水平井立體開發是今后研究和實踐的重點，是實現穩產的有力保障。